罕遇地震作用下特别不规则结构抗震性能分析

特别不规则结构的抗震性能分析一直是结构设计领域的重点与难点问题。基于盈建科(YJK)软件对某特别不规则的大型综合体结构分别进行了罕遇地震作用下的弹性和弹塑性分析,对结构位移响应、基底剪力、构件损伤及结构耗能等进行了分析:弹塑性分析的结构基底剪力、柱顶位移及层间位移角等响应大于弹性分析的结构响应;该结构在罕遇地震作用下处于基本完好状态,仅局部构件产生轻微损坏,结构的塑性耗能占比较少,塑性变形较小。结果表明:基于多遇地震设计的该特别不规则的大型综合体结构,采取合理的抗震加强措施后,在罕遇地震作用下,结构基本处于弹性状态,能够满足规范的相关要求。

暴时等离子体层顶密度不规则结构对SAR弧的调制

SAR弧的磁层源区对应环电流与等离子体层顶重叠区域,而等离子体层顶常常观测到密度不规则结构.之前还没有暴时等离子体层顶密度不规则结构对SAR弧调制的观测报道.本文报道了地基成像和磁层、电离层卫星对2013年10月9日磁暴恢复相期间发生的SAR弧的联合观测事件.在SAR弧的磁层源区,Van Allen Probe B卫星观测到了密度不规则结构,其中存在EMIC波、环电流离子分布和非线性电场结构.联合观测表明:该区域中的环电流离子分布通过库伦碰撞产生的热流通量足以驱动SAR弧,热流通量受到密度不规则结构的调制,形成空间上的小尺度分布,环电流离子中几keV的质子和几十keV的氧离子对这个过程起主导作用;此外,位于等离子体层顶密度不规则结构的低密度区的非线性结构电场引起的低能电子沉降可能是造成这次SAR弧非常明亮的原因.

近断层地震动作用下平面不规则结构双层隔震体系抗震性能分析

为探究平面不规则建筑采用双层隔震体系受水平方向近断层地震动影响时的抗扭情况,对某一12层平面不规则框架结构模型,考虑中间隔震层位置不同的影响,使用SAP2000有限元软件建立三种不同的双层隔震体系模型,即三层、六层、九层隔震体系,并与基础固定模型和传统基础隔震模型相对比,以X和Y两个水平方向对结构输入两种类型的近断层地震波进行数值模拟,分析结构输出的各种与抗震性能相关的动力响应参数。结果表明:五种模型中,三层隔震体系能使结构的自振周期增加1.8倍,且周期比更小;三层隔震体系的层间剪力最小;三层隔震体系可有效减小结构的层间位移角;三层隔震体系对平面不规则结构楼层加速度控制能力优于其他模型;三种双层隔震体系的扭转位移比均远小于基础固定模型,其对小跨度方向扭转位移比的控制更明显;三层隔震体系相比于其他模型具有更好的抗震性能且布置时应注意中间隔震层的参数选择。

电离层不规则结构漂移的GPS测量及其初步结果

本文阐述了利用GPS接收机台阵测量到的闪烁和TEC变化率ROT快速起伏图样估计F层不规则结构漂移的原理和方法,并利用实测数据估计了静日和暴时电离层不规则结构的水平漂移速度.短间距台网和超短间距台链观测实例的计算结果表明,暴时武汉地区引起TEC快速起伏的电离层不规则结构沿纬圈向西漂移,21∶30至03∶00LT,西向漂移速度在约40m/s至130m/s的范围内变化;在桂林地区,磁静日午夜前后引起L波段电波闪烁的电离层不规则结构沿纬圈向东漂移,漂移速度从约70m/s下降到约55m/s,磁扰日午夜前不规则结构向西漂移,速度从约150m/s下降到约50m/s,午夜后转为向东漂移,速度从约25m/s上升到约65m/s.文中还提出了由单站多卫星观测估计F层不规则结构漂移的设想.实例分析与计算结果表明,利用单站多卫星观测估计电离层不规则结构漂移是一种合理可行的方法.

竖向不规则结构抗震性能研究现状及其在设计规范中的应用

结构竖向不规则布置是导致结构地震损伤破坏的主要原因之一.介绍了建筑结构沿竖向的强度、刚度和质量不规则布置的定义、不规则的主要内容及其在地震作用下损伤破坏的特点;总结回归了钢筋混凝土竖向不规则结构地震反应需求的研究现状以及国际上典型的结构设计规范中结构竖向不规则条款的限定.针对竖向不规则结构目前的研究现状,提出了今后值得进一步加强研究的方向.

竖向不规则结构的抗震性能评估

基于模态Pushover方法和等强度延性需求谱理论,给出了竖向不规则结构评估的方法和步骤。通过模态Pushover方法,以考虑竖向不规则结构在地震作用下高振型的影响,利用等强度延性需求谱对等效单自由度体系进行计算,得到其延性和位移需求,并转化为多自由度体系的位移需求。利用上述方法对典型的竖向不规则结构算例进行了分析计算,结果表明该方法能够有效应用于竖向不规则结构的计算。

扭转不规则结构水平侧向力分布模式与pushover分析

水平侧向力分布模式的施加问题是合理进行pushover分析的关键环节。对于可以简化为平面模型的结构,传统的水平侧向力分布模式表现出较好的适用性,但对于因扭转不规则而导致必须采用空间模型的结构则并不适用。为此,针对扭转不规则结构的水平侧向力分布模式问题,并基于该类结构的地震响应特征,通过引入水平侧向力调整系数和水平侧向力分配系数,提出了扭转不规则结构改进的水平侧向力分布模式。对一具有典型扭转不规则特性的空间钢框架结构分别进行改进分布模式下的pushover分析和IV类场地典型地震动作用下的弹塑性时程分析,计算结果显示:改进分布模式下的pushover分析体现出扭转效应对结构反应的影响,并在一定程度上反映出更多的结构抗震信息,验证了所提出模式的可行性,说明pushover分析法也同样适用于扭转不规则结构。

多维性能极限状态平面不规则结构易损性分析

针对平面不规则框剪结构,在引入最不利输入角度的基础上,提出多维性能极限状态的易损性分析方法。首先,利用Matlab中小波变换系数法,判别地震动的最不利输入方向;然后,采用层间位移和层间扭转角作为性能量化指标并考虑量化指标间的相关性,计算超越概率,从而得到二维性能极限状态下结构的易损性曲线。利用该方法对平面不规则框剪结构进行分析得到结构在正常使用、可以使用、生命安全、防止倒塌4个性能水平下的易损性曲线。结果表明:对于平面不规则结构,地震动输入角度对结构的抗震性能有不可忽略的影响;对平面不规则结构进行易损性分析时,应同时考虑层间位移和层间扭转角双指标的影响,防止高估这类结构的抗震性能。基于多维性能极限状态的易损性分析方法对平面不规则结构抗震性能的评估更为安全、可靠。

赤道-低纬电离层不规则结构和闪烁活动出现率的理论模型构建

为构建赤道-低纬电离层不规则结构和闪烁活动出现率的理论模型,本文根据分析赤道-低纬电离层的广义Rayleigh-Taylor(R-T)不稳定性得到的三维线性增长率的表达式,计算分析了线性增长率随地方时的变化特征.并选取计算得到的每日增长率的极大值表征每日的线性增长率,分析增长率随季节、太阳活动和地理经度的变化特征以及逐日变化特征,建立三维广义R-T不稳定性线性增长率的理论统计特征模型,发现增长率表现出显著的随地方时、季节、太阳活动和地理经度以及逐日变化特征.通过比较分析增长率的变化特征与不规则结构和闪烁活动的变化特征,发现三维广义R-T不稳定性的线性增长率能较好地反映不规则结构和闪烁活动随季节、太阳活动、地理经度以及逐日变化规律.本文建立的R-T不稳定性的三维线性增长率的统计特征模型可用于构建赤道-低纬电离层不规则结构和闪烁出现率的理论形态特征模型.

地铁换乘站不规则结构对其地震响应的影响

地铁换乘站由于功能要求,多为复杂的不规则结构。本文通过对一具有实际工程背景的地铁换乘站进行地震响应弹塑性时程分析,着重从结构的位移响应、侧向变形以及结构柱的内力响应等方面考察了不规则结构对其地震响应的影响。结果表明:周围土体的约束作用有利于减轻地下不规则结构的扭转效应;结构的竖向不规则性对地震响应产生的影响不仅与结构竖向刚度突变有关而且还与周围土体对结构的约束差异有关;地下不规则结构会引起较明显的应力集中现象。相关结论可为类似地下工程的抗震设计提供参考。

电离层不规则结构的多普勒谱特性

利用武汉电离层观象台连续５年的高频多普勒记录，研究电离层中不规则结构反射回波的各种频谱特性及其变化．通常，扩展Ｆ回波总是引起扩散的多普勒诺；而Ｅｓ回波的多普勒图白天一般呈平直光滑谱，晚上变得扩散，其多普勒展宽常比未扩散时大２—３倍，达１Ｈｚ以上．多普勒图上有时会出现斜描迹多普勒谱，这种谱结构反映了Ｅｓ或扩展Ｆ中电子云团的漂移运动．

粘弹性阻尼器控制的不规则结构扭转分析

如何控制不规则结构在地震作用下的扭转作用是结构抗震设计中经常遇到的问题。本文根据粘弹性阻尼器原理,通过有限元软件SAP2000对附加粘弹性阻尼器的不规则结构进行地震作用下的扭转分析,得出了粘弹性阻尼器可以有效地控制不规则结构在地震作用下的扭转变形。

中、低纬度地区电离层不同层结间的耦合对夜晚F区不规则结构的影响

电离层不规则结构的形成和演化与电离层等离子体不稳定性密切相关 .长期以来 ,在中低纬区扩展 -F现象的研究中 ,没有考虑电离层上下层结之间的相互作用 .本文从理论上全面探讨了在中纬度地区 ,E区可变的Pedersen电导率和Hall电导率 ,与F区可变的Pedersen电导率的共同作用对F区梯度漂移不稳定性的影响 ,导出了存在这种耦合时电离层梯度漂移不稳定性的统一表达式 .这一耦合理论不但解释了实际观测中发现的 ,在某些地方电离层F区顶部的不稳定性发生率要高于F区底部这一现象 ;同时还表明 ,电离层E区与F区的耦合对F区夜晚梯度漂移不稳定性的形成不仅会有阻碍作用 ,同时还使得中、低纬度地区的扰动增长具有了方向的选择性 .该理论的一个重要结论是 ,F区中某一地区能否发展出梯度漂移不稳定性 ,并不完全由当地电离层F区的状态决定 ,同一根磁力线连接的、位于不同纬度地区的E区层结对其发展和演化也会有相当大的影响 .

电离层不规则结构对GPS性能的影响

电离层不规则结构的存在可引起无线电信号的幅度和相位发生随机起伏,这种电离层闪烁现象会影响全球定位系统(Global Positioning System,GPS)的性能,降低定位精度,严重时导致信号失锁.电离层不规则结构对GPS性能的影响涉及电离层物理、接收机设计和表征卫星几何分布的精度衰减因子(Dilution of Positioning,DOP)等多方面因素.本文通过对表征电离层不规则结构参数的分析,根据GPS接收机跟踪环路和闪烁信号模型,综合研究了电离层闪烁对GPS接收机载波跟踪环和码跟踪环跟踪误差的影响;结合实际观测,评述了电离层不规则结构对单频和双频GPS接收机定位性能的影响,在此基础上提出了有待深入研究的问题及具体建议.

竖向不规则结构非线性静力推覆分析的水平侧向力研究

非线性静力分析方法可以较为简便地预估结构的弹塑性反应,但仅取常见水平侧向力分布模型并不能满足实际工程的需要,例如高振型的影响和不规则结构的特殊性。对竖向不规则结构进行非线性时程分析,建立了水平侧向力分布与结构层刚度的关系式,从而提出了一种新的水平侧向力分布形式和方法。结合几种常见的水平侧向力形式,对5种侧向刚度不规则的情况进行了推覆分析,并与时程分析结果进行了比较,结果表明该方法不但可以找到各种侧向刚度不规则结构的薄弱层而且还具有较高的精度。

竖向不规则结构Pushover侧向力分布模式研究

本文研究了竖向不规则结构Pushover分析中的侧向力分布问题,建立了3个竖向不规则平面框架结构模型,提出了振型组合自适应分布的实现方法。利用5种不同的侧向力分布模式对3个结构模型进行了Pushover分析,并与弹塑性时程分析进行了对比。结果表明,振型组合自适应分布与时程分析结果最为接近,对复杂的竖向不规则结构,可以利用该分布模式进行Pushover分析。

中纬地区日间类扩展F不规则结构的观测研究

基于高频多普勒观测,研究中纬地区日间类扩展F现象及其与其他电离层扰动现象的关联.结果表明:日间类扩展F具有出现时间覆盖面广、持续时间长、与其他电离层扰动相互伴随等特征;形态特征表现为回波弥散(与夜间扩展F相似),弥散回波的频移多倾向于正向偏移,有时与行进电离层扰动(TIDs)相互伴随.日间类扩展F现象虽然是偶发事件,且发生率极低,但其出现时间及区域的广泛性充分体现了该现象对空间天气及空间环境的影响具有不可忽视的重要性.

平面不规则结构的弹塑性时程分析

针对平面不规则结构的特点,结合现行规范,参考常用抗震分析方法,提出对平面不规则结构进行多方向弹塑性时程分析的观点。通过对某工程实例的弹塑性时程分析,探讨了该类结构在不同方向罕遇地震作用下的地震反应,分析了塑性饺在不同构件中的发展情况及在整个结构中的分布情况,研究了某些主要承重构件在不同方向的受力性能。

静力弹塑性分析在不规则结构中的应用研究

基于国内外现行的结构抗震安全评估体系,使用静力弹塑性方法针对不规则结构进行了分析与研究。通过3个不同层高的钢筋混凝土不规则结构算例,分析了在不同侧向荷载分布下,结构的顶点位移与基底剪力的关系以及层间位移的计算精度问题,并对其进行了讨论。通过对加载模式进行适当的改进,使计算误差减小,为科学研究的进行和工程实际的应用提供参考。

武汉GPS台网观测的电离层不规则结构漂移

利用2004年11月上旬强磁暴期间电离层总电子含量(QTEC)和电波闪烁武汉GPS监测台网的观测数据,采用小波去噪和互相关技术,计算了电离层不规则结构的视在纬圈漂移速度.结果表明,在11月10日夜间,各种尺度不规则结构的存在使L-波段闪烁活动与QTEC起伏均显著增强,振幅闪烁指数(S4)最大达到1.0.根据观测台网实测的QTEC变化率(RT),得到引起闪烁和QTEC起伏的不规则结构沿纬圈向西漂移,漂移速度从午夜前(21:30BST)的约130 m/s下降到午夜后(02:30 BST)的40 m/s左右.该研究为电离层不规则结构纬向漂移速度的测量提供了一种可行的方法.