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。     

基于系统分析原理对工业企业总体地震灾害的预测

以设备单体在一定地震裂度下的破坏概率为基础 ,应用相关的概率论知识和系统分析方法 ,根据系统的网络功能图 ,得到系统总体的震害预测。在此基础上 ,对系统的薄弱环节进行分析 ,从而为系统的抗震加固提供科学、合理的依据。此方法的建立使我国企业总体的震害预测和抗震加固变得科学、方便、可行。     

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。     

基于静力弹塑性分析的隧道结构震害预测方法研究

采用基于静力弹塑性分析的地下结构破坏定量预测模型,定量研究地铁隧道结构在地震水平荷载作用下的破坏程度及概率。分析了地震需求谱及隧道结构抗震能力曲线的建立过程,将二者交点作为地震中隧道结构极限承载能力,结合脆弱性曲线确定隧道的震害水平。通过实例计算说明了震害预测流程,得到特定条件下地下隧道遭受轻微、中等以及严重破坏的概率。由于隧道等地下结构在地震过程中受到周围岩土体的约束,其动力响应形式与地面结构不同。通过调整隧道结构有效阻尼,尝试将静力弹塑性分析方法用于地下结构震害的工程计算。     

地下铁道抗震研究的现状与探讨

地下铁道建设的蓬勃发展使地铁的抗震设计问题凸显出来。在对地下铁道震害分析的基础上,总结了震害发生的机理,并进一步对国内外地下铁道抗震研究的现状做了较为详尽的论述。分析表明:城市地铁作为城市轨道交通的重要组成部分,应纳入抗震设防的重要范畴;地下铁道设计规范中急需编入有关抗震设计的内容;根据对地下铁道震害机理的详细探讨,在具体分析中,应该按照不同的设计阶段来选用不同的设计方法。以上结论可为地下铁道抗震设计提供依据。     

平原地区公路路基震害类型及机理分析

根据资料分析和现场调查,对平原区公路路基常见震害进行分类.结合库仑强度理论和有效应力原理分析平原区公路路基震害机理.研究表明: 地震作用引起土体中超静孔隙水压力上升、有效应力降低,从而弱化了土体的强度;水平地震力是诱发路堤、边坡破坏的因素;同水平地震力相似,竖向地震力同样会造成土体强度的削弱.最后,针对平原区公路路基震害的特点和机理,在平原区道路的选线、施工、质量控制等方面给出防治措施.     

玉树地震建筑震害启示

近年在汶川、海地、智利、玉树、日本等地发生的大地震,无不说明当前全球正处于地震多发活跃期.中国处于太平洋与欧亚板块交界处,属于发生大地震频繁的区域.在汶川地震后,中国建筑抗震形势严峻.玉树地震再次凸显加强我国建筑抗震在未来建筑发展中的重要性和必要性.     

城市供水管道抗震可靠度智能计算理论及其应用

为准确计算不同参数影响下供水管道的抗震可靠度,依据地震波作用机理,建立地下管道抗震可靠度的功能函数。首先,汲取BP神经网络较强的非线性映射的结构自组织性和自学习性等特点,建立基于神经网络的一次二阶矩可靠度智能计算方法;然后,针对国内最常用的灰口铸铁供水管道,研究剪切波速、特征周期、管径、管壁厚度、地震波入射角对埋地管道失效概率的影响;最后,以秦皇岛市DN300以上的815段地下管道为例,进行不同地震作用下的震害预测。结果表明:一类场地是对管道抗震最有利的地段,四类场地为最不利地段,地震波入射角对管道失效概率的影响在45°左右达到最大值。随着剪切波速的增大、特征周期的减小,管道失效概率随之降低。在二、三类场地条件下可以适当增加管径和管壁厚度,以提高管道抗震性能。秦皇岛市供水管网系统在小震和中震作用下是比较可靠的,在大震作用下损害会很大。     

采用减隔震支座提高桥梁结构的安全性

研究了减隔震技术对提高桥梁结构抗震安全性的作用 ,采用有限元动力非线性分析程序 ,对设置板式橡胶支座、铅芯橡胶支座的桥梁结构进行了非线性时程分析 ,分析中考虑了桥梁结构与减隔震支座的非线性特性。结果表明铅芯橡胶支座较板式橡胶支座具有较好的抗震性能 ,同时针对采用铅芯橡胶支座的减隔震桥梁 ,分析了支座参数变化对桥梁结构抗震安全性的影响     

混合质量阻尼器(HMD)抗震控制研究

建筑物的倒塌是地震造成破坏的主要形式之一 ,它导致大量的人员和财产损失。不断改进建筑物的抗震设计方法是传统的抗震减灾措施。随着结构振动控制领域的不断发展 ,它为建筑抗震减灾提供了一个新的途径。根据建筑结构抗震设计“三水准”的设防准则 ,混合质量阻尼器 (HybridMassDamper ,HMD)被应用于建筑抗震减灾中 ,对于发生频度较高的低烈度地震 ,主要通过调谐质量阻尼器 (TunedMassDamper ,TMD)控制结构的振动 ;而当发生烈度较高的地震或TMD不能满足控制目标要求时 ,启动作动器施加主动控制力 ,用主动控制力驱动TMD的附加质量块 ,提供给主结构更大的控制力 ,把TMD转化为主动质量阻尼器 (ActiveMassDemper ,AMD) ,取得预期的控制效果。理论分析和仿真计算表明 ,HMD适用地震激励的范围广 ,控制效果显著     

Effects of soil-structure interaction on fragility and seismic risk; a case study of power plant containment

Safety-related structures are designed to provide a safe environment for the occupants and equipment during and after earthquakes. This is due to the fact that any damage imposed to the systems might lead to catastrophic consequences. Seismic probabilistic risk assessment (SPRA) is a systematic approach for the quantification of the seismic risk. One of the crucial steps in this assessment is to determine the seismic capacity of the structures by fragility method. After a review of available methodologies, this article analyzes the seismic fragility for a typical power plant containment considering the effects of soil-structure interaction (SSI). The structure and underneath soil profile are analyzed as a unified model by the subtraction method. Two steps are considered for the assessment of seismic response: In the first step, a fixed-base hypothesis framework is implemented to the computational problem. The second step covers computations taking into account the SSI effects. Using the results of seismic response analysis and safety factor method, seismic fragility of the structure is computed and related fragility curves are developed. Finally, by comparing the fragility curves, the effects of SSI are quantified on the overall seismic risk.     

基础弹性刚度变化对铁路简支梁桥地震响应的影响研究

以某特大铁路简支梁桥为例 ,考虑m值变化对基础弹性刚度的影响 ,笔者建立了铁路简支梁桥单墩有限元计算分析模型 ;运用大型通用软件ANSYS ,采用时程分析方法 ,对不同地震输入激励条件下的桥墩动力响应进行计算研究 ;研究结果表明 ,m值变化引起的基础竖向刚度的变化对桥梁结构地震响应的影响较大。笔者的研究成果为硬土质基础的铁路简支梁桥的抗震安全设计 ,提供了重要参考。     

京沪高速铁路地震预警系统的方案及关键参数研究

京沪高速铁路及沿线区域跨越 4个主要的地震带 ,带内地震活动活跃 ,地震是对高速列车行车安全危害最大的自然灾害。在对京沪高速铁路及沿线区域地震危险性调查的基础上 ,对地震预警系统的构成、监测设备的设置方案及报警模式等一些关键问题进行了研究。通过对京沪高速铁路各类典型构筑物的大量的地震响应统计分析 ,给出了机械式地震仪的预警水平 ,并提出了适于P波检测的M -R判别标准 ,为京沪高速铁路安全监控系统中地震预警系统的建设提供理论依据。     

高层建筑矩形Multi-TLD系统等效阻尼比分析

如何减小地震作用对建筑结构的破坏是工程结构领域重要的研究课题之一。结构振动控制为工程结构的抗震设计与研究开辟了一个新的途径。笔者所研究的多个调协液体阻尼器 (简称MTLD)作为一种结构被动控制装置 ,具有造价低廉、可靠性高、简便易行的特点。笔者在现有研究成果的基础上 ,更加深入地研究了多个TLD对高层建筑的振动控制作用 ;推导出设置了MTLD的高层建筑结构在地震作用下的等效阻尼比 ,并且指出了影响MTLD系统等效阻尼比的基本参数 ;最后 ,以一 2 4层建筑为例 ,笔者研究了影响系统阻尼比的各个基本参数 ,并且对其进行优化设计 ,以提高系统的控制效果     

基于防震烈度设计的设备响应谱分析方法

防震烈度为6度以上或地震设计基本加速度大于0.05g的化工设备石油化工设备必须进行抗震设计[1]。在未做全厂抗震设计情况下,设备安装位置地震谱未知,设备抗震设计时通常直接采用设计基本地震加速度进行抗震验算。此方法忽略了建筑物对地震效应的放大作用,分析结果可能出现不保守情况。本文以介绍了基于设计基本地震加速度的设计地震谱的计算方法,并以此地震谱对设备进行反应谱分析,对比采用设计基本加速度进行抗震验算的计算结果,为设备抗震分析提供参考。     

地下洞室及其围岩爆破地震安全监测与动力分析

基于地下洞室及其围岩的爆破震动安全监测,通过质点振动速度峰值及其卓越频率分析,论述爆破地震波的传播规律以及地下洞室与围岩爆破地震作用下的动力特性,并对爆破地震安全监测与分析结果进行解释与原因探讨。通过大量监测数据的回归分析,得出质点振动速度峰值与爆破药量和距离及环境条件的关系式,并在分析三者关系的基础上指出,近爆破点区域的爆破地震波衰减速度明显大于较远区域,爆破引起的质点振动速度峰值的卓越频率集中在以45Hz为中心的15~75Hz范围值。质点振动速度峰值及其卓越频率与爆破规模与环境的几何因素密切相关,介质本身的物理几何特性是爆破地震波衰减的主要影响因素之一。     

Assessment of the seismic effect of insulation on extra-large cryogenic liquid natural gas storage tanks

Insulation is typically used in extra-large double-walled cryogenic storage tanks that are used to store liquid natural gas (LNG). These vessels have been designed with the assumption that the insulation offers negligible structural resistance that might cause structural damage. Observation of the deformation of the insulation in such tanks leads to concern that the insulation may become sufficiently compacted to cause significant load transfer between the inner and outer tank. The inner tank, though protected from most external events by the outer tank, is only designed to contain the liquid gas. It is therefore much more sensitive to seismic effects. In this investigation, simplified and 3D finite element models are used to simulate the interaction effects of the fluid, inner tank, insulation and outer tank. This paper presents an initial analysis of the potential effects of LNG tank insulation under earthquake conditions and assesses the potential for structural damage by comparison of models that do or do not consider the insulation layer. The data reported and statistically sorted include the overturning moment, the base shear, the tank wall stress, and the wave height in the tank. The results show that the insulation layer has certain influence on seismic design of LNG tanks.     

新疆克孜尔水库地震风险分析及防范研究

克孜尔水库地震风险防范系统是在强震台阵、F2活动断层监测设备完善、观测分析中心及抗震风险防范中心等硬件建设的基础上,通过在GIS平台上建立构造纲要、潜在震源区、峰值加速度区划、大坝所在位置等专题图层,完善地震传输系统、大坝数字减灾系统等软件建设。把强震监测信息系统技术应用于水库地震风险防范决策支持和实际运行科学管理,实现可在线处理子台传输过来的地震加速度时程曲线。分析各测点场地最大加速度值、水工结构的动力放大系数、场地卓越频率、结构自振频率、地震持续时间及水库诱发地震判别等重要参数,为各项决策提供可靠的快速支持,从而建立国内首座在活动断层上直接建坝的克孜尔水库大坝的震后快速报警体系和初步数字减灾系统,形成有效的震后快速修复措施,为深入开展活动断层上筑坝技术研究奠定基础。     

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。