最大峰值加速度与有效峰值加速度的大小比例关系及影响因素探讨

分别以最大峰值加速度(以下简称PGA)和有效峰值加速度(以下简称EPA)为参数,对金沙江流域上12个工程场点进行了地震危险性分析,得到了各个场点在不同的年超越概率下的基岩PGA和EPA值。通过对PGA、EPA值比较分析认为:PGA与EPA值的大小比例关系主要受年超越概率大小的影响,当年超越概率较大时,表现为PGA>EPA;当年超越概率较小时,PGA与EPA的比例关系还与场点周围的潜源分布形式及潜源的震级上限的大小有关,不同的年超越概率、不同的潜源分布形式和震级上限,可使PGA>EPA,也可使PGA<EPA。

远场长周期地震动有效峰值对高层RC框架结构弹塑性响应的影响

为研究远场长周期地震动对高层结构地震响应的影响机理,分别选取10条长周期地震动与10条普通地震动,并根据中国现行抗震设计规范设计某高层RC框架结构,采用ABAQUS软件建立有限元模型进行计算分析。首先,对比分析长周期地震动与普通地震动作用下的结构响应特征;然后,基于经验模态分解(EMD),将长周期地震动分解为包含不同频域信息的本征模态函数(IMF)分量,并依次去掉各IMF分量后将剩余分量叠加重构成新的地震动,通过对比每条新地震动与原始地震动作用下的结构响应,分析各IMF分量对结构弹塑性地震响应的影响程度。结果表明:长周期地震动作用下高层结构的各地震响应均大于普通地震动;与结构自振周期接近且峰值较大的IMF分量对地震响应影响较大,第1个高频IMF分量具有降低结构响应的有利干扰作用;长周期地震动的有效峰值和有效峰值率显著大于普通地震动,从而初步揭示了长周期地震动作用下高层结构的地震响应大于普通地震动的内在机理。

有效峰值加速度不同调整方法对比分析及改进

对地震动有效峰值加速度(EPA)在国内外规范中的不同计算表达式进行梳理,推导了有效峰值加速度调整系数的数学表达式并分析其物理概念,讨论了影响调整系数的因素;综合考虑规范对选波的其他要求,对同一个结构分别采用有效峰值加速度和峰值加速度(PGA)进行输入计算,评估两者对计算结果的影响,结果表明基于有效峰值加速度和峰值加速度选波所得结果在与反应谱的匹配程度上不具有明显的优劣性。根据瞬时脉冲峰值特征,将地震波划分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型三类,明确各类波的频谱特征,指出当前采用基于规范反应谱平台段定义有效峰值加速度的方法能够较好地进行Ⅰ型波和Ⅱ型波的地震动强度评估,且对于Ⅱ型波的地震动强度评估较采用峰值加速度的更为合理,但其对于Ⅲ型波的地震强度评估存在明显的不合理性。基于此,提出一种改进的有效峰值加速度调整方法,该方法采用统一表达式,可适用于所有类型地震波,调整前无需对地震波进行分类。通过案例计算对比,表明采用改进方法能够更为合理地评价地震动强度。

大跨度斜拉桥时程分析输入地震波峰值调整方法

地震波峰值调整常采用基于地震动峰值加速度(PGA)的方法来实现,而现行规范中设计反应谱的峰值加速度为有效峰值加速度(EPA),建议采用EPA进行峰值调整。首先,分析PGA和EPA含义及其内在联系,总结国内外现有的EPA计算方法,根据桥梁结构与建筑结构的不同特点,修正桥梁结构时程分析EPA的计算公式。其次,研究EPA计算中地震波反应谱的平滑处理问题,并提出3种峰值平滑方法,分析相关参数的取值及各方法的优劣性。最后,将此方法应用于一座大跨度斜拉桥进行时程分析,比较基于PGA和EPA两种不同峰值调整方法下结构的位移和内力结果。结果表明,应用基于EPA的峰值调整方法得到的时程分析结果更加可靠。

地震动有效峰值加速度的统计分析

动力时程分析被广泛应用于结构设计,而确定地震动有效峰值加速度EPA是选择动力时程分析地震动加速度记录的基础。讨论了中国和美国相关规范的EPA定义及参数取值的差异。由于EPA定义与地震动的加速度反应谱相关,给出了222组实际地震的加速度记录的反应谱,并对相关结果进行了统计分析。根据不同的EPA定义,计算了各组地震动水平分量和竖向分量的EPA,分析了结果的差异及离散性。

采用改进等价极值法的钢网架动力可靠性分析

为比较动力作用下航站楼钢网架结构可靠性的空间分布差异,基于等价极值原理中的极值(P),推导并改进了以逼近极值(ΔPi)为特征变量的结构失效概率计算方程。结合某机场航站楼钢网架优化案例,数值模拟分析了指廊钢屋盖在不同有效峰值加速度(effective peak acceleration,简称EPA)作用下的结构可靠性变化规律,总结了改进等价极值法在预测结构失效时的优越性。结果表明:利用改进等价极值法得到的结构失效概率上下界曲线能准确表征不同EPA作用下结构失效的“三阶段”变化趋势,且计算阈值区间随EPA增加而收敛,并在EPA大于0.22 g时趋于0;在结构设计优化指标满足规范要求时,改进等价极值法既能有效预测其可靠性变化趋势又具有较高预测精度;指廊结构区段内的支座节点失效概率与整体失效概率接近,EPA小于0.295 g时误差不超过4%,可通过监测代表节点实现结构整体可靠度监测。

利用强震记录估计场地放大效应的一种方法

选取了KiK-net井下台阵的73个台站的262组加速度记录,每组数据均包括各台站对应的地表和孔底基岩记录,共计524条加速度记录,建立了相应的73个场地的一维土层模型,采用shake91软件进行了一维土层等效线性化地震反应计算。首先分别由孔底加速度记录通过正演计算得到地表加速度和露头基岩加速度,由地表加速度记录反演计算得到露头基岩加速度;然后根据场地地震响应放大倍数的定义,即地表有效峰值加速度除以露头基岩有效峰值加速度,分别得到了各类场地正、反演计算结果的放大倍数统计值,并取正、反演结果的平均值作为场地最终放大倍数;最后给出了场地有效峰值加速度的调整系数。结果可以作为结构抗震设计中地震动参数选取的参考。

正弦交流电有效值的证明

高中物理教材《交变电流》一章,关于按正弦规律变化的交流电,其有效值与峰值(即最大值)之间的关系式是直接给出的,并未给予任何证明。本文试偿用两种行之有效的方法进行推证,以加深对交变电流有效值的理解和相关计算。

时程分析中地震动记录的调幅方法研究

建筑结构时程分析应选取合适的地震波,进行调幅后再后续分析。《建筑抗震设计规范》规定应选取三组或者七组及以上地震动记录进行时程分析;美国ASCE7-16建议,在进行弹塑性时程分析时,至少选取11组地震动记录进行分析。目前常用的地震动调幅方法有地面峰值加速度(GPA)调幅法、有效峰值加速度(EPA)调幅法和均方误差(MSE)调幅法。本文采用上述三种调幅方法对某框架-核心筒超高层结构进行弹性时程分析,分析比较不同调幅方法下地震动平均反应谱与规范反应谱匹配度、地震动基底剪力与规范反应谱基底剪力的差异。结果表明采用MSE调幅方法选取的地震动的平均反应谱与规范反应谱在频谱特性上更加吻合,同时地震动的基底剪力也能满足国内规范的要求。

强余震和主震地面运动分布比较研究

应用地震动衰减关系计算了1966年邢台地震以来中国大陆及近海发生的21次MS≥7地震序列的主震和强余震产生的有效峰值加速度,并对计算结果进行了比较分析,发现76.2%地震序列的强余震产生的有效峰值加速度超过主震,其中50%多的强余震产生的有效峰值加速度在大范围内大幅度地超过主震.本研究表明在强余震震中区附近,强余震往往会造成比主震更严重的破坏,因此在地震危险性分析中要充分考虑强余震的影响场,才能为抗震设防提供科学、安全、可靠的依据.

场地条件对竖向抗震设计反应谱最大值的影响

文章采用294条竖向按我国相关建筑抗震设计规范划分场地条件的强震记录反应谱,提出用有效峰值加速度(EPA)表示地震动强度,按照Ⅱ类场地上EPA进行分组,研究每个分组区间场地条件对竖向反应谱最大值的影响。结果表明:同一地震动强度下,随着场地变软,竖向场地系数随之增大;同一场地条件下,随着地震动强度提高,竖向场地系数有减小的趋势。通过计算与分析,给出了不同类别场地竖向设计反应谱最大值的1组竖向场地系数建议值。

新疆克孜尔坝址设定地震研究

以新疆克孜尔坝址为研究对象,综合确定性和概率地震危险性分析方法的优点,依据最大贡献和构造一致原则,提出了基于有效峰值加速度(EPA)的设定地震方法,给出了新疆克孜尔坝址100a超越概率为2%的设定地震参数———震级、震中距和反应谱.该设定地震反应谱介于一致概率反应谱和规范标准反应谱之间,克服了一致概率反应谱和规范标准反应谱的不足,证实了设定地震方法的合理性.

诊断X射线辐射质RQR系列建立方法研究

介绍了如何以现有的“X射线诊断水平计量仪检定装置社会公用标准”为基础，以IEC61267-2005（（用于确定特性的医疗诊断X射线仪器辐射条件》等系列报告为依据，建立新的X射线诊断水平剂量标准装置的方法。重点介绍了使用介入式测量方法确定有效峰值电压PPV和辐射质非减弱束辐射条件RQR系列的建立中两个核心的问题。建立了国内第一套符合IEC61267-2005技术要求的X射线诊断水平计量仪检定校准装置，为我国核医学领域中X射线诊断设备提供了量值朔源和计量保障。

基于KiK-net强震记录的场地调整系数估计

日本KiK-net强地震动观测台网记录了大量的地表和钻孔下基岩加速度记录,为保证统计结果的合理性,本文对这些强震数据进行了筛选,对震级,震中距,震源深度和地表峰值加速度大小做了限制,挑选了170次地震的1609组水平向强震记录,每一组数据包括各台站对应的地表和钻孔下基岩记录。利用这些强震数据,本文进行了的场地放大倍数以及场地影响系数与场地类别和峰值加速度的关系的统计,比较了3种不同有效峰值加速度EPA计算方法对场地放大倍数和场地影响系数计算结果的影响,结果表明:Ⅱ类场地对基岩的放大效应最大,Ⅲ类场地次之,Ⅰ类场地的放大效应最小;采用不同的有效峰值加速度EPA计算方法得到的计算结果有一定差别。最后论文给出了不同场地影响系数的建议值。

建筑结构抗震性能化设计的地震动参数与地震动记录选取

地震动参数的确定以及地震动记录的选取和调整,是建筑结构抗震性能化设计的核心问题之一。我国的地震动参数选取存在不协调,对地震动记录选取和调幅的规定也较笼统。针对有效峰值加速度(EPA)和峰值地面加速度(PGA)的关系进行了统计分析,给出了各场地条件下二者的回归关系,分析了EPA的两种定义,发现时程分析所用地震加速度时程的目标EPA和PGA值相差不大,可直接将EPA目标值作为PGA的目标值,对地震动加速度时程曲线进行线性调幅。给出了将抗规设计谱作为目标谱挑选地震动记录的流程,分析了不同调幅方法对选波结果的影响,给出了选波和调幅建议。分析了三种场地相关谱,给出了目标谱的选择建议,为《建筑结构抗震性能化设计标准》(T/CECA 20024—2022)中的相关条文提供了理论依据。

基于反演基岩地震波的场地调整系数估计

基于KiK-net台阵中73个台站的一维土层模型和从不同地震中筛选的262条地表加速度记录,按照峰值加速度的分档标准和场地分类原则,将这些记录分成了28组。采用一维土层地震反应分析的等效线性化方法,反演计算了基岩输入加速度。通过分别计算各组基于有效峰值加速度EPA的场地放大倍数,并得到了各类场地的有效峰值加速度的调整系数Fa。结果表明:Ⅱ类场地的放大倍数和调整系数Fa最大,其次是Ⅲ类和Ⅰ类,Ⅳ类场地的最小。

时程分析设计地震动确定方法探讨

结合《建筑抗震设计规范》,介绍了几个易混淆的地震动特性概念,阐述了强震记录调整的方法,并对地震动输入水平进行了对比与研究,最后提出了选择设计地震动的建议。

静力与动力组合应力条件下饱和松砂变形特性的试验研究

利用大连理工大学新引进与研制开发的土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,针对福建标准砂,在相对密度为Dr=3 0 %的松散状态下,在不同的三向非均等固结应力状态下进行了应力控制式循环扭剪试验和竖向-扭转耦合剪切试验,通过对比试验结果着重探讨了初始固结主应力方向与循环应力变化模式对饱和松砂动应力-应变关系特性的影响,并采用相对有效应力比峰值与广义剪应变作为参变量对应力-应变模式进行了探讨。试验结果表明,相对有效应力比峰值与广义剪应变之间符合良好的双曲线关系,初始固结主应力方向对砂土的应力-应变关系特性具有不容忽视的影响。

地震动作用下结构响应与地震动强度指标的回归分析

通过对地震动作用下五层框架的顶点位移和表征地震动强度的特性参数进行回归对比分析,验证特征峰值表征地震动非平稳特性的可行性。

孟加拉国铁路桥梁抗震设计研究

孟加拉国地质条件和自然环境复杂,基础设施建设非常落后。该国将大规模修建铁路,但缺乏铁路设计规范。因此,选用合理的规范体系对孟加拉国铁路设计和施工是必要的。本文从孟加拉国独特的地质构造出发,通过研究孟加拉国建筑规范的地震作用、场地类别等,把当地的地震作用与中国规范桥梁抗震设计方法结合,完成了孟加拉帕德玛大桥铁路连接线的桥梁抗震设计。该成果已通过孟方审批并实施,以期为孟加拉国铁路桥梁设计提供参考。