MEMS地震烈度仪在结构地震反应观测中的应用

工程结构地震反应观测台阵获取常时和震时结构反应记录,是工程结构健康诊断和震害评估的重要技术手段之一。2019年,云南大理建设了一个由8个地震烈度仪测点组成的结构地震反应观测台阵,每台烈度仪内置一个3分向微电子机械系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)加速度计。通过标准振动台检测,确定台阵配备的烈度仪的幅频响应特性曲线和线性度误差符合相关行业标准的要求。该台阵于2021年5月获得了大理漾濞地震序列的多次结构地震反应记录,本文选取其中3次M_(S)3.0~M_(S)3.2级地震,分析了观测记录的加速度时程、傅里叶幅值谱和信噪比等数据,由结果可知:该台阵可较好地记录幅值≥0.5 cm/s^(2)、频带1.0~39.0Hz的振动信号,对于近场小震具有一定的监测能力。

北京市防震减灾中心结构地震反应观测及振动特性识别

以北京市防震减灾中心结构为例,进行了结构的地震反应观测及振动特性识别研究。基于半功率带宽法对结构脉动测试数据进行了分析,计算出了结构自振周期和振型以及相应的阻尼比。各振型都具有较大幅值的楼层分别位于3、6和8层,据此设计并建成了结构地震反应观测台阵。分析台阵地震记录识别出了结构的自振特性,同时功率谱曲线显示,井下数据存在高频特性,初步判定其来自钢套管振动。开展结构的数值模拟分析,利用观测楼层上地震记录的卓越频率不断修正结构数值模型,直至结构反应与地震记录的频率值相符,且与脉动测试数据基本一致,相对位移对比分析发现,在该模型基础上相对位移反应与相对位移记录基本吻合。结构地震反应观测和数值模拟分析较好地实现了结构地震反应观测台阵的观测目的。

建筑结构地震反应观测台阵的发展现状及展望

在16WCEE上,建筑结构地震反应观测台阵的重要性再次引起重视。本文阐述了建筑结构台阵对于结构抗震设计的意义,分析了结构台阵在美国、日本及我国的发展现状,总结了台阵的布设原则,给出了相关建议,并对发展趋势进行了深入的分析,结论和建议如下:(1)建议地震年损失率可作为国家防震减灾规划中用于代表性建筑结构选择的首要依据;(2)建筑结构台阵的布设需考虑基本原则、结构动力分析、振动台试验和实际震害;(3)为了研究建筑结构在经历地震前后的动态特性及其响应,需要对于结构进行脉动测试;(4)建筑结构台阵的未来发展具有高度智能化、精细化、低成本化、多功能化等特点。

唐山古冶5.1级地震北京地区建筑结构地震反应观测记录初步分析

建筑结构地震反应观测是获取不同建筑结构在地震中的反应状态与特征的有效手段。河北省唐山古冶5.1级地震触发北京地区既有的建筑结构观测台阵,获得了丰富的建筑结构地震反应记录。开展台阵记录的初步分析,确定结构动力放大倍数和仪器烈度分布。分析发现,不同类型结构的动力放大倍数差异较大,钢结构较砌体结构的动力放大倍数更大。震中距较小的台阵的仪器烈度较大,最大达到2.5度。以第十九中学教学楼为例,开展单个观测台阵的地震记录分析,得到结构各楼层的水平向加速度分布,互功率谱分析得到结构振动的卓越频率。初步分析表明,基于观测记录数据分析能得到地震动特性和建筑结构动力特性参数,为了解区域建筑结构特性奠定有效数据基础。

山美水库大坝地震反应观测系统

为监测可能发生的破坏性强烈地震对大坝的影响,为工程抢险提供决策参考,山美水库大坝建设了地震反应观测系统。该文介绍山美水库大坝地震反应观测系统的建设目的、建设内容与目标、系统技术与功能、数据处理,供参考。

基于环境激励的厦门财富中心动力参数实测分析

为揭示环境激励下不同测点反映的模态信息情况,在厦门财富中心布置结构台阵获取环境激励下的结构振动响应。采用Welch平均周期图法获得功率谱密度(power spectral density,PSD)曲线,并在此基础上识别结构模态参数。比较不同测点的PSD曲线和模态识别结果,并与有限元结果进行对比。结果表明:1)结构基底、自由场地和基岩场地三个测点PSD曲线在0.1~1.0 Hz频段高度相似,该频段是由场地次级微地震引起的;不同之处在于结构基底测点PSD曲线Z向峰值是结构竖向基频,而自由场地峰值是场地基本频率。2)结构低楼层测点主要反映其测试方向上的模态频率,而高楼层测点能够反映多方向的模态频率。高楼层测点反映的模态信息更丰富,但易受到密集模态的影响。3)有限元结果与实测结果接近,表明有限元模型可以较好地反映结构的真实动力特性。

2020年7月12日唐山古冶5.1级地震影响信息与启示

2020年7月12日发生了唐山古冶5.1级地震,其强震动影响波及京津唐地区,特别是北京城区也出现了强烈的震感。中国强震动观测台网、国家地震烈度速报台网及典型建筑结构地震反应观测台阵获得大量的强震动记录。这次地震震级不大,但为地震科学研究提供了较为丰富的信息。基于获得的地震影响信息,可开展以下方面的研究:①利用地震附近及区域范围内地震烈度速报台网的密集观测记录,开展地震影响烈度快速计算分析及台网功能可靠性检测;②利用北京和天津地区的强震动观测记录,探讨深厚覆盖土层和盆地场地地震动影响;③利用京津唐地区震中距至300 km的强震动观测记录,研究京津唐地区的地震动衰减特性;④利用北京城区的建筑结构地震反应观测台阵记录,分析典型工程结构地震反应特征;⑤其他,如场地土层参数和工程结构参数反演研究等。本文针对以上关注的问题,介绍了相关初步研究工作并开展了进一步探讨性分析研究,展示了唐山古冶5.1级地震影响的丰富信息和对相关研究的潜在推进作用。

安装软钢阻尼器的钢框架结构抗震性能研究

为探讨安装极低屈服点软钢阻尼器的钢框架结构抗震性能,对地震观测用的三层钢框架结构实施了拟动力试验,输入的地震波为该结构历年的地震观测记录.本次拟动力试验选用了4个地震波记录,分安装阻尼器和未安装阻尼器两种情况共计进行了8次试验.试验结果表明,软钢阻尼器可以有效地减小结构的地震反应,结构地震反应的试验结果和观测结果具有良好的一致性.

A Discussion on the Generality of Precursor Waves on Well Water Level Records

Taking five underground water level observation wells with high earthquake response capability and located in Shanxi,Hebei and Inner Mongolia as study objects,this paper studies and discusses the generality of precursor waves in well water levels before strong earthquakes. It is indicated that the precursor waves often happen before strong earthquakes,with the ratio of occurrence up to 65% ( 41 /63 ) ; the precursor waves have poor generality in different observation wells,which may be related to the different well-aquifer system of different observation wells and the different source parameters of earthquakes. Compared to the seismic water level fluctuations in a single well,the number of precursor wave times recorded in well water levels before strong earthquakes is slightly less than that of seismic water level fluctuations,with a ratio between 39. 7% and 50. 7%, respectively. The number of observation wells with precursor wave recordings before earthquakes accounts for up to 66. 7% of the total number of observation wells. The precursor wave in well water level records has a certain generality in terms of the number of times recorded and the spatial distribution,except for its manifestation characteristics.