结构抗震设计中地震动输入的若干问题

针对抗震设计中往往只重视计算方法和计算模型的研究,而忽略输入机制的情况,总结设计反应谱和时程分析中输入地震波和随机分析采用的地震动输入机制的主要方法.对各种方法进行介绍、评价以及前景预测,使设计人员在抗震设计时可根据不同情况选择最佳的输入机制,以满足抗震设计的需要.     

倾斜岩面场地的桥梁地震分析

对某一大跨度桥梁桥址处地质、地形等局部场地进行模拟及地震反应分析,得出桥梁各个支撑处的地震动参数,再对桥梁进行多点激励地震反应分析,并将结果与一致地震动作用下的桥梁地震响应对比分析。考虑局部场地效应的多点激励作用与一致激励作用下得出的桥梁地震响应有较大差异,并对倾斜岩面场地处的桥梁抗震设计提出一些建议。     

不同频谱特性地震动输入下的场地地震反应

对进行土-结构相互作用大比例模型试验的成层土场地,在获取各层土动力特性指标的基础上,土体采用等效线性模型,进行了不同加速度峰值和不同频谱特性地震动输入下的场地三维有限元地震反应分析,研究了场地土的地震放大效应和地基的滤波效应,为进一步研究土-结构相互作用奠定了基础.     

大跨径在役桥梁随机地震动模拟方法

考虑桥梁结构的服役期对地震荷载的影响,应用等超越概率的方法将地震作用进行折减,将公路桥梁抗震规范中的两级设防标准扩展为三级设防标准.考虑地震动的随机性,应用概率理论将目标反应谱随机化,结合相干函数和相位差谱理论,采用MATLAB程序,生成在役桥梁结构空间相关多点非平稳随机地震动.模拟结果表明:应用等超越概率的方法可以将地震动峰值加速度进行合理折减;应用概率理论进行反应谱随机抽样,得到的随机地震反应谱能够较好地反映地震动的随机性,其中30条随机反应谱的变异系数最大差值为0.064,精度符合要求;计算反应谱与随机目标反应谱拟合情况良好,1、2号目标点的拟合优度值分别为0.82和0.81,精度符合要求;合成的人工地震动能够反映在役桥梁结构的已服役期和地震动的随机性,接近实际的地震记录.     

我国抗震规范时程分析中地震动的输入数量

针对我国现行建筑抗震规范时程分析中地震动输入数量这一问题开展研究.首先基于结构响应参数服从对数正态分布的理论假设,通过500次/组蒙特卡罗抽样,模拟了两种不同输入地震动数量方案下的结构响应参数的累积概率分布曲线,表明了3条记录下选择响应最大值和七条记录下选择响应平均值两种输入方案的累积概率分布曲线存在较大差异:前者计算结果期望值要高于理论均值,且结果受响应离散性影响较大;后者计算结果的期望值就是响应理论均值本身,受响应离散性影响较小.同时对我国某10层平面RC框架进行弹塑性时程分析,结果表明:3条记录选取最大值的输入方案下结构响应预测均值要显著高于增加记录选取数量和控制记录间离散性的其他输入方案;建议在7条及以上强震动记录下的响应均值的基础上,以记录数量与响应离散性作为参数,通过经验修正公式来计算0.84分位值,以得到满足规范要求的84%以上保证率的计算结果,并对该经验修正公式在我国抗震规范下的适用性做了结构数值模拟验证.     

桥梁地震危险性分析的原理和方法

结合某实桥，对地震危险性分析的基本原理和计算方法进行了详细介绍，并根据桥址场地建立了地震反应分析模型。通过对该桥桥址处的地震危险性分析，得出了桥位处的地震动参数。并合成了桥址处基岩人工波时程和场地土人工波时程。     

双线性系统地震动瞬时能量研究

研究了不同周期弹性及双线性系统在地震作用下最大瞬时输入能量对应的位移与结构最大位移之间的关系。分析了双线性系统参数对该关系的影响．讨论了弹性及双线性系统的等价速度谱及其变化规律．并对如何由瞬时输入能量评价结构的最大位移进行了初步探讨．     

三本桥梁抗震规范的反应谱计算方法的比较分析

现今《城市桥梁抗震设计规范》、《公路桥梁抗震设计细则》以及《公路工程抗震设计规范》中反应谱计算有较大的差异性。以地震基本烈度为7度,地震动峰值加速度为0.15g地区为例,仅讨论规则桥梁在三种桥梁抗震设计规范情况下,采用反应谱法计算得出的E1地震作用下水平力。最后通过比较,得出桥梁结构在不同场地土以及不同地震动参数分区间三本规范的差异、比值大小及其变化范围。     

汶川地震垂直和平行断层方向地震动特征差异

为探讨断层走向对水平地震动的影响,选取汶川地震113组水平地面运动加速度记录,对比研究了垂直断层方向(FN)和平行断层方向(FP)分量的地震动加速度峰值、持时、反应谱、放大系数和特征周期等参数的差异.结果表明:断层距小于50 km时,FN分量地震动加速度峰值大于FP分量,且二者加速度峰值比的均值受场地条件影响较小;断层距越大,FN和FP分量地震动加速度持时越长;断层距小于100 km时,Ⅰ类场地FN和FP分量加速度持时的差别大于Ⅱ类场地;近断层区域内,FN与FP分量加速度反应谱比值的均值大于放大系数比值的均值,Ⅰ类场地FN和FP分量加速度反应谱、放大系数的差别均分别大于Ⅱ类场地;FN和FP分量地震动特征周期差别明显,且二者比值的均值和差值的均值都受场地条件影响较大.     

基于特征正交分解的空间变异地震动模拟

结合模态截断技术，导出了特征正交分解型谱表示法的随机模拟公式．给出了空间变异地震动的随机描述，并通过引入对地震动谱矩阵的预分解，导出了用于平稳空间变异地震动随机模拟的简化计算公式，避免了较耗时的对复矩阵求特征值的运算．简化公式同样可用快速傅立叶变换算法加速，较之原有模拟方法具有较高的计算效率．最后，模拟了龙潭河特大桥桥址处的空间变异地震动，说明了所推导的方法是正确的，同时形象地说明了地震动特征正交分解模态的物理意义．     

汶川地震近断层附近桥梁震害浅析

5.12汶川地震给交通生命线造成了严重破坏,其中处于断层附近的几座桥梁震害严重甚至垮塌,给灾后救援和重建带来巨大影响。结合近断层的场地特征,详细分析了其附近几座桥梁的震害,并为今后的桥梁设计提出以下建议:做好桥址选择工作,尽量避免发震断裂地段;选择合理抗震结构体系,减小双向地震作用;充分考虑竖向地震作用对桥梁结构影响;提高构件延性设计,防止墩柱脆性破坏;合理设计支座和加强挡块连接,以有效防止落梁震害。     

汶川地震近断层附近桥梁震害浅析

"5.12"汶川地震给交通生命线造成了严重破坏,其中处于断层附近的几座桥梁震害严重甚至垮塌,给灾后救援和重建带来巨大影响。结合近断层的场地特征,详细分析了其附近几座桥梁的震害,并为今后的桥梁设计提出以下建议:做好桥址选择工作,尽量避免发震断裂地段;选择合理抗震结构体系,减小双向地震作用;充分考虑竖向地震作用对桥梁结构影响;提高构件延性设计,防止墩柱脆性破坏;合理设计支座和加强挡块连接,以有效防止落梁震害。     

大跨超长连续梁桥纵向抗震设计研究

以某大跨超长连续梁桥为工程背景,研究Lock-up装置、粘滞阻尼器对该桥纵向抗震性能的影响。结构地震响应分析全部采用非线性动力时程分析方法。首先改变结构基本周期,分析并比较安装Lock-up装置前后不同基本周期结构的地震响应,结果表明:安装Lock-up装置前后结构基本周期对应的反应谱值差值越小,Lock-up装置对该结构的减震效果就越明显。然后对设置粘滞阻尼器的桥梁体系进行阻尼系数和阻尼指数的参数敏感性分析,分析表明:适当的选择阻尼系数和阻尼指数可以有效的降低结构地震响应。     

双薄壁墩连续刚构桥地震反应谱研究

以G75高速公路一座预应力混凝土连续刚构桥为例,利用Midas Civil 2012有限元软件建立有限元空间模型,根据我国现行的《公路工程抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)规定,对其进行地震反应谱分析。计算结果表明,对于主梁考虑墩水耦合,内力变化明显,变化幅度不大;对于桥墩而言,考虑墩水耦合,桥墩内力和位移变化非常明显,且幅度变化较大,研究结论可供类似工程参考借鉴。     

芦山地震触发崩塌滑坡的优势方向与机理

利用芦山地震强震记录、水系图和1 754个地震触发崩塌滑坡数据,对芦山地震触发崩塌滑坡的优势方向的控制因素进行了研究.对比分析了崩塌滑坡数的优势方向与研究区自然坡体的优势坡向;基于对抗性原理,确定了芦山震区新构造应力场方向;对崩塌滑坡确定性系数分区进行了分析.认为自然坡体的优势方向是决定崩塌滑坡方向的首要因素,但应考虑不对称地形造成的坡向分异现象;新构造应力场是崩塌滑坡方向的全局性影响因素,地震台站的最大累计加速度方向是其代表区域内崩塌滑坡方向的影响因素.对于盲断层型地震,上述三因素对地震触发崩塌滑坡方向的控制效应可能是具有普适性意义的规律.      

基于强震记录快速确定康定地震的震源破裂方向研究

2014年11月22日四川省康定县发生MS6.3级地震,主震3d后发生MS5.8级余震.为研究两次地震震源破裂特性并探讨通过强震记录快速确定震源破裂方向的方法,利用强震记录并基于网格搜索方法,快速确定了使强震动峰值参数预测值与震源方向性系数修正的观测值误差最小的震源破裂参数.研究结果表明:由于MS6.3级地震震中西北方向强震台站缺失致其记录空间分布严重不均匀,确定的震源破裂方向不理想;对于MS5.8级余震,结合流动台站的强震记录,快速确定了震源为双向破裂,主破裂方向约为北偏东320o,与断层走向及余震分布较为一致,主破裂方向上的破裂占整个震源破裂的70%~90%,破裂速度约为2.5~2.8 km/s.      

液化场地条件下高速公路大中桥抗震设计

以某高速公路项目4-30m小箱梁及4-20m空心板桥为例,对液化场地条件下大中桥抗震设计的模型建立、抗震分析、结构配筋、抗震验算、抗震措施等内容进行介绍,并对抗震设计过程进行较全面的梳理,总结规律,提出建议,为今后此类桥梁的抗震设计提供参考。     

采用中层减隔震体系不规则梁桥顺桥向抗震性能研究

从高墩桥梁的抗震难点出发,研究支座设置位置对其减震性能的影响。提出将传统的桥梁支座由墩顶转向墩的中部,墩顶与梁体固结,变高墩为低墩结构设计方案,使得高墩桥梁的抗震设计由延性设计转向减隔震设计。以某城市高架桥为研究对象,分别对刚构设计、墩顶减隔震设计、墩中减隔震设计以及墩底减隔震设计的抗震性能进行研究与评估。研究表明,中层减隔震体系桥梁可以改善并优化高烈度区高墩桥梁的地震响应。     

5．12汶川8．0级特大地震对广元市地方公路桥梁造成的震害

2008年5月12日14时28分四川省汶川发生了8．0级特大地震,此次特大地震严重波及广元市,之后在广元市青川县又发生了3次6．0级以上强烈余震。本文对广元地震灾区重点桥梁震害进行了全面系统的总结分析,对灾区桥梁加固改造和新桥建设在抗震设计方面提出了一些建议和措施,供桥梁灾后恢复重建参考和借鉴。     

铁路快速抢修钢桥方案研究

介绍了铁路快速抢修钢桥的基本结构特点,并采用ANSYS程序对成桥运营和利用铁路救援起重机进行架梁两种情况进行仿真分析,计算结果表明该方案是可行的,钢梁在架设及使用中是安全的。