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第五届全国防震减灾工程学术研讨会

第五届全国防震减灾工程学术研讨会

  • 召开年：2010
  • 召开地：武汉
  • 出版时间： 2010-11-28

主办单位：中国土木工程学会

会议文集：第五届全国防震减灾工程学术研讨会论文集

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  • 摘要：钢筋混凝土凝的破坏模式对其延性、抗震性能有着直接的影响。试验表明:FRP加固钢筋混凝土矩形柱可以改变试件的破坏模式,随着加固量的不同,可能发生脆性剪切破坏、延性剪切破坏和弯曲破坏二三种模式;FRP加固钢筋混凝土矩形柱的破坏模式的判别可通过其抗弯承载力骨架曲线与抗剪骨架曲线的相交关系预测,如果两曲线交点位于理论抗剪承载力骨架曲线的退化段,则试件发生延性剪切破坏,若两曲线不能相交,则发生延性的弯曲破坏,预测结果表明,本文所给出的判别方法是可行的。
  • 摘要：深水大跨径斜拉桥在地震荷载作用下,桥梁水下部分与周围水体之间相互作用必然导致斜拉桥受到水体运动产生的动水力的作用。在已有Morison动水理论的基础上提出了一种适用于深水大跨径斜拉桥动力时程反应分析的动水力简便计算方法,并应用于南京长江第三大桥,分析了动水对斜拉桥结构的动力特性和地震反应的影响。研究发现:水与斜拉桥下部结构相互作用会使斜拉桥自振频率有所减小,其中第一阶自振频率相对无水时减小了8.24％;地震作用下动水对斜拉桥结构各个构件地震动力反应都有显著的影响,使主梁弯矩最多增大了7.73％,最不利桩位底部弯矩增大了14.22％。在深水斜拉桥结构进行抗震设计中,动水对斜拉桥动力响应的影响不容忽略。
  • 摘要：由于大跨度桥梁的地震响应对视波速具有很强的依赖性,使得目前行波效应对大跨桥梁的影响尚无统一结论。在总结时域行波效应分析中存在问题的基础上,以目前跨度最大的泰州长江大桥为例,研究三塔悬索桥这一特殊桥型的地震行波效应。基于Abaqus建立动力分析模型,获取静力初始平衡态的动力特性,给出边塔柱与中塔柱纵桥向弯矩和剪力的行波效应包络曲线、塔梁相对位移以及塔柱底部反力等响应量随视波速变化曲线,分析上述物理量在地震行波作用下的变化规律。研究表明,行波效应对三塔悬索桥地震响应的影响具有一定的波动性,行波效应的影响与结构特性以及地震波特性密切相关,因而除建立准确的有限元模型外,选取适当的地震波以及合适的视波速区间尤为重要。
  • 摘要：建立一个大跨越钢管混凝土输电线路的单塔和塔线体系有限元模型,对这两种模型进行地震响应分析。首先,利用振型分解反应谱法分析两种模型在地震作用下的响应;然后,选取两条实际地震波和一条人工波,利用时程分析法获得两种模型在三种地震波作用下的响应。计算表明:塔线体系的固有频率与单塔相比变化很小;由于输电线的减振作用,塔线模型的底部剪力和一些单元的应力比单塔模型的有所减小;由功率谱法指出结构的一阶模态对结构的地震响应起决定性作用;时程法得到的结构底部剪力均不小于反应谱法的80％,说明所选的这组地震波是合适的。反应谱法与时程分析法计算的结果具有较好的可比性,说明采用的计算方法、过程和结果是有效的。
  • 摘要：将交流伺服电动缸和计算机控制技术相结合,采用三参量闭环运动控制方法实现对交流伺服电动缸运动的精密控制从而实现波形模拟。根据以上方法,利用选定的交流伺服电动缸实现不同加速度等级的正弦波和地震波的模拟输出。结合相关性分析方法,从峰值加速度以及波形的相似度方面分析模拟效果。试验表明在一定的加速度范围内系统的模拟效果良好,模拟极限和模拟效果取决于交流伺服电机的性能、台面荷载以及运动控制方法。交流伺服电机的性能决定模拟的极限加速度和频宽范围,而在伺服电动缸推力范围内台面荷载的变化对波形模拟效果影响不大。
  • 摘要：基于直接法中分析三维土-结构相互作用问题的两步法思想,提出关键性第一步等效输入计算的时域简化算法。本方法在采用集中质量显式有限单元法结合显式人工边界的同时,借鉴子结构法中刚性基础假设及动力相瓦作用的概念,简化三维土-结构相互作用体系动力计算过程。和其他同类方法相比,本方法完全采用时域显式递推的过程,计算效率较高,计算量少;等效输入的获得,可使土-结构复杂体系的动力分析等效为常规的上部结构动力反应计算,时域算法较常用的频域法在土体非线性方面存在更大潜力。本文还通过典型的三维土-结构模型的建立,与相应的参考解相比,验证本文提出的计算方法的有效性和计算精度,并初步探讨土-结构动力相互作用体系的一些基本规律。
  • 摘要：利用北京地铁十号线某段的重塑黏质粉土试样,采用英国GDs的多功能静三轴仪分别进行了固结排水和固结不排水的三轴压缩试验,得到了该种土的应力-应变曲线,并给出了土的抗剪强度指标与模型参数。基于通用有限元软件ABAQUS使用Mohr-Coulomb模型、Druke-Prager模型和修正剑桥模型模拟了土样三轴试验的破坏过程,分析了剪胀特性对土样破坏形式的影响,结果表明修正剑桥模型不能反映土的剪胀特性,而Mohr-Coulomb模型、Druker-Prager模型则过大地考虑了土的剪胀特性;考虑剪胀性的模型汁算崮结排水情况易出现剪切带,而不能考虑剪胀性的模型计算崮结不排水情况易出现剪切带。
  • 摘要：地震作用下桥台永久变形大小是评价桥梁基础地震稳定性的一个重要指标。首先分析地震下桥台破坏特点,提出简化桥台滑坡破坏模式,在此基础上考虑土体强度衰减效应对桥台稳定性的影响,将桥台-土体地震动力响应分析与Newmark有限滑移计算方法相耦合,提出桥台滑移计算公式。然后将计算结果与R—E方法进行对比,结果表明:提出的计算模型能较好地反映桥台-土体的破坏特点,较充分地考虑地基土软化对桥台的稳定作用,以及在一定程度上考虑桥台-土体的地震动力响应特性;土体强度衰减对桥台.滑坡体的稳定性影响很大,在计算中不可忽视。
  • 摘要：利用GDS双向振动仪进行不排水三轴试验。循环荷载分别被简化成单向(轴向)正弦波和双向(轴向和径向)正弦波形式。对比研究径向振动对萧山软黏土变形特件和循环强度的影响;给出不同轴向循环应力幅值和不同径向循环应力比(径向应力幅值与轴向应力幅值之比)情况下的轴向应力-振次曲线。研究表明:在变形发展初期,不同径向循环应力比的应变曲线比较接近;随着应变的增大,应变曲线之间的差别越来越大;且径向循环应力比越大。轴向应变发展越快;轴向循环应力越大,不同径向循环应力比的应变曲线之间的差异越大;将5％定义为破坏应变,给出不同径向循环应力比的动强度曲线;双向循环荷载作用下的循环强度曲线要比单向循环荷载作用下的曲线低,但是,当径向循环应力比超过0.5时,不同循环强度曲线之间的差别非常小;径向循环应力对最小极限循环强度的影响非常小,因此双向循环荷载作用下的最小极限循环强度值町以用单向循环荷载作用下的结果代替。
  • 摘要：为了解决高位转换结构体系中转换层构件、转换层上一层剪力墙和基底剪力墙内力过大的问题,提出了高位转换隔震与耗能减震结构体系,介绍了其构造、特点,对新型结构体系工作机理进行了分析,采用ETABS软件和PERFORM 3D软件对高位转换框剪结构(NC)、高位转换层间隔震框剪结构(IS)和高位转换隔震与耗能减震框剪结构(IS+SLD+VD和IS+×+VD)进行了多遇地震和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,分析结果表明:①采用高位转换隔震与耗能减震结构体系后,结构层间位移角、转换层框支柱剪力、转换层上一层剪力墙和基底剪力墙内力均明显减小;②IS+SLD+VD和IS+×+VD工况中结构层间佗移不会产生明显的突变,避免新薄弱层的出现;③IS+SLD+VD工况在其他参数控制效果与IS和IS+×+VD工况基本相同的情况下,其隔震层间位移明显减小,提高结构抗倾覆性能,高位转换隔震与耗能减震结构体系宜优先采用IS+SLD+VD方案;④按现行规范设计高位转换隔震与耗能减震结构体系,结构偏于更安全。
  • 摘要：随着工业厂房构件的轻型化,厂房屋面受脉动风荷载作用极易发生破坏。通过对某实际厂房刚性模型进行单体与典型干扰工况条件下的风洞测压试验,得到屋面的脉动风压。首先,分析不同工况时的屋盖纵横向端部与中部的测点脉动风压分布规律,对比无干扰工况与干扰工况条件下的屋盖表面脉动风压分布;其次,考察不同干扰距离受扰厂房与无干扰厂房屋盖表面典型测点的功率谱;最后研究屋盖整体升力系数的脉动值、极小值与极大值。结果表明,风向角与干扰距离极大地影响风压脉动值。角部测点与中部测点脉动风压在45°风向角时最大;而纵墙边沿测点的脉动风压系数在90°风向附近最大。干扰距离越小,对脉动值影响越大。处于屋盖表面不同区域的测点功率谱表现出小同形态,干扰对不同位置测点的作用效应不同,对不同频段的能量影响也不同。干扰工况对升力系数最大脉动值与最小利极小值表现为遮挡效应,而对最不利极大值起放大效应。给出不同干扰工况时的屋盖升力系数的脉动值与极值干扰因子,以供工程实际设计参考。
  • 摘要：POD法是风工程中常用的风场重建方法,但是在重建过程中,部分重建测点风压时程的方差与风洞试验数据相比会有140％以上的偏差。通过分析某高层建筑风洞试验的刚性模型测压试验数据,首先对结构表面风场进行POD时域分解,然后对主坐标进行频域分析,结果表明前3阶主坐标及其对应的本征模态值对重建风压时程的方差值起到91％以上的作用,其中第1阶主坐标的作用超过58％。最后以试验风压时程的方差值为目标,通过修正第1阶本征模态值,对偏差较大测点的风压场重建进行改进,使重建风场的方差值与实际风场方差值的差距缩小到10％以内。
  • 摘要：以某电厂大型脱硫塔为研究背景。对该结构进行动力反应分析计算研究,探求结构的最不利激励波输入方向;并以该结构为原型,建立薄壁壳结构的简化结构模型,提出对该类结构的简化结构计算模式。根据这一方法,选取两类地震波,分别沿与结构开口方向成0°、30°、60°和90°角的方向输入原型结构和简化薄壁壳结构,计算结构的顶部位移和塔体加速度分布等反应。结果表明,激励波的输入方向对结构的动力反应有显著的影响,并且存原型结构基础上简化后的薄壁壳结构与原型结构具有相近的动力反应。在为原型结构的优化设计提供必要参数的同时,还町为薄壁壳结构的设计计算提供简便的计算模式和新的设计思路。
  • 摘要：通过对5个高强混凝土方柱的低周反复试验,分别研究了横向包裹碳纤维布(CFRP)、植螺栓杆和横向包裹碳纤维布组合加固方式及夹板和横向包裹碳纤维布组合加同方式对提高混凝士柱延性性能的作用,分别讨论了不同加固方式对高强混凝土柱位移延性系数的提高、能量耗散能力及刚度退化等方面的影响。试验结果表明,在改善高强钢筋混凝土延性方面,组合加固方式要好于仅横向包裹碳纤维布的加崮方式,而夹板组合方式好于植螺栓组合方式。
  • 摘要：对上海地区中小学砌体结构校舍进行抗震安全调查与鉴定分析,主要抗震性能缺陷为房屋整体性、抗震性能较差、材料强度偏低,达不到抗震规_抱要求、部分墙体裂缝及地基沉降,竖向承载力不足、缺少必要抗震构造柱,不满足抗震承载力的要求。分别按当多层砌体结高度、层数超过规定限值时、抗震承载力,结构整体性不足及房屋中存在易倒塌部分情况介绍了相应的加固措施。并结合综合抗震能力不满足抗震鉴定要求的上海一在役中学多层砌体结构校舍为例,进行加固没计包括新增构造柱和圈梁、新增构件与原砌体结构连接、新增叠合层及局部墙体加固。通过对多层砌体结构校舍进行的科学合理抗震加固,可以有效地提高结构的整体性和抗震能力及延长结构的使用寿命。
  • 摘要：地震动输入是进行土层场地或土-结构相互作用体系地震反应分析的重要一步。通过波场分解,将人工边界上的波动场分解为自由波场和散射波场,其中人工边界上的自由波场根据波在自由表面的反射理论求得,散射波场由黏性人工边界直接吸收,进而在人工边界上施加等效荷载实现斜入射地震波作用的输入。借助MATLAB辅助计算程序和FLAC3D的前后处理功能。进行不同角度(0°和30°)入射条件下SV波作用的时域数值模拟计算,数值解和理论解吻合较好。算例表明,采用黏性人工边界和等效荷载输入方法具有较高的计算精度,建立的数值模拟方法为土层场地和土-结构动力相互作用在地震波斜入射下的反应分析提供了简单易行的计算途径。
  • 摘要：利用小波变换将地震动加速度记录分解成若干小波分量,把每条小波分量当作一条“地震动加速度记录”和1栋七层钢筋混凝土框架结构进行作用,对各频段“地震动加速度记录”作用下结构能量反应进行分析。结果表明这些“地震动加速度记录”的总输入能之和与原始地震动加速度记录总输入能几乎相等,而各频段能量反应并不一样。这为今后找出结构能量反应与地震波频率特征、结构基本周期之间的定量关系开辟出一条捷径。
  • 摘要：通过一单自由度和一多自由度算例,对考虑等效阻尼比的传统能力谱法和采用弹塑性反应谱的改进方法进行比较,并和非线性动力分析对比。为验证等效阻尼比的假定,构造了能产生完整、对称滞回环的特殊地震动。结果表明:采用等效线性体系考虑附加阻尼的传统方法低估了结构响应,有较大误差;同时说明结构的塑性滞回耗能与等效阻尼比并无直接联系,即等效阻尼比的假设并不准确;而采用弹塑性需求曲线的改进方法和真实反应吻合较好。
  • 摘要：无筋砌体墙主要用来承受重力荷载,同时当受到风荷载和地震作用时又需要承受横向荷载。横向荷载和竖向荷载同时作用使砌体墙处于受拉、受压和受剪状态,砌体受拉和受剪破坏会导致砌体垮塌、人员伤亡以及经济损失。目前关于无筋砌体墙受压或受弯性能已有大量的研究,但对于无筋砌体墙在受竖向荷载和横向荷载同时作用时抗剪能力研究甚少。本文采用概率模型来分析无筋砌体墙在地震作用下的抗剪承载力可靠度。无筋砌体墙受剪极限状态是基于已有的试验结果和有关文献评论来定义的,抗剪切能力考虑了砌体墙在受压和受剪下的不确定因素以及活荷载/雪荷载与恒荷载的比率和砌体墙高宽比。利用蒙特卡罗方法来进行砌体墙可靠度的分析,其中还考虑到计算模型的影响。最后,影响无筋砌体墙在地震作用下抗剪能力各因素的敏感度分析,分析结果为确定其是影响抗剪性能的主要因素还是次要因素提供了理论依据。
  • 摘要：依据我国现行规范设计T201m高超高层巨型框架组合结构,对其进行弹性及弹塑性动力反应分析,研究巨型框架结构各动力反应的楼层分布特征。建立的数值模型较真实地反映了混凝土和钢材(及钢筋)的材料性能,合理考虑了构件刚度退化、强度退化及滑移等非线性力学特征,利用多弹簧集中塑性单元模型模拟(型钢)混凝土柱和(型钢)混凝土剪力墙、集中塑性模型模拟(型钢)混凝土梁。结果表明:结构在罕遇地震作用下能够保持较好的工作状态,各巨型层段的层间位移角沿高度呈中大边小的弦状曲线分布。建议对中部各巨型层附近的次框架楼层以及动力反应较大的顶部巨型层予以适当加强。
  • 摘要：法门寺合十舍利塔高147m,外形呈双手合十造型,为复杂双塔连体超限的钢与混凝土混合结构。应用大型通用有限元软件,建立与实际情况相符的结构模型,对该结构进行动力特性分析。针对结构的复杂性,利用时程分析法对结构进行弹性分析。考虑这些影响因素,系统分析地震波输入维数、地震波类型及阻尼比对该结构时程分析的影响。根据分析结果提出对合十舍利塔等复杂结构进行抗震分析时,应考虑三维地震波输入。分析表明,该结构在7度多遇烈度地震作用下,有较小的位移,能够满足我国现行抗震规范的抗震设计标准。从整体上对结构的抗震性能做出评估,并得出具体的结论。

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