非平稳地震动场的模拟与汶川地震结构震害调查分析

摘要

地震灾害的实质是土木工程的破坏导致的灾害，是地震灾害的主要载体，因此，土木工程手段是防灾减灾的主要手段。为了保证结构物在使用期间具有足够的抵御地震灾害的能力，我们必须掌握结构物在一定地震荷载作用下的动力反应。大跨度结构抗震分析方法的发展也要求确定性的地震动输入方式，因此模拟具有某些特性参数的地面运动和符合特定场地条件及空间相关性的地震动场就十分必要。 张瑾开发了为杨庆山、田玉基撰写的《工程地震动场模拟》一书的配套软件“地震动加速度模拟”软件（SEAS1．0）。由于核心计算程序的调整，也为了使软件运行稳定，操作方便，所以开发了“地震动加速度模拟”软件（SEAS1．1）。 2008年5月12日突然发生的汶川大地震，造成了巨大的损失。为了认识建筑震害规律，总结经验教训，特别是对灾区恢复重建和规范修订提供有益的建议，进行了对都江堰建筑结构的调查分析，得出了一些重要的结论。 本文从地震动的特性和人工合成的发展和研究现状写起，提出了在模拟地震动这一研究领域有待解决的问题，介绍了汶川地震的基本情况和灾后震害调查的意义。本文第二章从相位差谱和相位导数与地震动的非平稳特性、基于相位差谱的地震动合成及反应谱拟合、地震动的空间变异性、空间相关非平稳地震动场的模拟四个方面就非平稳地震动场模拟的理论基础作了介绍。第三章说明了增加的帮助菜单，解决的程序运行不稳定问题，调整的部分生成方法和模型参数，完善的图形显示功能。还就软件的安装、运行和操作做了简要说明，并配有截图。还给出了典型非平稳地震动场生成的操作步骤，并以国家体育场为例进行了地震动场的模拟。本文第四章通过大样本的数据统计分析，介绍了震后工程震害科考工作的方法和内容以及科考的选址与选时；总结了不同时期建筑结构抗震性能的演变过程及破坏程度与不同时期抗震规范的相关性、不同结构形式抗震性能的差异、不同层数的结构与破坏程度的关系，并分析了原因；最后总结了此次地震的多种工程结构破坏特点，并对其成因进行了分析思考。

目录

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致谢

第一章 绪论

1.1 工程震害及研究现状

1.2 地震动模拟的发展及现状

1.3 5·12 汶川地震与震后建筑结构震害调查分析

1.4 待解决的问题

1.5 本文的工作

第二章 非平稳地震动场模拟的理论基础

2.1 相位差谱、相位导数与地震动的非平稳特性

2.2 基于相位差谱的地震动合成及反应谱拟合

2.3 地震动的空间变异性

2.4 空间相关非平稳地震动场的模拟

第三章 软件的设计开发及操作说明

3.1 VC与Fortran语言简介

3.2 软件系统的设计原则与结构

3.3 软件的改进及操作说明

3.4 软件的应用与算例

3.5 国家体育场设计地震动场的模拟

第四章 汶川地震都江堰市建筑结构震害调查与分析

4.1 工程震害科考

4.2 工程震害分类统计分析

4.3 工程震害特点总结

第五章 结论与展望

参考文献

作者简历