Fragility and risk assessment of freestanding building contents     

Michalis Fragiadakis  Spyridon Diamantopoulos 《地震工程与结构动力学》2020,49(10):1028-1048

Multistorey buildings often have a valuable inventory consisting of objects that their possible damage during an earthquake will cause unacceptable losses. The paper presents a novel, fully performance-based seismic reliability and risk assessment framework for freestanding structural components and contents that can be modelled as rocking rigid blocks. The seismic response of building contents depends on several parameters such as the geometry of the object, the dynamic characteristics of the building and the storey that the object is located. The demand at the storey level is first obtained, and then the response of the contents is calculated using the storey acceleration response history. The demand of the structure is obtained with the aid of a modified version of the Incremental Dynamic Analysis method and subsequently the fragility curves of the rocking building contents are derived for every storey of interest. Different options for fragility assessment are discussed, and the underlying details of the problem are investigated. A simplified approach, where the fragility of the freestanding components and the structure are derived separately, is also presented. The method combines existing fragility curves and thus is suitable for quickly assessing the reliability of a building's inventory, offering sufficient risk estimates.  相似文献   

基态位涡径向分布对浅水涡旋系统动力稳定性的影响分析          下载免费PDF全文

刘爽  钟玮  刘宇迪 《地球物理学报》2018,61(6):2207-2219

本文基于正压浅水模型，分析基态位涡（Potential Vorticity：PV）结构对热带气旋（Tropical Cyclone：TC）类涡旋系统稳定性及其波动特征的影响.通过引入基态PV结构参数：宽度δ（眼墙内外边界涡度发生陡变的半径长度之比）和中空度γ（眼心相对涡度与内核区域平均相对涡度之比），设计具有相同基流最大切向风速和最大风速半径的170组不同基态PV环结构的敏感性试验，并讨论了不同基态PV结构下涡旋系统最不稳定波数（the most unstable wavenumber：MUWN）和系统最不稳定模态（the most unstable mode of System：MUMS）的特征频率及其不稳定增长率的大小.结果指出：当PV环较宽，系统表现为低波数最不稳定，相应的MUMS为低频波且增长率小；当PV环较窄，系统表现为高波数不稳定，且PV环越实最不稳定波数越高；当PV环窄且空时，MUMS均为中高频波动，且不稳定增长率随PV环的宽度变窄和中空度变空而明显增大.分析典型PV结构下系统演变特征可知，当PV环较宽，MUMS表现为具有平衡约束的低频波动的线性不稳定特征；当PV环趋向窄且空时，MUMS的平衡性约束趋向弱化，同时不稳定增长表现为明显的指数型增长.进一步讨论系统内部非对称结构的形成和传播机制发现，对于弱不稳定的PV环来说，低波数波最不稳定的特征波动具有典型涡旋Rossby波特征；而对于强不稳定的PV环来说，高波数不稳定的特征波动混合波性质明显.  相似文献   

基态位涡径向分布对浅水涡旋系统演变的影响分析Part Ⅱ:扰动发展和结构变化          下载免费PDF全文

刘爽  钟玮  刘宇迪 《地球物理学报》2018,61(9):3592-3606

本文在基态位涡（Potential Vorticity，PV）径向分布和基态涡旋强度对热带气旋（Tropical Cyclone，TC）类涡旋系统稳定性特征影响的研究基础上，结合理想试验和数值模拟诊断分析基态PV径向分布对扰动增长和系统结构变化的影响.基于线性正压浅水模型，设计三种典型基态PV中空结构下基态涡旋强度对系统稳定性影响的敏感性试验.结果表明：基态涡旋的强度主要影响稳定性的强弱，强度越强，不稳定增长率越大，而基态PV径向分布对系统最不稳定波动性质起着决定作用.分析不同波数下扰动的发展及不同波数间扰动的相互作用可知，对于宽且实的PV环，系统稳定性主要取决于低波数不稳定，且最不稳定波数扰动的发展具有明显的优势地位；对于窄且空的PV环，系统稳定性主要取决于高波数不稳定，且多个高波数下增长最快模态的不稳定增长率值十分接近.利用模态线性叠加法讨论扰动增长对系统结构变化的影响表明：最不稳定波数的扰动发展对系统结构变化有关键影响，而多个波数的扰动不稳定增长相当时，不同波数的扰动发生相互作用从而影响系统结构变化.最后，利用实际个例模拟资料分析基态PV径向分布及其变化对TC结构和强度的影响表明：TC内核区出现的多边形眼墙结构与当前时刻基态PV径向分布所决定的最不稳定波数有很好的对应关系，同时基态PV径向分布变化所反映出的系统动力稳定性强弱与TC强度发展阶段具有很好的相关性.  相似文献   

移动荷载对桥梁动力响应的影响研究——以开裂预应力混凝土简支梁为例     

谢颖川  高静  刘长玲  刘迪 《震灾防御技术》2020,15(3):510-518

混凝土桥梁在工作过程中会产生裂缝，为分析移动荷载对开裂混凝土桥梁结构刚度的影响，对开裂梁动力响应进行分析。建立简支T梁桥有限元模型，并将移动荷载施加至有限元模型中。根据简支T梁桥破坏横向分布位置和强度的不同，研究不同工况下各梁荷载横向分布及不同移动速度对裂缝扩展宽度的影响。结果表明，数值模拟结果能较好地验证计算模型的准确性；在较大的移动荷载作用下，混凝土开裂，导致结构刚度减小、位移增大；随着移动荷载和速度的增加，开裂时间增加，结构刚度降低，持续时间增加，位移增大，使结构响应呈现明显非线性。  相似文献   

重载铁路水泥改良膨胀土路基填料动弹模量及阻尼比研究     

商拥辉  徐林荣  黄亚黎  陈钊锋 《工程地质学报》2020,28(1):103-110

动弹模量与阻尼比是土动力学分析中的重要力学参数,考虑重载铁路荷载特征定量分析水泥改良膨胀土的动模量和阻尼比的较少。依托蒙西至华中地区铁路煤运通道(简称蒙-华铁路)工程为背景,采用南阳邓州市大山寨膨胀土,通过在不同频率、围压、固结比及动应力幅值下的持续振动三轴试验,研究了水泥掺量3%和5%水泥改良膨胀土的动弹模量及阻尼比,并与膨胀土素土进行对比分析。结果表明:水泥掺量3%和5%改良膨胀土的最大动弹模量约为膨胀土素土的3~4倍;在动弹模量-应变曲线中,动应变小于0. 002时表现为陡降段,动弹模量随动应变增长降幅达70%,而动应变大于0. 002时降幅较小,动弹模量随动应变增长趋于稳定;动弹模量随围压、频率、水泥掺量增加而增大,阻尼比随围压、固结比增加而减小;低应变水平下,固结比与动模量成正相关关系,高应变水平下,固结比与动弹模量成负相关关系。同时,对动弹模量及阻尼比进行了归一化分析,建立了估算动弹模量及阻尼比的经验公式。  相似文献   

Dynamic mechanisms controlling the topography of Longmenshan area   总被引：1，自引：0，他引：1  

Xie  Yuan  Li  Yongdong  Xiong  Xiong 《中国科学:地球科学(英文版)》2020,63(1):121-131

The Longmenshan fault, which defines the eastern edge of the Tibetan Plateau, is one of the steepest margins of the plateau with a sharp elevation drop of about 4 km over a distance less than 100 km across the Longmenshan fault. The mechanism which is responsible for controlling and maintaining the elevation difference is highly debated. Using multiple observations including seismic velocity model, Moho depth, effective elastic thickness of the lithosphere, we conducted a quantitative study for elucidating the contributions from crust and lithospheric mantle by an integrated analysis of lithospheric isostasy and flexure. It is shown that the topography of the Longmenshan fault is supported by both lithospheric isostasy and flexure statically, and lower crustal channel flow and mantle convection dynamically. Different mechanisms have different weights for contribution to the topography of the Songpan-Ganzi block and the Sichuan Basin. The static and dynamic support contribute roughly the same to the topographic difference of ~4 km between the two sides of the Longmenshan fault. The static topographic difference of ~2 km is mainly resulted from the lithospheric isostasy, while the dynamic one of ~2 km is contributed by the uprising of the accumulated material in the lower crust beneath the Songpan-Ganzi block and the downward drag force caused by the upper mantle convection under the Sichuan Basin. It is thus suggested that the lower crustal flow and upper mantle convection are dynamic forces which should be taken into account in the studies on the dynamics in the Longmenshan and surrounding regions.  相似文献   

基于动态图像变形的PP与PS波层位直接匹配   总被引：1，自引：1，他引：0       下载免费PDF全文

蒋雪珍  芦俊  王赟 《地球物理学报》2017,60(3):1106-1117

多分量地震资料的矢量偏移、多波地震资料的联合解释与反演均需要估算纵横波的速度比,实现纵波与转换横波在时间或深度域的匹配.基于DTW,本文实现了一种适用于PP与PS波直接匹配的动态图像变形算法.该算法分为三个部分:首先,使用二阶对称动态规划算法逐样点递归计算PP与PS波走时或深度的误差累积和;其次,在以误差累积和为目标函数的回溯阶段设定变形窗,并在纵横波速比约束的变形窗内递归回溯搜索匹配路径;最后,根据最大相关系数判定准则在匹配路径中确定最佳匹配路径,获得使PP与PS波匹配的拉伸或压缩时移量.利用所获得的拉伸压缩时移量计算纵横波速度比就可以实现PP与PS波之间的匹配.模型与实际陆上多分量地震资料测试结果表明:该方法具有较高的匹配精度,且对于信噪比、相似度较低的多分量地震资料,该方法也能产生较好的匹配效果.  相似文献   

动三轴试验滞回曲线的椭圆拟合分析     

毛远凤  叶庆东  沈宇鹏 《震灾防御技术》2017,12(4):743-750

采用正弦波形循环荷载动三轴试验获取土的动剪切模量和阻尼比的数据处理过程中通常存在两个困难:一是因为试验中存在各种噪声使滞回曲线椭圆形态不明显；二是椭圆拟合会因方法不当出现不收敛或者误差大等情况。为了在一定程度上克服第一个困难，本文将滤波技术引入到对应力应变时间序列的处理中来；为了更好地拟合滞回曲线椭圆，本文结合了主成份分析技术与椭圆的几何拟合方法，通过计算椭圆焦点位置、长半轴长度等来确定拟合椭圆，结果表明，该方法容易线性化且相对稳定，值得在动三轴数据处理中进行推广。  相似文献   

设备所在楼层对设备-结构相互作用的影响     

姜忻良  马小丹 《震灾防御技术》2018,13(2):320-330

为了研究设备所在楼层位置对设备-结构相互作用的影响，以某高层钢框架为例，将设备分别放置于结构顶层和底层设计了2种设备-结构体系模型，然后利用ANSYS有限元分析软件对整体模型进行地震响应时程分析。分析结果表明:在El Centro波、Taft波和人工波作用下，当设备频率与结构基频调谐时，设备-结构相互作用会令结构动力响应减小而设备动力响应显著增大；设备-结构相互作用的大小与设备所在楼层密切相关:顶层设备与结构间的相互作用比底层更加剧烈，这与位于不同楼层的设备间等效质量以及底端输入激励频谱的差异有关。  相似文献   

Variational analysis of dynamics of fissured poroelastic rocks     

《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》2016

Rocks can be modeled in a continuum framework as fissured, poroelastic materials, i.e., materials with two degrees of porosity, one due to the fissures and another one due to the pores. The governing equations of motion of fissured poroelastic rocks established by Beskos are rederived here by establishing a variational statement which also provides the boundary conditions of the problem. This is accomplished by considering strain, dissipation and kinetic energies as well as the work of external forces. The above statement is also derived here by employing the method of weighted residuals.  相似文献