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多层钢筋混凝土框架结构基于材料的损伤模型研究

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建筑结构 2015年第6期45卷 7-13页

作者：张耀庭陈杰杜晓菊郭宗明卢杰志华中科技大学土木工程与力学学院武汉430074 上海电力设计院有限公司上海200025

基于线性损伤理论,在确立混凝土和钢筋材料的损伤指标计算模型的基础上,通过引入加权系数,实现了从材料到钢筋混凝土构件截面、构件、楼层及框架结构损伤指标的计算;并按我国现行规范设计了一个位于抗震设防烈度为8度区的5层钢筋混凝土... 详细信息

基于线性损伤理论,在确立混凝土和钢筋材料的损伤指标计算模型的基础上,通过引入加权系数,实现了从材料到钢筋混凝土构件截面、构件、楼层及框架结构损伤指标的计算;并按我国现行规范设计了一个位于抗震设防烈度为8度区的5层钢筋混凝土框架结构;采用Open Sees软件按上述基于材料的钢筋混凝土整体结构的损伤评估方法对其进行了增量动力分析及损伤评估。计算结果表明:采用基于材料的损伤模型计算方法,不仅能够很好地预测多层钢筋混凝土框架结构在地震作用下的损伤发展过程,还能很好地评估多层钢筋混凝土框架结构在地震作用下的损伤状态。

关键词：基于性能的抗震设计损伤模型纤维单元加权系数地面峰值加速度

地震动特性对MDOF体系总输入能量谱影响的研究

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地震动特性对MDOF体系总输入能量谱影响的研究

作者：张鹏飞重庆大学

学位级别：硕士

结构在地震作用下的能量反应分析主要受两方面因素的影响,一是结构的动力特性,二是输入地震动的特性。本文针对地震动三要素对弹性及弹塑性多自由度体系输入能量谱的影响规律展开研究。主要的工作和结论如下:(1)地震波的选取及分组基于... 详细信息

结构在地震作用下的能量反应分析主要受两方面因素的影响,一是结构的动力特性,二是输入地震动的特性。本文针对地震动三要素对弹性及弹塑性多自由度体系输入能量谱的影响规律展开研究。主要的工作和结论如下:(1)地震波的选取及分组基于太平洋地震中心网站提供的地震波及相应的基于反应谱选波程序,采用二次分组的全频段选波方法,选出用于分析的地震波为共11组,每组10条。验证了傅里叶谱平均周期作为衡量地震波频谱成分的合理性(2)多自由度体系总输入能量谱的理论推导及MATLAB编程在单自由度体系总输入能增量公式基础上,推导出MDOF体系的总输入能增量表达式。并编制了多自由度体系的总输入能时程及输入能量谱曲线的计算程序。(3)分析研究了地震动三要素对弹性及弹塑性MDOF体系输入能量谱影响的规律,并经增强样本容量的验证,所得主要结论为:(1)幅值方面:多自由度体系的输入能量谱值与地面峰值加速度(PGA)的k次方成正比,对于弹性多自由度体系k等于2,对于弹塑性多自由度体系k的取值在1.64～1.91之间。(2)频谱方面:地震动的长周期频谱分量越多(平均傅里叶谱周期越大),结构的输入能量谱值越大;随着地震动长周期频谱分量比重的的增加(平均傅里叶谱周期增大),多自由度体系的输入能量谱峰值整体向长周期方向移动。(3)强震持时方面:持时越长,总输入能越大,对应的输入能量谱值越大;70%能量持时在10s以下的地震波对于较硬场地土不敏感,而对于较软场地土敏感。

关键词：地面峰值加速度傅里叶谱平均周期能量持时输入能量谱功率谱

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自复位桥梁地震作用下易损性及经济损失评估

自复位桥梁地震作用下易损性及经济损失评估

作者：赵荣文长安大学

学位级别：硕士

近年来大地震频繁发生,比如说1994年美国加利弗尼亚州南部发生的Northridge地震;1995年日本阪神发生的里氏7.2级大地震;1999年,我国台湾省集集市发生的7.6级大地震;2008年5月12日我国四川省汶川县发生8.0级大地震;2011年,日本东北部海... 详细信息

近年来大地震频繁发生,比如说1994年美国加利弗尼亚州南部发生的Northridge地震;1995年日本阪神发生的里氏7.2级大地震;1999年,我国台湾省集集市发生的7.6级大地震;2008年5月12日我国四川省汶川县发生8.0级大地震;2011年,日本东北部海域发生里氏9.0级地震并引发海啸,都造成了重大的人员伤亡和财产损失。桥梁是交通运输系统的枢纽工程,是生命线工程的重要组成部分,在现代化社会生活和工作运行中扮演着越来越重要的作用。地震之后,桥梁的破坏导致交通网络的中断,这不但会影响人们的正常出行和经济的运行,也给社会带来了严重的经济损失,而且将影响震后的救灾工作,从而加剧地震灾害。因此,研究地震作用下的桥梁的破坏情况就具有重要意义。本文以美国太平洋地震工程研究中心(PEER)的基于性能的地震工程为框架,对钢筋混凝土连续梁桥的地震易损性及地震经济风险进行了系统的研究。本文研究的主要内容和结论如下:(1)对传统延性桥梁进行pushover,根据推覆曲线估计结构增量动力分析中值曲线。(2)对四跨连续自复位桥梁进行了概率地震需求分析。分别选择桥墩位移延性(μ)和支座的位移(D)分别作为各自的需求参数,选择峰值地面加速度(PGA)作为地震动强度参数,选取19个地震动─结构样本对,然后对每一个样本对进行非线性增量动力时程分析,通过线性回归分析可以得到桥梁的概率地震需求模型。结果表明,基于推覆曲线建立的增量动力分析中值曲线与严格增量动力分析结果吻合较好。(3)对自复位消能桥梁进行了地震易损性分析,可以得出桥墩的易损性要大于支座。(4)利用拟合的易损性曲线对四跨连续桥梁结构进行经济损失分析,得出了增量动力在经济评估方面分析的合理性,以及在经济损伤评估方面自复位桥梁优于传统桥梁。

关键词：地震易损性地震经济增量动力分析中值曲线地面峰值加速度地震需求

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稀土矿边坡微震稳定性测试及区域危险性分析

稀土矿边坡微震稳定性测试及区域危险性分析

作者：邓思佳中南大学

学位级别：硕士

离子型稀土矿是稀土元素以离子态吸附于粘土矿物的一种稀土矿,在我国十分常见,其大多采用不破坏地表植被的原地浸矿工艺开采,这种开采方式存在着滑坡的风险。稀土矿边坡通常是土石的混存体,其稳定性和危险性情况异常复杂,因此,对稀土矿... 详细信息

离子型稀土矿是稀土元素以离子态吸附于粘土矿物的一种稀土矿,在我国十分常见,其大多采用不破坏地表植被的原地浸矿工艺开采,这种开采方式存在着滑坡的风险。稀土矿边坡通常是土石的混存体,其稳定性和危险性情况异常复杂,因此,对稀土矿边坡进行动态稳定性监测尤为重要。本文探索了微震监测在稀土矿边坡动态稳定性监测中的适用性和有效性,以现场重锤敲击试验为基础,用微震震源定位方法探究了稀土矿边坡破坏或裂缝扩展时的震源位置,用相对波速场层析成像方法反演了边坡的潜在危险区域,确定了稀土矿边坡异常薄弱、有失稳风险的区域,最后用地面峰值加速度(PGA)这一指标,研究了边坡对不同震源扰动的响应以及灾害的发展趋势。通过以上研究,解决了稀土矿边坡的震源定位问题、危险区域划分问题和在破裂等震源扰动下的边坡响应规律问题。文章的主要内容和结论如下:(1)在广西钟山-富川县花山稀土矿区南矿段选取一范围为50m*40m*20m的稀土矿边坡开展现场重锤敲击微震监测试验,通过对震源进行无需预先测定波速的初步定位,得到的定位平均误差为11.778m。针对复杂环境下定位精度低的问题,本文提出了一种基于主动震源矫正的被动震源定位方法,其克服了传统定位方法中波速恒定的缺点,用主动震源的实际波速对目标定位震源的波速在各个方向上进行矫正,进而提高定位精度。采用所提方法得到的震源平均误差为9.329m,较初步定位结果精度提高了20.79%。研究表明,本文所提的定位方法能够大幅提升震源定位精度,精度在可接受范围之内,同时,也证明可以采用微震监测技术对复杂的稀土矿边坡进行稳定性动态实时监测。(2)波速场通常与土石体的完整性及结构密切相关,其可以有效评估土石体边坡的潜在危险区域。对稀土矿边坡的相对波速场进行反演,可以获得该稀土矿边坡的异常薄弱区域。本文在震源定位的基础上,利用快速扫描法(FSM)+阻尼最小二乘QR分解算法(DLSQR)和最短路径法(SPM)+阻尼最小二乘QR分解算法(DLSQR)两种方法对边坡的相对波速进行了三维层析成像,发现该边坡的潜在危险区域的走势从边坡坡顶中部到坡脚左侧,潜在危险区域从上至下变化的趋势为先逐渐扩大,再逐渐减小,危险区域面积最大的约在中部高度。边坡的某些高度上出现了相对波速“跳跃”现象,需要尤其注意这些位置的岩土体损伤情况。另外,边坡潜在危险区域沿边坡倾斜方向分布且靠近边坡浅层,这与边坡的实际情况相符。研究表明,试验结果与边坡实际情况符合,证实了可以用本文所选方法对土石体稀土矿边坡进行分析。(3)在稀土矿边坡的动态分析中,震源位置反映的是边坡的破坏部位或微破裂点位置,地震层析成像反映的是边坡的薄弱危险区域。那么,对于土石体稀土矿边坡在震源或破裂下的响应情况,本文也进行了深入研究。利用随机森林和梯度提升决策树(GBDT)两种算法,正演获得了监测区域内的地面峰值加速度(PGA),以PGA的统计分布情况划分了该稀土矿边坡的相对风险等级,并以图像的形式呈现了不同位置震源扰动下边坡的危险等级情况,发现边坡受中部震源扰动影响很大,影响范围超过20米,在随机选出的4个震源中,13号震源对边坡的扰动影响最大。震源扰动下的边坡响应与分析,可以为该稀土矿边坡的加固防护及工程防控方案提供一定参考与建议。图37幅,表22个,参考文献108篇

关键词：稀土矿边坡微震层析成像震源定位地面峰值加速度区域危险性

发电厂框架结构汽轮发电机基础抗震性能及策略研究

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发电厂框架结构汽轮发电机基础抗震性能及策略研究

作者：王涛青岛理工大学

学位级别：硕士

本文通过国际通用大型有限元分析软件,对发电厂框架结构汽轮发电机刚性基础和弹簧基础两种不同类型的基础建模,进行了地震响应的研究。在相同地面地震峰值加速度作用下,计算和比较了两种基础下运转层水平响应加速度的放大倍率,并探讨了... 详细信息

本文通过国际通用大型有限元分析软件,对发电厂框架结构汽轮发电机刚性基础和弹簧基础两种不同类型的基础建模,进行了地震响应的研究。在相同地面地震峰值加速度作用下,计算和比较了两种基础下运转层水平响应加速度的放大倍率,并探讨了汽轮发电机基础的抗震策略。与刚性基础比较,弹簧基础因降低了基础一阶水平基频,大大减小了运转层地震水平响应加速度的放大倍率,又可以外加粘滞阻尼器增加阻尼比,进一步减小了运转层作用到机器的水平响应加速度。刚性基础的放大倍率,无论Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类或Ⅳ类场地,都为3.0左右,弹簧基础的放大倍率对工类、Ⅱ类与Ⅲ类场地,都小于1,对Ⅳ类场地,约为1.3。弹簧基础大大降低了放大倍率,从而大大提高了机器的抗地震性能。

关键词：汽轮发电机组刚性基础弹簧基础地面峰值加速度运转层水平响应加速度放大倍率

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宝鸡市抗震防灾规划梗概