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世界地震工程
世界地震工程

李山有

季刊

1007-6069

jwee@iem.ac.cn

0451-86652425

150080

哈尔滨市学府路29号

世界地震工程/Journal World Earthquake EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊旨在促进地震工程学理论、实验与应用技术的发展，促进海内外地震工程领域的学术交流，不断推进该领域综合的抗震防灾和减灾事业向前发展。
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    基于分布参数模型的摇摆墙-框架结构协同性能分析

    苏醒阎石潘秋宇
    1-13页
    查看更多>>摘要：为了研究自复位摇摆墙-框架(rocking wall-moment frame,RWMF)结构的协同工作性能,利用所提出的分布参数模型对自复位RWMF结构的协同工作原理与基本影响规律进行研究,建立并求解了完整的静力和动力方程;得到RWMF结构的侧移、内力和各阶动态响应的闭合解,通过参数分析研究框架与摇摆墙(rocking wall,RW)之间的刚度特征值λ和RW底部旋转约束Rf对协同性能的影响,并采用层间位移集中系数(inter-story drift concentration factor,DCF)量化RW与框架之间的协同性能.结果表明:RW的设计应满足λ<10,否则,RW对协同性能的影响将微乎其微;当λ值适中时,RW底部约束可以增进协同作用,Rf>5 后,其约束的继续增大不会再增进RW与框架间的协同效果;当λ和Rf取 1≤λ≤5∩0.1<Rf≤10 时,自复位RWMF结构可以在分布均匀性和减小主体框架损伤之间实现平衡,达到最优的协同性能.

    自复位摇摆墙-框架结构分布参数模型协同性能旋转约束层间位移集中系数

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    考虑主余震强度比和主震损伤状态的RC框架结构易损性分析

    宋鹏彦王晨赵仰康
    14-25页
    查看更多>>摘要：大量的地震灾害经验表明:余震可能会对结构造成不可忽略的"二次损伤",然而目前国内外相关规范均未明确规定在结构抗震设计时需考虑余震作用.因此,本文以易损性为结构抗震性能评估方法,将余震纳入到易损性分析框架中.选取 40 条真实记录到的主余震序列作为结构地震输入,采用修正的Park-Ang损伤指数描述结构的损伤,从两种角度评估余震对结构易损性的影响:1)将主余震序列看成一条延长的地震动,直接作为结构的地震动输入,考虑 4 种主余震强度比IMA/IMM(IM即intensity measure),通过建立结构的概率地震需求模型,进行地震易损性分析.2)定义 4 种主震损伤状态,首先,将主震记录作为输入得到主震损伤结构;其次,对 4 种主震损伤结构进行余震倒塌易损性分析.研究结果表明:余震对增大结构的易损性,当IMA/IMM =0.5～1.2 时,结构易损性曲线的中值IMM 平均降低了2.6%～26.7%;当经历主震后结构的损伤指数为0.1～0.7 时,后续抵抗余震倒塌的能力降低了0.63%～22.6%.

    主余震序列地震易损性修正的Park-Ang指数主余震强度比主震损伤状态

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    匹配不同目标谱对RC框架结构易损性和抗倒塌能力的影响

    魏世龙韩建平张鑫黄鹏菽...
    26-34页
    查看更多>>摘要：选取合适的目标谱进行地震动记录的选择与调整是结构易损性分析的基础.首先,基于条件均值谱不同的参数设定,选取 3 组地震动记录;其次,运用谱匹配方法分别对设计谱和条件均值谱进行匹配.输入匹配前后共 9 组地震动记录对 5 层钢筋混凝土框架结构进行多重地震动强度水平的增量动力分析,提取工程需求参数如最大层间位移角和最大残余层间位移角,进而分析谱匹配效果的偏差指标以及不同损伤状态下的易损性分析和结构抗倒塌安全储备系数(CMR).分析结果表明:谱匹配方法可以有效减小结构易损性的离散性;地震动记录的选择与谱匹配的目标谱相同时,各损伤状态下 50%超越概率对应的Sa(T1,5%)值和CMR都未发生明显偏差;而当地震动记录的选择与谱匹配的目标谱不同时,各损伤状态下 50%超越概率对应的Sa(T1,5%)值和CMR作为两个指标可能会得到不同的偏差结果.

    易损性分析条件均值谱设计谱增量动力分析倒塌储备系数

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    在线与离线模型更新混合试验精度比较研究

    李福享郭玉荣
    35-44页
    查看更多>>摘要：为比较在线模型更新和离线模型更新混合试验的模拟精度,考察模型更新构件数量对试验精度的影响,本文以地震作用下构件的最大水平恢复力为基本指标计算构件权重系数,来评价模型更新构件对混合试验精度的影响程度.采用OpenSees软件对带BRB支撑的框架结构进行了 12 种工况下的在线和离线模型更新虚拟混合试验.结果表明:随模型更新构件数量的增加,离线模型更新方法与在线模型更新方法对混合试验精度均有不同程度提升.由于离线模型更新方法在参数识别方面的优势,试验精度提升幅度相对较大,在模型更新构件超过一定数量后试验精度将高于在线模型更新方法.基于研究结果,选择权重系数较大的构件作为试验子结构并对数值子结构进行模型更新可较大幅度提高试验精度,同时对在线与离线模型更新混合试验精度的比较结果为选择模型更新方法提供参考依据.

    混合试验在线模型更新离线模型更新构件权重系数参数识别

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    废弃玻璃粉风积沙混凝土柱抗震性能试验研究

    王尧鸿张宇姜丽云李志强...
    45-54页
    查看更多>>摘要：为研究玻璃粉等质量取代 20%水泥与风积沙等质量取代 30%天然砂对混凝土柱抗震性能的影响,本文设计和制作 4 根混凝土柱试件.第 1 根是普通混凝土柱,第 2 根是玻璃粉等质量取代20%水泥的混凝土柱,第 3 根是风积沙等质量取代 30%河砂的混凝土柱,第 4 根是同时用玻璃粉和风积沙分别等质量取代 20%水泥和 30%河砂的混凝土柱.通过低周往复荷载试验,对比分析各个试件的破坏形态、承载力、滞回性能、骨架曲线、耗能能力、延性系数、刚度退化规律和变形特点.结果表明:20%取代率的玻璃粉取代水泥和 30%取代率的风积沙取代天然河砂均能提高混凝土柱的抗震性能,降低构件破坏程度;基于试验结果、Fajfar和Park-Ang提出的地震损伤模型,对其耗能因子β进行修正,得到了修正后的Park-Ang损伤模型,并与废弃玻璃粉风积沙混凝土柱的试验过程吻合较好.

    玻璃粉风积沙混凝土柱抗震性能损伤模型

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    反复荷载下圆钢管型钢再生混凝土组合柱耗能能力及延性分析

    马辉胡杰江赵艳丽刘方达...
    55-64页
    查看更多>>摘要：对 11 个圆钢管型钢再生混凝土组合柱试件进行了低周反复荷载试验,观察了组合柱的破坏形态及特征,获取了组合柱的滞回曲线、等效粘滞阻尼系数、延性系数及侧向位移角等性能指标,分析了再生粗骨料取代率、型钢截面形式、轴压比、型钢配钢率和圆钢管径厚比等参数对组合柱耗能能力及延性的影响规律.结果表明:反复荷载作用下组合柱呈压弯塑性铰破坏模式;组合柱的荷载-位移滞回曲线饱满呈纺梭形,屈服位移后的等效粘滞阻尼系数在 0.30～0.48 之间,平均位移延性系数大于 3.0,极限侧向位移角介于 1/30～1/20 之间且均大于规范限值 1/50,组合柱表现出良好的耗能能力和延性.此外,组合柱的耗能能力和延性受再生粗骨料取代率的影响较大,全再生混凝土较普通混凝土耗能能力下降 14.5%;增加钢管壁厚或型钢配钢率有利于提升组合柱的耗能能力和延性,而增大轴压比则对组合柱的延性和变形不利;内置型钢采用箱型截面时,组合柱耗能及延性最优,与工字型钢相比,采用箱型截面型钢的组合柱耗能能力和延性分别提升了 23.5%和 51.9%.

    圆钢管再生混凝土柱型钢再生混凝土滞回耗能位移延性抗震性能

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    柱脚设角钢的高强钢棒混凝土方柱抗震性能研究

    蔡佳芮郑达赵华汪素停...
    65-77页
    查看更多>>摘要：以低粘高强钢棒作为主筋的混凝土柱,能在直至大变形阶段均具有稳定增长的承载力和较小的残余变形,有良好的自复位性能,但耗能能力较延性柱弱.该研究在高强钢棒混凝土方柱的柱脚配置角钢,在保证高强钢棒混凝土柱良好自复位性能的基础上提高其水平承载力和耗能能力.设计并制作了 4 根柱脚配置角钢和 1 根无角钢的高强钢棒混凝土方柱,进行低周往复加载试验,研究柱脚有无角钢、角钢厚度和轴压比、剪跨比对柱水平承载力、残余变形和耗能能力的影响.试验结果表明:所有高强钢棒柱加载直至位移角4%仍保持持续增长的承载力,加载位移角为2%和4%时的残余位移角分别在 0.5%和 1%以内,构件可修复概率分别能达 100%和 50%;与无角钢柱相比,相同轴压比的柱脚配置角钢的混凝土柱受弯承载力提升率达 47%,单循环耗能提升最大达 94%,累积耗能提升达 24%;随着剪跨比的增加,试验柱的承载力下降;随角钢厚度的增大,承载力提升率增大,而耗能提升率减小.

    角钢高强钢棒残余变形自复位能力耗能能力

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    地下连续墙对软弱夹层场地地下结构地震反应影响研究

    许紫刚李淳宇徐长节庄海洋...
    78-87页
    查看更多>>摘要：在地下结构抗震分析中,软弱夹层场地较一般成层场地而言问题要更为突出.本文以双层双跨矩形框架地铁车站结构为研究对象,基于有限元软件ABAQUS,建立土-地下连续墙-地铁车站结构体系的静动力耦合有限元分析模型,研究地下连续墙对软弱夹层场地地下结构地震反应的影响,对比分析了在不同场地工况下地连墙以及地连墙的连接方式对地铁车站结构的地震响应规律.研究结果表明:地下连续墙与车站结构协同作用使得车站结构整体水平变形减小,且减小效果随着软弱夹层厚度的增加更加明显;地下连续墙同时会引起附加的侧向土压力作用到车站结构上,对上层中柱和侧墙顶部等部位存在不利影响,建议工程实践中采取一定的加强措施.

    地下结构地震反应地下连续墙软弱夹层土-结构相互作用

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    具有屈服后硬化刚度减震结构等效速度谱研究

    盛峰朱立华张敏陈政君...
    88-99页
    查看更多>>摘要：具有屈服后硬化刚度减震结构的输入能计算中,等效速度谱一般通过改变结构阻尼比获得,这与实际不符,而不同的反应谱对输入能的计算精度影响较大.本文旨在构建综合考虑结构参数、场地类别和地震类型的等效速度谱,为相关减震结构能量设计提供参考.基于此,首先,建立了考虑屈服后硬化刚度影响的能量平衡方程及其运动方程,并构建了具有屈服后硬化刚度单自由度(single degree of freedom,SDOF)体系等效速度谱计算程序;其次,选取了不同场地类别和地震类型的 120 条地震记录,利用上述程序分析了屈服后硬化刚度、阻尼比、延性系数、场地类别和地震类型等五种因素对等效速度的影响规律;最后,利用数据拟合工具提出了综合考虑多因素影响的等效速度谱计算公式并与程序计算结果对比.研究表明:等效速度随硬化刚度系数的增大呈减小趋势,但对等效速度谱的下降段影响较小,同时,等效速度随延性系数和阻尼比增大也有减小趋势,但阻尼比影响更为显著.

    屈服后硬化刚度减震结构地震输入能等效速度谱

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    原状和重塑湖泊相软黏土动力特性宏微观试验研究

    李雨润朱皓旸张静娟
    100-111页
    查看更多>>摘要：为了对比衡水湖附近原状和重塑湖泊相软黏土的动力特性差异,利用GZZ-50B型共振柱仪对原状和重塑湖泊相软黏土分别进行动力特性试验,采用Davidenkov本构模型对试验获得的动力特性参数进行拟合,绘制了G-γ、λ-γ和G/Gmax-γ关系曲线,并将所得的动力特性统计值与其他学者给出的动力特性推荐值进行了对比,通过SEM电镜测量了共振柱试验前后的微观结构,并分析了微观结构参数的变化规律.结果表明:当固结围压相同时,原状湖泊相软黏土的G-γ曲线始终高于重塑土,而原状土的λ-γ曲线始终低于重塑土;当动剪应变较大时,原状土的动剪切模量G会急剧下降并接近重塑土;原状和重塑土的Gmax相对差值、G/Gmax-γ和λ-γ拟合曲线差异会随着固结围压的增大而减小;通过与其他学者研究成果对比,发现沉积相并不是土体动力特性的决定性因素,同一沉积相但不同地区的软黏土动力特性也会有所差异.通过对微观结构参数的定量分析发现:随着固结围压的增加,原状土颗粒和孔隙的面积平均值以及最大直径平均值均有所下降,而重塑土差异并不明显,且微观结构参数相对差值与最大动剪切模量Gmax相对差值呈正相关的关系;经过共振柱试验后,原状湖泊相软黏土的大、中颗粒和孔隙转变为小、微颗粒和孔隙,较大的片状结构和团聚体结构减少,原状土微观结构参数接近于重塑土,从微观角度解释了宏观土动力学特性.

    湖泊相软黏土原状土重塑土动剪切模量阻尼比微观结构参数

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