基于地震动参数的大型储罐潜在危险性评估方法研究

建设项目安全条件分析中有关自然条件影响分析内容通常采取定性方法加以研究。以地震对大型储罐造成的潜在危险性评估为研究对象,从地震动作用下储罐结构动力响应及破坏特征入手,详细介绍了美国联邦应急管理署(FEMA)开发的HAZUS-MH中的震害危险评估框架及理论模型。重点阐述了地震反应谱、承灾体脆弱性曲线、能力曲线以及需求曲线在危险性评估过程的应用及参数设定。以某大型低温液化气储罐为例,定量计算了地震潜在破坏程度及概率,借此说明该震害危险性评估框架和方法对我国安全评价工作的借鉴意义。     

淮南市建筑物震害预测及相关损失计算

以淮南市作为研究对象,应用能力谱方法对淮南市建筑物在8度地震下的破坏情况及相关损失进行了计算.根据建筑物结构的类型、抗震设防级别、层数、建筑高度和建筑材料等查表得到相应参数,构造出建筑物能力曲线; 通过查阅建筑物抗震设计规范构建淮南市建筑物的需求谱; 依据能力曲线与需求谱交点所确定对应的谱位移计算出建筑物对应各个震害等级的超越概率; 用相邻震害等级中相对轻的震害等级对应的超越概率减去相对重的震害等级对应的超越概率,得到建筑物处于各个震害等级的概率.并根据破坏的严重程度进行了震害区划.研究结果表明,淮南市的大部分地区在8度地震的情况下破坏并不十分严重,但区域12,13和17的破坏相比于其他区域较大,这些区域正是淮南市主要的老城区,存在大量的老旧建筑.研究结论与实际情况基本相符,具有较高的实用价值.     

基于能力谱的建筑物震害评估及城市抗震规划

为减轻地震建筑物破坏带来的人员伤亡和经济损失,根据能力谱方法计算7度和8度地震影响下建筑物的破坏状态,在此基础上进行城市抗震规划。首先把城市建筑物分成钢筋混凝土、砌体、钢框架及木结构4类;然后利用能力谱方法得到建筑物各种损坏状态的概率及震害指数;最后提出抗震规划措施,在GIS环境下可视化表达建筑物震害分级图。结果表明,中层小于低层和高层建筑物的震害指数;对低层和中层建筑物,钢筋混凝土的抗震能力较强。7度地震时,未设防和低设防建筑物的震害指数在0.5和1.0之间,轻微破坏;部分中等设防和高设防建筑物的震害指数小于0.5,基本完好。8度地震时,4类建筑物的震害指数在0.5～1.0之间,轻微破坏。进行城市抗震规划后,建筑物受7度地震影响时基本完好,受8度地震影响时轻微破坏。     

地下结构震害类型及机理研究

地下结构由于受到周围岩体或土体的约束 ,一直被认为具有良好的抗震性能。但是 ,随着地下结构数量的增多和地下结构震害的频繁出现 ,地下结构的震害问题日益受到世界各国地震工作者的高度重视 ,笔者通过对大量地下结构震害的分析研究 ,对地下结构震害进行了分类 ,并研究了震害的影响因素及机理 ,以期为地下结构的抗震设计提供科学依据和有益的参考。     

建筑结构地震倒塌过程模拟与瓦砾堆积分布研究

为研究建筑结构在地震作用下发生倒塌后形成瓦砾堆积的分布及建筑结构倒塌影响范围,以3层砌体结构为例,基于显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,根据材料的本构关系及破坏准则,合理选择材料模型及单元类型,建立仿真计算模型;通过施加强震作用计算,模拟砌体结构在地震作用下的倒塌过程;通过定量计算,得到结构倒塌后形成的瓦砾堆积分布形态,统计震后瓦砾的影响范围,将统计结果与理论计算进行对比分析。结果表明,针对具体结构的倒塌模式,数值模拟结果与理论计算结果有差别;但是,用数值模拟方法可以准确模拟建筑结构在强震作用下的倒塌过程及倒塌模式,并且能够统计研究震后瓦砾堆积的分布及影响范围。     

基于Probit-Bayes方法的储罐地震易损性研究

为了研究地震对储罐造成的影响,结合历史上储罐的震害资料,将储罐的损伤程度进行分级,通过采用Bayes方法估计Probit模型参数,再转化成储罐的损伤概率,给出了各个损伤状态下的模型参数及给定地震加速度下储罐的损伤概率,提出了1种基于Probit -Bayes方法估计储罐易损性的计算方法。结果表明:所提出的地震损伤计算方法,能够有效的评估储罐在不同地震加速度下的损伤程度,可为震后储罐的安全评估提供理论依据。     

工业设备的震害预测研究

综合考虑地震作用和结构材料的随机性 ,运用概率论的知识建立了地震作用下钢铁工业设备各种破坏形式的极限状态方程 ,并求出了对应于某种地震烈度 ,设备出现各种破坏状态的概率。在此基础上 ,通过模糊综合评判的手段提出了工业设备的震害预测方法 ,并编制了相应的软件。此种方法的建立使设备抗震预测变得方便、可行。     

配式钢混拱桥钢板加固立柱节点抗震研究

为研究装配式钢筋混凝土拱桥腹孔墩柱节点在地震荷载作用下的力学性能和破坏机理,通过拟静力试验和数值模拟计算,对比分析了立柱节点未加固、钢板加固两种情况下的抗震性能.设计制作8mm的钢板加固试件,采用拟静力试验得到试件的滞回曲线、等效阻尼比、初始刚度、荷载-位移骨架曲线作为衡量结构的耗能能力的指标.建立了装配式钢筋混凝土拱...     

工业设备地震破坏等级划分研究

我国工业企业地震灾害破坏等级规范中只有针对建筑物的震害破坏等级划分,而对在地震灾害中同样受损严重的工业设备,有关的国家规范以及研究成果却极少。分析了工业设备类型以及震害损失特点,并在借鉴国内外研究基础上,提出工业设备地震破坏等级划分原则和依据,将工业设备震害破坏划分为基本完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏以及毁坏五个等级,并给出每个等级下的宏观描述。工业设备震害破坏等级划分是对我国地震现场工作规范的补充和完善,对提高我国工业企业的地震灾害损失评估工作效率和准确度有重要意义。     

基于弹塑性损伤-渗流耦合模型的隧道洞口段围岩稳定性研究

为分析复杂条件下隧道洞口段稳定性问题,建立基于Mohr-Coulomb准则的岩石弹塑性损伤-渗流耦合模型,利用完全隐式的向后欧拉算法编制弹塑性损伤模型的应力积分程序。在此基础上,利用ABAQUS平台的子程序接口实现耦合模型的有限元计算。将该模型应用于福建某洞口段隧道工程的围岩稳定性评价中,分析不同降雨强度下洞口段结构的安全系数、位移及损伤值的变化规律。结果表明:隧道洞口段结构的安全系数、损伤区和位移均会随着降雨进程的发展发生变化,雨季应加强监测频率。     

单层柱面网壳结构强震作用下抗震性能研究

地震是严重危害人类生命财产的自然灾害 ,但目前工程界对于网壳结构强震下的抗震性能尚缺乏透彻了解。笔者通过对单层柱面网壳典型算例进行三维地震作用下的双重非线性时程分析 ;观察其多项特征响应指标随地震动逐渐增强的变化情况 ;研究其塑性发展过程和破坏特征 ;对单层柱壳强震作用下的破坏机理进行了探讨 ;并在此基础上对不同参数柱壳弹塑性地震响应规律和破坏特征进行了分析和总结。研究表明 ,地震作用下单层柱壳破坏前均经历了一定的塑性发展过程 ,其破坏的真正原因是结构塑性发展和位形变化的交互作用 ,矢宽比较大的柱壳倾向于动力失稳破坏。     

桥梁实用延性抗震设计方法研究

针对铁路桥梁中应用广泛的单柱式桥墩 ,考虑多种跨度 ,多种墩高和多种场地及多种地震烈度的情况 ,在进行大量的桥墩结构线性和非线性弹塑性动力计算分析的基础上 ,通过对大量数据的统计分析 ,得到桥墩线弹性最大弯矩比和非线性位移延性比参数的变化规律 ,基于概率性的结构随机地震反应理论 ,建立了由线弹性动力分析结果来估算桥墩结构的位移延性响应的方法。     

基坑放坡开挖对下方既有地铁隧道影响计算及风险预测

为研究基坑放坡开挖对下方既有地铁隧道的影响以及预测隧道结构的风险,通过改进的计算方法得到放坡开挖基坑引起下方既有地铁隧道的竖向和横向附加荷载、位移、相对变形曲率共6个隧道结构安全的物理表现因子;将位移计算结果与前人理论计算结果、实测数据对比验证,并分析各土层物理力学参数对6个因子的敏感性;最后,基于正态分布概率模型对较敏感的土层物理力学参数随机取值,利用蒙特卡罗方法计算6个因子各级风险发生的概率和竖向、横向2类因子综合影响下隧道结构各级风险发生的总概率。研究结果表明:与原来仅限于矩形开挖基坑的计算方法相比,改进后的计算方法适用范围更广、实用性更强;在算例二分析中,隧道竖向位移和相对变形曲率超过控制值的概率分别为12%和68.7%,其余因子均为0,隧道竖向相对变形曲率是隧道结构处于不安全状态的最主要因子;若不采取预防措施,隧道结构将有高达73.27%的概率处于不安全状态,其中有68.7%的概率处于很不安全状态。     

基于贝叶斯网络的地震次生燃气管道泄漏事件链构建

地震次生燃气管道泄漏事件是导致地震灾害影响扩大的主要原因之一,为了解建 筑物内地震次生燃气管道泄漏事件的发展过程,参考国内外相关的文献和统计资料,确 定建筑物内地震次生燃气管道泄漏事件贝叶斯网络的节点变量和取值范围。根据节点变 量及其逻辑关联性构建贝叶斯网络结构图,通过对国内外研究数据的统计并结合专家经 验估算确定各节点变量的条件概率。利用贝叶斯网络工具计算建筑物属性和环境变量在 不同状态取值下建筑物遭受破坏、燃气泄漏、燃气扩散引发二次灾害等关键节点变量的 后验概率。通过实例分析得出,建筑结构和地震烈度是建筑物遭受破坏的主要影响因素 ,风速、大气稳定度对燃气扩散引发二次灾害有显著影响。     

基于随机地震动模型的双洞平行地铁隧道净距影响研究

为了研究隧道净距对双洞平行地铁隧道抗震性能的影响,以常州地铁1号线为工程背景,建立有限元分析模型,基于随机地震动模型合成随机地震动,对双洞平行隧道进行随机地震动作用下的地震动力反应分析。结果表明,随机地震动作用下,双洞平行隧道之间存在相互作用,相互靠近一侧各点动力响应均比外侧各点强烈;隧道间净距过小会造成衬砌结构明显水平位移偏移,且在隧道内下侧出现应力集中现象。在实际工程运用中,应提前对小净距隧道结构采取预加固等措施,预防地震对隧道造成大面积破坏。     

高层混凝土空间网格盒式多筒结构抗震性能静力弹塑性分析

介绍了高层钢筋混凝土空间网格盒式多筒结构这种新的结构体系,并采用有限元分析软件对新型结构抗震性能进行研究.以某地拟建工程为例进行静力弹塑性分析,研究不同水平侧向力分布模式对盒式多筒结构的影响,并与动力时程分析的结果进行对比,选出盒式多筒结构适合的水平侧向力分布模式,进而对盒式多筒结构进行抗震性能静力弹塑性分析.结果表明,振型分解反应谱法分布模式对于盒式多筒结构这样一个新型结构体系最为适宜,并得出了盒式多筒结构在罕遇地震下各项参数都远优于规范限值、塑性铰出现顺序满足规范要求、抗震性能优越的结论.盒式多筒结构在高层建筑中较为适用,一个筒作为一户,充分体现了"大开间、灵活划分居室"的优势.研究可为空间网格盒式多筒结构的推广起到一定的促进作用,同时可以为盒式结构设计的相关研究提供参考.     

框架剪力墙结构抗震动力性能与抗侧向倒塌能力研究

为了探讨框架剪力墙结构的抗震动力性能和抗倒塌能力,针对一典型的20层钢筋混凝土框架剪力墙结构展开研究。首先,利用静力弹塑性方法对结构进行推覆分析,得到多遇、设防、罕遇地震下的性能点处相关参数;然后,选定合适的地震动记录和损伤指标,利用增量动力分析方法研究结构的地震反应和抗倒塌能力。结果表明:在小震和大震作用下,结构的层间位移角均满足规范限值要求,Collapse塑性铰主要出现在结构底层,可以实现大震不倒;随着楼层的增加,结构的层间剪力逐渐减小,有个别地震动记录在15层左右剪力会突然增大;结构50%倒塌概率对应的地震加速度为2.41 g,说明该结构的抗倒塌能力较强。     

基于能力谱的地震建筑破坏造成人员伤亡评估

为准确计算地震导致的人员伤亡数量,提高灾后应急保障及救援效率,根据能力谱方法计算建筑物的损坏程度,在此基础上计算相应人员伤亡数量。采用SELENA软件中能力谱方法的计算公式,利用Matlab软件编程得到建筑物破坏及人员伤亡计算程序,计算8度地震条件下建筑物不同破坏状态的概率。根据HAZUS软件中建筑物破坏和人员伤亡关系,计算地震发生在02∶00,14∶00和17∶00时不同伤亡等级的伤亡人数。计算结果表明,多数伤者为轻伤,只需基本药物及简单治疗;地震导致的钢筋混凝土建筑破坏是造成人员伤亡的主要原因;能力谱方法可为震后物质配置及震前防灾规划提供决策支持。     

基于拟静力法和有限差分法的细砂尾矿坝动力稳定性分析与评价

通过采用拟静力法和有限差分法两种方法分别对北京密云县的和尚峪尾矿库坝进行了动力稳定性分析,然后计算得到在地震荷载影响下的边坡时程安全系数,并将此处所得到的安全系数与笔者之前采用拟静力法计算得到安全系数进行对比。最后,基于陈育民开发的PL-Finn模型并利用FLAC3D对尾矿坝在地震条件下的液化区域以及液化后的大变形进行了分析。     

采用粘滞阻尼器对曲线型框架结构附加阻尼比计算研究

在对曲线型框架结构进行减震设计时,由于曲线型框架结构会因为受力不均,某些构件会在地震作用下产生较大的破坏.基于云南地震高烈度区某曲线型框架结构附加粘滞阻尼器进行减震设计,借助于有限元分析软件SAP2000进行多遇、罕遇地震作用分析计算.计算结果表明:附加粘滞阻尼器后,多遇地震作用下楼层基底剪力能降低15％ ～25％左右...