近斷層地震動的持時效應和強度參數研究

《近斷層地震動的持時效應和強度參數研究》是依託大連理工大學,由楊迪雄擔任醒目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：近斷層地震動的持時效應和強度參數研究
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊迪雄

項目摘要

近斷層地震動的強烈破壞作用引發了地震工程學界的密切關注。考慮地震事件的不同震源機制，並針對近斷層脈衝型地震動的持時作用和強破壞性特點，深入研究其影響高層建築結構損傷破壞的持時效應和強度參數。分別從一般的層次和具體的層次，研究近斷層地震動持時對不同周期的建築結構損傷破壞的影響，考察結構滯回耗能和低周疲勞累積損傷的持時效應，並建立相應的非彈性設計譜；針對脈衝型近斷層地震動和長周期高層建築結構(含基礎隔震和被動消能結構)，提出與結構動力特性有關的基於非彈性反應譜的地震動強度參數，分析確定最佳的強度參數；高效地實現高層建築結構的機率抗震需求分析和地震易損性分析，獲得結構對於各種破壞狀態的條件機率及倒塌機率。本項目屬於重大工程結構抗震防災和基於性能的地震工程的共性基礎課題中的核心科學問題，有助於形成強震區結構抗震理論的比較完善、深刻的系統框架，對於建築結構抗震設計和規範修訂具有重要的工程套用價值。

結題摘要

地震動持時是地震動特性三要素(振幅、頻譜和持時)之一，與結構破壞具有密切的聯繫，也是地震動強度參數研究必須考慮的一個重要因素。近斷層地震動的持時效應和強度參數分析是結構抗震機率分析和基於性能的抗震設計的關鍵環節和核心內容。項目研究了近斷層地震動的持時定義和持時效應，提出了基於地震動速度時程的幾個持時參數和與結構動力特性(自振周期)有關的地震動強度參數，建立了考慮持時效應的近斷層地震動能量譜。針對近斷層地震動長周期、大脈衝特性，提出了2個地震動頻譜參數：Hilbert邊際譜平均周期Tmh，和Hilbert譜卓越瞬時頻率變異係數Hcov。從脈衝型地震動的不同特徵和層間位移譜分析出發，闡明了高層建築結構抗震需求的變形分布特徵和機理。滑沖效應脈衝主要激起抗彎框架體系的基本振型回響，導致結構的最大層間變形發生在較低樓層；破裂向前方向性脈衝能夠激起框架結構高階振型的回響。提出了一種基於能量平衡概念考慮結構的高階模態效應評估高層建築抗震性能的方法, 該方法具有計算效率高，概念清楚的優點。揭示了結構可靠度分析FORM算法和凸近似規劃最佳化算法的數值不穩定機理，提出了疊代計算收斂控制的穩定轉換法，具有推廣套用到結構動力學、流體動力學、波動力學等遞歸和疊代算法收斂控制的前景。而且，對近斷層地震動作用下高層建築的機率抗震需求分析和地震易損性分析進行了深入研究。