单自由度体系等强度残余位移谱研究

残余位移是基于性能抗震设计方法中一个重要的性能参数,其研究逐步得到重视,但是目前还没有简单有效的工程计算方法。该文通过计算不同参数的双折线单自由度(SDOF)体系在120条地震动作用下的残余位移响应,提出残余位移角的概念,分析屈服后刚度比、强度折减系数、周期、场地条件等参数对残余位移角的影响。分析结果表明,屈服后刚度比、周期、场地条件是影响结构震后残余位移率的主要参数,其中以屈服后刚度比的影响最为明显,而强度折减系数对残余位移率的影响不明显。文中还分析了地震动峰值参数(PGA、PGV、PGD)与残余位移率之间的相关性,结果显示地震动峰值参数与残余位移率的相关性随周期的不同而不同,其中以PGV参数与残余位移之间的相关性最好。基于这些研究,给出等强度残余位移谱,并且提出形式简单的拟合公式。

工程结构等强度位移比谱研究

在估计已知强度的现有结构在不同地震动强度下的最大弹塑性位移时,等强度位移比谱是十分准确有效的.本文利用大量的单自由度体系在不同强震记录作用下的弹塑性动力时程分析结果,对等强度位移比谱进行了较为详尽的研究,给出了四类场地条件(基岩、硬土、一般土和软土)上的平均等强度位移比谱,总结了对工程结构的抗震设计和研究具有重要意义的特征和规律,分析了场地条件、地震烈度、结构的屈服强度系数及周期等因素对等强度位移比谱的影响规律,得到了一些重要的结论,最后提出了新的拟合公式,其成果对抗震研究和设计具有较大的参考价值.

工程结构等强度位移比谱影响因素分析

应用等强度位移比谱估计现有结构在不同地震动强度下的最大弹塑性位移是一种十分简单有效的方法.利用大量单自由度体系在不同强震记录作用下的弹塑性动力时程分析结果,分析讨论了场地条件、结构的屈服强度、周期及恢复力模型等因素对等强度位移比谱的影响规律,其中重点从定性到定量详尽研究了阻尼和恢复力模型的影响.结果表明:阻尼和恢复力模型对等强度位移比谱的影响,不但随场地的不同而不同,而且受屈服强度系数及单质点体系周期的影响较大;要精确考虑阻尼和恢复力模型对等强度位移比谱的影响,必须根据结构的场地条件、屈服强度系数及周期确定.最后,给出了阻尼和恢复力模型影响等强度位移比谱的修正公式.

考虑退化、捏拢和双向耦合效应的等强度延性需求谱

传统的等强度延性需求谱通常难以有效地考虑强度退化、刚度退化、捏拢效应以及双向恢复力耦合效应的影响。鉴于此,基于双轴Bouc-Wen-Baber-Noori模型,建立了双向地震激励作用下单质点双自由度体系非弹性地震反应谱的基本方程,并定量分析了强度退化、刚度退化、捏拢效应和双向恢复力耦合效应对结构地震延性需求的影响,进而分别建立了等强度延性需求的均值谱和标准差谱的预测方程。分析结果表明:强度退化、刚度退化和捏拢效应会增大结构的地震延性需求;双向恢复力的耦合效应对地震延性需求的影响,取决于结构沿两个主轴方向地震耗能能力的相互竞争;退化、捏拢和耦合效应会明显增大结构地震延性需求的标准差,且非线性程度越高,随机性表现越明显;随着结构沿两个主轴方向自振周期的增加,等强度地震延性需求的均值和标准差均逐渐减小。

脉冲型地震下隔震结构的等强度位移需求谱研究

隔震支座在脉冲型地震作用下将经历很大变形,容易发生拉裂、失稳等破坏,利用等强度位移需求谱对隔震支座的最大非弹性变形进行估算简单、高效。以脉冲型地震记录作为激励,对基础隔震结构在脉冲型地震作用下的等强度位移需求谱进行研究。首先,采用Bouc-Wen模型描述隔震支座的非线性力-变形关系,建立了隔震结构等强度位移需求谱的相关运动方程;然后,运用MATLAB对运动方程进行编程并求解,得到基础隔震结构的等强度位移需求谱;最后,通过数值拟合建立了等强度位移需求谱的数学表达式,利用该表达式可以对隔震支座的最大非弹性变形进行快速估算,便于工程应用。

不同类型地震动作用下等强度需求谱特征及其影响因素分析

以非弹性单自由度(NSDOF)体系为研究对象,分别选取远场普通地震记录、远场长周期地震记录和近场脉冲型地震记录为输入,对不同类型地震动作用下等强度需求谱特征及其影响因素进行了研究。首先,基于已有研究成果建立了远场长周期地震记录和近场脉冲型地震记录选取准则,从太平洋地震工程研究中心(PEER)地震记录数据库选取了3种不同类型的地震记录,共60条,对其频谱特性进行了对比研究;然后,建立了NSDOF体系运动方程,运用MATLAB进行了编程并求解得到了体系的地震响应,在此基础上建立了等强度需求谱;最后,对比研究了不同类型地震动作用下等强度需求谱的谱形和谱值特征,以及强度折减系数、阻尼比和刚度比对等强度需求谱的影响。研究结果表明:不同类型地震动作用下等强度需求谱的谱形变化不大,谱值在对应周期段差别较大;在特定周期段,增加阻尼比可以对NSDOF体系位移响应起到较好的控制作用,增大强度折减系数可以对体系加速度响应和位移响应同时起到较好的控制作用。

基于强震动数据的等强度延性谱影响因素分析

基于5500余条峰值加速度大于50 gal的水平向地震动数据,采用双线性模型计算了单自由度体系弹塑性反应,从地震信息参数和地震动参数2方面分析了影响等强度延性谱的因素。首先在场地分类的基础上按震中距和震级大小将地震动分组,分析了震中距远近和震级大小对等强度延性谱的影响;然后在地震动参数方面分析了反映幅值、频谱以及持时的峰值速度(PGV)、有效峰值加速度(EPA)以及Bolt持时等代表参数,并且根据PGV,EPA和Bolt持时的大小分组,分析了其对等强度延性谱的影响,结果表明:①在大部分周期内,各组等强度延性谱值差异较大,在各个场地内震中距和震级较大时,对应的延性谱值较大;②分组效果最好的地震动参数为PGV,其次是Bolt持时,当根据EPA分组时,分组结果最不理想。

三维荧光光谱和主成分分析法在茶叶品质鉴别中的应用研究

提出一种综合运用三维荧光光谱、等强度指纹图谱和主成分分析技术对多种茶叶样本进行品质鉴定和种类区分的新方法。三维荧光谱可提供比常规荧光谱更加完整的特征信息,以荧光谱的多峰为变量,以其荧光强度值为样本观测值,利用主成分分析法实现了异常茶样本的检测,并利用贡献图确定影响茶性能的关键因素。通过对15种茶叶样品进行的实验,验证了该方法的可行性。

海底与陆地地震动反应谱比定量分析

为了研究海底地震动与陆地地震动反应谱统计特性的差异,选取日本相模湾地区K-net的922组海底地震动记录和KiK-net的4599组陆地地震动记录,通过对海底与陆地地震动标准化弹性加速度反应谱以及弹塑性反应谱的对比分析表明:弹性反应谱的海陆谱比变异较小,平均值可作为定量对比关系;当周期小于0.5 s时海域与陆地地震动的差异较小,当周期0.5 s以上时海域与陆地地震动反应谱的差异明显,海域地震动的竖向分量显著较小;对于等强度延性谱,当震级或震中距较小时,有必要考虑1.5 s及以上周期的水平方向海底与陆地地震动的差别;而对于竖向地震动,则需更加关注0.5 s以下短周期地震动的海底与陆地地震动的差异。

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。

考虑不同分类的海底地震动特性及其不确定性分析

为了研究海底地震动特性及其不确定性,本文基于日本K-net海底地震动,经过数据筛选、地震动分类、滤波以及基线调整,对典型地震动参数和弹塑性谱进行了研究.通过分析震源类型、震级和距离对地震动参数及频谱变异系数的影响,讨论了海底地震动的不确定性.结果表明:随距离和震级的增大,其对幅值的影响逐渐减弱;震级因素对持时的影响高于距离因素;距离较小时其对阿里亚斯强度的影响较大,距离较大时其对阿里亚斯强度的影响小于震级的影响.海底地震动动力放大系数谱峰值大于抗震规范值;震源类型主要影响地震动弹性反应谱的长周期段,震级和距离主要影响长周期弹性反应谱的不确定性.对于浅地壳、板缘和板内地震,弹塑性反应谱不确定性的影响则体现在短周期段.通过与未分类的海底地震动变异系数的比较发现,按震级、距离与震源类型对海底地震动分组之后统计不确定性明显降低.