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《哈尔滨工业大学》 2015年
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主余震地震动参数特征及损伤谱研究

温卫平  
【摘要】:历史地震资料已经表明主震发生之后都伴随着大量余震的发生,主震对结构造成破坏之后,余震通常会进一步增大结构的破坏程度。同时,由于主余震之间的时间间隔较短,主震作用之后已损伤结构无法及时得到维修,这就需要在结构抗震设计及评估中有效合理的考虑余震对结构的危险。然而,目前我国乃至世界的结构抗震设计规范均是针对主震或者单一地震而言,忽略了余震对结构的影响,使得结构在主余震作用下可能无法满足设计要求,进而造成大量不必要的人员伤亡和经济损失。在地震工程中,地震动参数特征的研究以及非弹性反应谱的建立在结构抗震设计中起着重要作用,损伤谱能够综合考虑结构最大变形及滞回耗能对结构破坏的贡献,因而能够更加合理的衡量结构在地震动作用下的损伤。为了能够在结构抗震设计中考虑余震的不利影响,本文针对主余震地震动参数及损伤谱进行了一系列研究。主要研究内容如下:(1)研究了余震地震动参数与主震地震动参数之间的关系,给出了余震地震动的条件预测公式,并与现有的地震动预测公式进行了对比分析,本文提出的余震地震动预测公式与主震参数有关。(2)研究了余震地震动对结构延性系数、残余位移比、标准化滞回耗能和损伤指数的影响,对比分析了不同结构反应指标表征结构附加损伤的能力。结果表明,相比于延性系数,结构滞回耗能和损伤指数能更为有效的反映余震对结构造成的附加损伤。(3)通过余震地震动的相对参数与结构在主余震作用下相对损伤指数之间的相关性,研究了余震地震动的潜在破坏势,分析了结构自振周期、强度折减系数、滞回模型的影响,最后比较了加权平均相关系数的大小,选出了能够反映余震地震动在整个周期段潜在破坏势的参数。结果表明地震动谱加速度能够较好的表征余震地震动对结构的破坏势。(4)通过比较分析地震动调幅前后结构反应指标与地震动调幅指标之间的相关性变化,研究了地震动调幅对结构反应的影响,给出了调幅指标和调幅系数的定量评定。结果表明,余震地震动调幅对结构反应的影响要超过主震地震动,且调幅指标的调幅效果随调幅系数的增大具有更强的随机性;综合而言,地震动谱加速度的调幅效果要优于其他参数。(5)研究了主余震地震动的损伤谱,采用修正的Park-Ang损伤指数、四个滞回模型和大量主余震地震动,通过谱加速度将余震地震动调幅至不同水平,研究了结构自振周期、强度折减系数、场地、余震强度、阻尼、滞回模型及损伤指数系数(β及μu)取值对损伤谱的影响,给出了主余震损伤谱的预测公式,能够方便地应用于结构性态评估。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:P315.9

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