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三维地震动作用下双层球面网壳的破坏机理研究（英文）

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建筑钢结构进展 2016年第1期18卷 8-22页

作者：冯雪李会军李明富李广德西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

系统地研究了双层凯威特型球面网壳在三维地震动激励下的失效机理及破坏过程。将4种矢跨比的网壳作为分析对象,以其变形能力、屈服杆件数、应变能和应变等作为考察网壳结构动力特性的指标,选取了Taft,Kobe和El Centro这3条地震记录,深... 详细信息

系统地研究了双层凯威特型球面网壳在三维地震动激励下的失效机理及破坏过程。将4种矢跨比的网壳作为分析对象,以其变形能力、屈服杆件数、应变能和应变等作为考察网壳结构动力特性的指标,选取了Taft,Kobe和El Centro这3条地震记录,深入研究了网壳结构在地震动作用下的破坏过程,给出了各矢跨比网壳杆件失效的先后次序,研究了4种网壳结构失效机理的异同之处。计算表明:尽管临界峰值加速度不同,但4个球面网壳的动力响应在一些方面表现出了共性,如网壳均经历了较深的塑性发展与损伤累积,最后均发生了强度破坏;网壳的失效机理与破坏过程却截然不同;进行抗震计算时,应根据网壳的动力特性与地震波的频谱特性合理地选择所需输入的地震波。研究结论可为双层球面网壳的设计提供借鉴与参考。

关键词：双层球面网壳三维地震动失效机理动力特性峰值加速度

三维地震动输入对IDA倒塌易损性分析的影响

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工程抗震与加固改造 2011年第6期33卷 1-7页

作者：陆新征施炜张万开叶列平马玉虎清华大学土木工程系清华大学土木工程安全与耐久性教育部重点试验室北京100084

地震作用下建筑结构抗倒塌能力是性能化抗震设计的核心目标,基于IDA的倒塌易损性分析能够定量评价结构的抗地震倒塌安全性。本文通过一个8层RC框架结构和一个20层RC框架-核心筒结构的算例,指出仅考虑地震动单一水平分量的IDA分析会高估... 详细信息

地震作用下建筑结构抗倒塌能力是性能化抗震设计的核心目标,基于IDA的倒塌易损性分析能够定量评价结构的抗地震倒塌安全性。本文通过一个8层RC框架结构和一个20层RC框架-核心筒结构的算例,指出仅考虑地震动单一水平分量的IDA分析会高估结构抗地震倒塌安全性;而三维地震动输入下结构可能出现更多的倒塌模式,可更全面地体现整体结构的抗震薄弱部位。

关键词：动力增量分析三维地震动倒塌模式抗地震倒塌安全性

三维地震动下RC框架结构损伤评估Diem模型研究

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三维地震动下RC框架结构损伤评估Diem模型研究

作者：刘梦鸽东北林业大学

学位级别：硕士

对建筑结构的损伤程度给出科学的量化评估,是结构抗倒塌性能研究和结构抗震韧性分析中至关重要的技术环节之一。然而针对钢筋混凝土框架结构在三维地震动下的损伤量化评估,现有的损伤模型和性态指标仍存在一定的局限性,本文针对这一问... 详细信息

对建筑结构的损伤程度给出科学的量化评估,是结构抗倒塌性能研究和结构抗震韧性分析中至关重要的技术环节之一。然而针对钢筋混凝土框架结构在三维地震动下的损伤量化评估,现有的损伤模型和性态指标仍存在一定的局限性,本文针对这一问题开展研究:首先介绍了一种基于单元材料损伤加权积分,能考虑三维任意加载历史和任意方向的混凝土柱塑性铰截面损伤模型;在此基础上给出了单根框架柱损伤模型和整体楼层损伤模型,由此建立了由材料-截面-构件-楼层的系统的RC框架结构D损伤评估模型（Damage Indies of Integration of Element Materials）,具体工作如下:（1）以一栋在鲁甸地震中破坏较重的RC框架结构为Benchmark模型,根据震害现象评价了主要构件及整体结构的震损等级;使用Open Sees建立了结构有限元模型并验证了模型的可靠性,为后续D损伤模型分析提供了研究对象。（2）给出四种适用于D模型的,基于柱两端塑性铰截面损伤计算单根框架柱损伤的加权组合方法,以Benchmark模型结构的典型框架柱为研究对象,对比多条三向地震动记录下基于四种加权方法得到的框架柱损伤计算结果,优选了损伤加权的方法,并合理考虑重力二阶效应损伤指数,建立了单根RC框架柱的D损伤模型。（3）给出四种适用于D模型的,由框架柱到整体楼层的损伤指标加权计算方法,以Benchmark模型结构的底层为研究对象,对结构进行多条三向地震动记录下的IDA分析,通过对比四种楼层损伤指标的计算结果,选取了损伤和重力荷载联合加权的方法,基于框架柱损伤指标建立了RC框架结构楼层的D损伤模型。（4）基于破坏现象的震害等级划分标准分别给出了基于D损伤指数的RC框架柱和RC结构楼层的震损等级划分区间建议;利用D模型的方向特性,绘制了可定量分析框架柱或整体楼层损伤程度在不同方向上差异性的“损伤环”,便于对框架柱和整体结构的倒塌趋势给出判断;利用D模型能定量衡量轴力波动对结构和构件损伤影响的特性,对比分析了竖向地震作用对结构楼层损伤的影响,结果显示,竖向地震作用可能对结构楼层的损伤程度带来显著影响,依据地震作用的不同,结构楼层的损伤可能减轻亦或加重。本文提出的RC框架结构楼层D损伤模型能定量评估任意三维加载历史（包括水平双向地震作用及竖向地震作用）下结构楼层及构件在某个时刻任意方向上的损伤情况,可定量分析其在某一方向上任意时刻的损伤情况,适用于实际三维地震动下的RC框架结构损伤评估,可为结构抗倒塌分析及抗震韧性分析提供高精度的评价指标。

关键词：震损评估三维地震动 RC框架结构损伤模型损伤方向性

三维地震动作用下适用于高耸结构的地震动强度指标

同方学位论文库评论

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工程力学 2020年第3期37卷 98-107页

作者：邱意坤周长东张光伟北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

烟囱、水塔和广播电视塔等高耸混凝土结构属于高柔的悬臂结构。现有的地震动强度指标多集中于一维或二维地震动作用下的建筑结构,而高耸混凝土结构对竖向地震极其敏感,有必要开展考虑竖向地震动作用的地震动强度指标研究。该文针对混凝... 详细信息

烟囱、水塔和广播电视塔等高耸混凝土结构属于高柔的悬臂结构。现有的地震动强度指标多集中于一维或二维地震动作用下的建筑结构,而高耸混凝土结构对竖向地震极其敏感,有必要开展考虑竖向地震动作用的地震动强度指标研究。该文针对混凝土烟囱和水塔结构,提出了一种同时考虑高阶振型和周期延长效应的复合型地震动强度指标,并分别在三维远场地震动和近断层脉冲地震动输入条件下,对该指标的充分性和有效性进行分析和检验。通过和既有的15种地震动强度指标的有效性对比,发现该文提出的指标在三维条件下对这类结构具有较强的适用性。因此,该指标可作为评价高耸混凝土结构抗震性能的一个合理的指标。

关键词：地震动参数指标高耸结构高阶振型周期延长三维地震动

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立式浮放储罐三维地震动台模型试验分析

东北林业大学学报 2006年第4期34卷 78-80,102页

作者：王振孙建刚唐立强哈尔滨工程大学哈尔滨150001 大庆石油学院

为分析立式浮放储罐在三维地震动作用下的结构反应，进行了1000m^3储罐模型地震动模拟试验，通过输入水平、竖向、三维地震激励，测试立式浮放储罐的地震响应。结果表明：储罐在三维地震动激励下的地震反应与一维激励相比具有较明显的... 详细信息

为分析立式浮放储罐在三维地震动作用下的结构反应，进行了1000m^3储罐模型地震动模拟试验，通过输入水平、竖向、三维地震激励，测试立式浮放储罐的地震响应。结果表明：储罐在三维地震动激励下的地震反应与一维激励相比具有较明显的放大效应。加速度反应放大1．76％～79．08％，平均放大幅度42．86％；三维激励下位移主要表现为放大趋势，平均放大幅度为31．83％；三维激励条件下储罐发生提离的概率及提离高度明显增大，增幅在20．47％～79．54％。建议立式浮放储罐应考虑三维地震动进行地震反应分析。

关键词：立式浮放储罐地震响应振动台试验三维地震动

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铁路自复位桥墩地震动最不利输入方向研究

地震工程学报 2024年

作者：祝浩然夏修身钟亚伟戴胜勇兰州交通大学中铁二院工程集团有限责任公司

为探究地震动输入角度对铁路自复位桥墩地震反应的影响,以一座简支梁桥为工程背景,建立空间自复位桥墩地震反应分析模型,并对模型进行验证。选择22组强震记录作为地震动输入,以屈服面函数Ψ作为判别最不利输入角度的方法,从0°开始,顺... 详细信息

为探究地震动输入角度对铁路自复位桥墩地震反应的影响,以一座简支梁桥为工程背景,建立空间自复位桥墩地震反应分析模型,并对模型进行验证。选择22组强震记录作为地震动输入,以屈服面函数Ψ作为判别最不利输入角度的方法,从0°开始,顺时针旋转,每次增加5°,进行铁路自复位桥墩地震反应分析。结果表明:145°输入时,Ψ值最大,145°为桥墩最不利输入角度;在最不利方向下桥墩的地震反应大于顺桥向和横桥向。自复位桥墩设计时若不考虑地震动最不利输入方向,则偏于不安全。

关键词：自复位桥墩三维地震动最不利角度屈服面函数

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基于可靠度的桥梁构件三维地震易损性分析

西南交通大学学报 2019年第5期54卷 885-896,F0002页

作者：单德山顾晓宇董俊李乔西南交通大学土木工程学院

为了评估桥梁结构近场抗震性能,建立了桥梁构件的三维地震易损性分析流程.基于工程结构可靠度理论,用构件三维失效曲面表征墩柱、支座构件的损伤状态,将包含多个单一损伤指标的损伤状态方程作为三维地震易损性分析的损伤指标;其次在既... 详细信息

为了评估桥梁结构近场抗震性能,建立了桥梁构件的三维地震易损性分析流程.基于工程结构可靠度理论,用构件三维失效曲面表征墩柱、支座构件的损伤状态,将包含多个单一损伤指标的损伤状态方程作为三维地震易损性分析的损伤指标;其次在既有墩柱弯曲和剪切失效曲面研究的基础上,构建了墩柱弯曲和剪切破坏的损伤状态方程;并基于支座地震损伤的相对变形,建立了支座损伤状态的方程.在此基础上,构建了墩柱和支座三维地震损伤状态的判别准则,并对不同损伤状态进行了量化.结合各国桥梁抗震设计规范和工程结构可靠度理论,最后实现了三维地震易损性的计算分析.通过一维地震易损性的简化验证,表明所提方法可用于桥梁结构的地震易损性分析中,并且所得结果与PSDA(probabilistic seismic demand analysis)法的最大概率偏差小于4%.

关键词：桥梁结构地震易损性分析三维地震动可靠度理论损伤状态方程对比分析

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桥梁构件三维地震易损性分析

铁道学报 2021年第9期43卷 133-142页

作者：单德山苑洁艺董俊李乔西南交通大学土木工程学院四川成都610031 四川建筑职业技术学院四川德阳618000

为评估近场桥梁结构的抗震性能,提出分析桥梁构件三维地震易损性的方法。以工程结构可靠度理论为基础,根据既有墩柱弯曲和剪切失效曲面的研究成果,采用墩柱的多个单向损伤指标构建其弯曲破坏和剪切破坏的损伤状态方程;基于支座滑移准则... 详细信息

为评估近场桥梁结构的抗震性能,提出分析桥梁构件三维地震易损性的方法。以工程结构可靠度理论为基础,根据既有墩柱弯曲和剪切失效曲面的研究成果,采用墩柱的多个单向损伤指标构建其弯曲破坏和剪切破坏的损伤状态方程;基于支座滑移准则,建立包含多个单向损伤指标的支座损伤状态方程。随后根据此损伤状态方程建立墩柱和支座的三维地震损伤状态判别标准,并绘制构件三维失效曲面,以量化相应的损伤状态。同时,基于IDA分析建立桥梁构件的三维易损性曲面,并通过与一维地震易损性结果进行对比,验证结果表明所提方法能够准确分析桥梁结构的三维地震易损性。

关键词：桥梁结构地震易损性三维地震动损伤状态方程对比分析

三维局部场地地震波散射问题谱元并行模拟方法

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力学学报 2023年第6期55卷 1342-1354页

作者：于彦彦芮志良丁海平苏州科技大学江苏省结构工程重点实验室江苏苏州215011

针对平面波入射下三维局部场地的波动散射问题,利用解析法实现了考虑非均匀分布谱元节点的自由场计算,将其作为谱元波动数值模拟的输入波场.利用高阶谱元方法模拟内域节点的运动,采用多次透射边界(MTF)模拟边界节点的运动,同时基于消息... 详细信息

针对平面波入射下三维局部场地的波动散射问题,利用解析法实现了考虑非均匀分布谱元节点的自由场计算,将其作为谱元波动数值模拟的输入波场.利用高阶谱元方法模拟内域节点的运动,采用多次透射边界(MTF)模拟边界节点的运动,同时基于消息传递接口(MPI)技术完成跨节点的并行计算,进而实现基于谱元法的三维散射波动问题并行模拟,最后基于典型数值算例验证了方法的精度及稳定性表现.结果表明:本方法对于不同偏振方向入射体波下的局部场地三维散射问题均具有较高的模拟精度.直至3阶MTF,在满足内域计算稳定的前提下,取MTF人工波速接近介质剪切波速即可实现长持时稳定计算,而无需其他消除高频振荡的附加措施.取较小的消飘因子即可消除MTF的低频飘移失稳且基本不影响模拟精度.本方法在平面波入射下区域性三维地震动数值模拟分析中具有较好的应用前景.

关键词：波动散射问题谱元法多次透射边界三维地震动稳定性