汶川地震中建筑物震害和地震动参数相关性研究

基于汶川地震现场调查获得的170个场点的建筑物震害指数,把建筑物分成砖混、穿斗、砖木、老旧和框架5类典型结构,分析了相同场点上砖混和其余4类建筑物震害对比和线性相关系数.结果表明,震害指数小于0.1和大于0.8时各类建筑物震害接近,而在0.2—0.6区间时震害差异明显,但总体上各类建筑物震害之间存在较高的相关性.为分析震害指数和强震动参数随距离衰减的相关性,进一步拟合了断层距小于500km的三分量峰值加速度衰减关系,对其归一化后同震害指数衰减的对比表明,峰值加速度衰减与砖混和砖木建筑物的震害指数衰减符合较好,与老旧建筑物的偏离较大.为提高可比性,本文还选取调查场点和强震动记录台站的经纬度位置相差均小于0.1°的57对数据,计算出加速度和速度峰值,以及加速度、速度和位移谱峰值,统计分析了这些峰值同震害指数之间的线性相关系数.本研究结果对抗震设计和震害指数与地震动参数之间的相互估计提供了有益参考.     

随机有限断层法在汶川强地震动模拟中的应用

在总结了国内外地震动模拟技术基础上,研究了5.12汶川大地震加速度时程的特点和合成方法,采取网格划分的方式,利用随机有限断层方法逐点合成了各网格点处的加速度时程,并绘制了加速度等值线图,分析了此次强地震动的分布特点.研究结果对研究发震时断层附近地区建(构)筑物的破坏原因、程度等与地震动强度间的关系,进而提高结构的防灾减灾能力具有十分重要的意义.     

随机有限断层法在汶川强地震动模拟中的应用

在总结了国内外地震动模拟技术基础上,研究了5．12汶川大地震加速度时程的特点和合成方法,采取网格划分的方式,利用随机有限断层方法逐点合成了各网格点处的加速度时程,并绘制了加速度等值线图,分析了此次强地震动的分布特点．研究结果对研究发震时断层附近地区建（构）筑物的破坏原因、程度等与地震动强度间的关系,进而提高结构的防灾减灾能力具有十分重要的意义．     

汶川震区地震动三维地形效应的谱元法模拟

针对三维波动弹性动力方程推导了谱元法算法,并考虑三维真实地形及介质的衰减特性,基于并行计算环境采用谱元法和ASTER DEM模型对5.12汶川地震动的地形效应进行了模拟.模拟结果表明陡峻地形对地震波两个水平分量的影响要大于对竖向分量的.震中附近区域的PGA最大值为671 cm/s2,高PGA区多分布于山顶及山脊区域.与...     

中国西部地区新一代地震动衰减模型

针对我国西部地区,选取汶川地震和部分国外地震记录,通过残差分析方法建立考虑断层破裂机制、场地条件以及上盘效应的地震动衰减模型,应用随机效应回归方法确定模型系数．结果分析表明：模型整体上能较好地预测汶川Ms8．0级地震断层距200km以内的地面运动,但在反应谱长周期段,模型预测值比实际观测值略大;模型在短周期段（T〈1s）预测反应谱与4个美国下一代地震动衰减关系（NGA）模型平均值一致,长周期段（T〉2s）模型预测反应谱小于美国下一代衰减关系模型平均值．     

汶川县水磨镇地震动场模拟

目的 笔者以四川省汶川县水磨镇作为区域研究对象进行村镇区域地震动场模拟,为村镇区域的防震减灾提供理论依据。方法 采用随机有限断层法与概率法得到地震动加速度反应谱;并基于弹性波动理论方法,通过该区域各点的地震动平动分量推演得到地震动扭转分量,建立基于地震动扭转分量的地震动场模型。结果 通过地震危险性分析得到了该地区50年超越概率63%的地震烈度为6.3度,PGA=60 cm/s²;超越概率10%的地震烈度为8.0度,PGA=205 cm/s²;超越概率2%的地震烈度为9.1度,PGA=361 cm/s²;超越概率0.5%的地震烈度为9.7度,PGA=593 cm/s²。结论 通过对比基于地震动平动分量和扭转分量的地震动场模型可以看出,地震动扭转分量的影响不容忽视,在预测村镇区域地震风险及村镇建筑抗震设计及分析时应考虑地震动平动分量和扭转分量的综合影响。     

日本福冈地震竖向地震动合成研究

根据断层位错分布、破裂过程、传播路径等研究结果,采用层状半空间的理论格林函数方法,合成日本福冈地震近场竖向地震动.并将合成结果与观测记录进行比较.结果可知,两者峰值大小接近.当频率在5Hz以内,合成所得竖向加速度Fourier幅值谱与观测结果基本一致.研究结果表明,场地不是特别复杂的情况下,采用层状半空间格林函数方法能有效地估计近场竖向地震动.     

地震动强度包络函数模型

由于现有的地震动强度包络函数存在着不足,为此本文提出了一种不同的地震动模型．它是以随机过程理论为基础,把对强度包络函数的研究转化为对地震记录标准差的研究,即通过对美国近千条地震记录的标准差的统计计算,以此研究包络函数的特性．     

空间地震动作用下大跨度拱桥地震响应分析

基于空间非平稳地震动场模型,应用谐波合成法模拟生成了用于空间地震动输入的地震动加速度时程。在此地震动输入下,以重庆菜园坝大桥作为模型原型,采用时程分析方法详细研究了此种大跨度拱与刚构组合桥在一致输入、行波输入和多点输入下的地震响应特性。分析结果表明,地震动空间变化对主拱的轴力和拱桥跨中构件对称反应影响显著,使其大部分反应明显增大;而刚构的大部分内力都有减小。     

盆地型长周期地震动的判别准则

为了筛选出盆地内超高层结构抗震设计所需的盆地型长周期地震动(简称为长周期地震动)验算波,总结了长周期地震动的形成机理,分析了长周期地震动中面波的卓越性,提出了截取由面波主导的地震动尾波的方法,通过基于尾波特性的统计分析得到了长周期地震动的判别准则.结果表明:沉积盆地边界所激发的面波在盆地内传播、叠加以及依频率放大是长周期地震动的主要形成机理;长周期地震动中由面波主导的尾波段对长周期结构响应起控制作用;长周期地震动判别准则宜定为:速度反应谱卓越周期大于2s,且截取出的尾波与原始波在速度反应谱卓越周期处的谱幅值比大于85%.     

汶川地震都江堰市填充墙震害分析

统计分析了汶川地震中都江堰市钢筋混凝土框架结构填充墙的震害情况,通过对比主体结构与填充墙的震害并参照主体结构的抗震设防目标研究了填充墙自身的抗震性能.首先,统计分析了都江堰市钢筋混凝土框架结构主体结构的震害情况,结果表明主体结构满足我国三水准抗震设防目标;然后,将主体结构的地震反应划分为弹性反应和非线性反应两种,对比了这两种状况下填充墙与主体结构的震害,统计结果表明在这两种情况下填充墙的震害都明显高于主体结构,尤其是主体结构反应为弹性反应时,填充墙分别出现了15%和17%的严重开裂和倒塌;最后,探讨了填充墙构造措施对其抗震性能的影响,发现其现有构造措施不能满足地震作用下保持平面内完整性的作用,存在危及人员生命安全的隐患.本研究将为进一步研究填充墙地震破坏机理及其加固方法奠定基础.     

汶川地震中都江堰市房屋建筑失效模式分析

根据都江堰市内房屋建筑的震害,分析总结了其在汶川地震中的失效模式及失效机理.首先给出了房屋建筑的地震失效模式判别准则,重点分析了都江堰市内房屋建筑在汶川地震中的典型失效模式和相应的失效机理.分析发现,对于多层砌体房屋和底部框架房屋,按现行规范进行抗震设防比较有效,对于钢筋混凝土框架房屋,还存在一些突出问题:结构形成了弱柱强梁的破坏机制,底层易于变成薄弱层,柱的截面尺寸相对较小和纵向钢筋配筋偏低,柱在端部和节点区的箍筋配置普遍不足.并根据房屋建筑的典型失效模式提出了相应建议.该研究工作可为房屋建筑的抗震设计和加固提供参考依据.     

汶川强震区都江堰虹口小沟地震泥石流灾害调查研究

汶川地震诱发了很多地震泥石流.通过对四川省都江堰市虹口乡小沟泥石流沟实地考察和室内实验数据分析,得出小沟泥石流暴发的主要原因是:(1)2008年5月12日汶川大地震导致大量山体滑坡,在四川省都江堰虹口乡小沟流域内大量滑坡体失去了原有稳定性但还没有滑动,(2)强降雨作用使滑坡体运动至沟道内,阻塞束窄沟道,后在洪水冲刷下溃...     

汶川地震都江堰市建筑震害空间分布及影响因素

根据都江堰市建筑震害调查结果,考虑城市空间演进及地震动作用空间差异影响,研究了汶川地震都江堰市建筑震害空间分布规律及其成因.首先,根据都江堰市城市区划及震害特点,空间上将沿远离山体方向划分为内环和外环两部分;然后,考虑抗震设计规范体系演进对城市震害的空间分布影响将建筑按照典型建设时期分类,对比研究了各时期建筑的震害在空间上的分布;最后,分析了城市空间演进、地形条件、场地条件以及与断层破裂距离等因素对震害空间分布的影响.研究发现,城市建筑的空间演进是影响震害空间分布的主要因素,都江堰市早期建筑平均震害指数最大可达新建建筑的6.5倍;地震动作用的空间差异也是影响震害空间分布的重要原因,内环区域的平均震害指数可达外环的1.88倍.该研究为未来的建筑结构抗震设计以及震害预测提供了参考依据.     

汶川地震中都江堰市多龄期建筑震害特征

依据汶川地震中都江堰市2000余栋建筑的震害调研结果,综合考虑结构类型、设计规范体系和性能退化等影响结构抗震能力的因素,对该市多龄期建筑的震害特征进行了统计分析.在统计都江堰市建筑构成情况的前提下,对不同结构类型、不同用途和不同建成年代建筑的震害特征进行了分析,并引入平均震害指数着重研究结构形式及龄期对结构抗震能力的影响.研究结果表明,2000年后多层砌体结构抗震性能显著提高;由于非结构构件抗震性能影响,2000年后框架结构震害大于多层砌体和底框结构.研究可为评估城市不同龄期建筑的抗震能力以及了解城市整体的抗震设防水平提供依据.     

Synthetic seismograms of ground motion near earthquake fault using simulated Green’s function method

Seismograms near source fault were synthesized using the hybrid empirical Green＇s function method where the discretely simulated seismic waveforms are used for Green＇s functions instead of the observed waveforms of small earthquakes. The Green＇s function seismic waveforms for small earthquake were calculated by solving wave equation using the pseudo-spectral method with the staggered grid real FFT strategy under a detailed 2-D velocity structure in Kobe region. Magnitude and seismic moment of simulated Green＇s function waveforms were firstly determined by using the relationship between fault length and corner frequency of source spectrum. The simulated Green＇s function waveforms were employed to synthesize seismograms of strong ground motion near the earthquake fault. The synthetic seismograms of the target earthquake were performed based on the model with multiple source rupture processes. The results suggest that synthesized seismograms coincide well with observed seismic waveforms of the 1995 Hyogo-ken Nanbu earthquake. The simulated Green＇s function method is very useful for prediction of the strong ground motion in region without observed seismic waveforms. The present technique spreads application field of the empirical Green＇s function method.     

汶川地震震害考察与震害研究体系化思考

实地考察和分析了汶川地震灾害现象,将震害按照建筑的类型、结构形式等进行了归类,指出建筑的不同结构形式、跨度以及粗糙的构造搭接方式等由于受力不均匀严重地影响了整体的刚性和抗震性能.不仅底框架结构以及简易的预制混凝土构件导致整体垮塌的现象严重,非承重体构件的震害也会造成较大的生命财产损失.通过调研日本震灾调查的体系和经验,认为建筑震害的研究应以系统全面的全数调查为依据,建立一定区域的建筑受灾程度的数据库,通过分门别类(结构类别、结构形式、层数等)的统计分析,导出针对性强的抗震性能与建筑类型、结构形式等的关系.     

大型变压器的汶川震害及其隔震技术研究

针对电力系统大型变压器,对汶川地震震害进行了调研,总结了大型变压器的震害特征.并根据震害特点,提出了对大型变压器隔震的策略,设计了适合于大型变压器隔震的水平刚度小、低面压和满足竖向稳定性的铅芯橡胶隔震支座,并应用于实际750 kV大型变压器的隔震.分析结果表明,采用隔震后,750kV变压器弱轴向最大倾覆力矩减小为非隔震结构的17%,弱轴向最大剪力减小为非隔震结构的23%,变压器本体的加速度减小为未隔震的29.5%,8度罕遇地震作用下,隔震层最大位移满足支座最大容许位移的要求.