主余震地震动特征及结构损伤分析 [Mainshock-Aftershock Earthquake Ground Motion Characteristics and Structural Damage Analysis] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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翟长海，谢礼立，温卫平，李爽 著

图书标签:

• 地震工程
• 主余震
• 地震动特征
• 结构损伤
• 非线性分析
• 数值模拟
• 抗震设计
• 地震风险
• 结构动力
• 损伤评估

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030517661

版次：1

商品编码：12052955

包装：平装

外文名称：Mainshock-Aftershock Earthquake Ground Motion Characteristics and Structural Damage Analysis

开本：16开

出版时间：2017-03-01

内容简介

　　中国是地震灾害较为严重的国家之一，85％以上的地震均是以主余震序列的情形发生的，主余震地震动特征及结构损伤分析是地震工程的核心内容，对工程结构的抗震设防、减轻地震灾害具有重要意义。《主余震地震动特征及结构损伤分析》包括余震地震动参数衰减、主余震作用下SDOF结构损伤分析、余震地震动潜在破坏势、主余震地震动的调幅、主余震地震动的损伤谱和主余震作用下RC框架结构的易损性分析等方面的内容。
　　《主余震地震动特征及结构损伤分析》可供工程地震和结构抗震专业人员、土木工程技术人员、高等院校及科研院所相关专业教师和学生阅读和参考。

内页插图

目录

前言
第1章 余震地震动参数衰减
1．1 引言
1．2 地震动数据库
1．3 地震动参数及衰减模型
1．3．1 地震动参数
1．3．2 衰减模型
1．4 地震动强度参数
1．4．1 回归结果
1．4．2 模型及假定合理性论证
1．4．3 残差分析
1．4．4 与其他模型的比较
1．5 地震动持时
1．5．1 回归结果
1．5．2 模型及假定合理性论证
1．5．3 残差分析
1．5．4 与其他模型的比较
1．6 小结

第2章 主余震作用下非弹性SDOF结构损伤特征
2．1 引言
2．2 地震动记录
2．3 结构模型及反应指标
2．4 非弹性SDOF结构反应分析
2．4．1 延性系数
2．4．2 残余位移比
2．4．3 标准化滞回耗能
2．4．4 损伤指数
2．5 小结

第3章 余震地震动潜在破坏势研究
3．1 引言
3．2 地震动参数选取
3．2．1 直接由记录本身得到的地震动参数
3．2．2 通过结构反应得到的地震动参数
3．2．3 本章 选取的地震动参数
3．3 地震动及结构模型
3．4 地震动破坏势研究
3．4．1 无退化模型结构
3．4．2 退化模型结构
3．4．3 基于不同周期段加权的地震动破坏势
3．5 小结

第4章 主余震地震动的调幅研究
4．1 引言
4．2 地震动调幅研究方法
4．3 单地震动的调幅研究
4．3．1 无退化模型结构
4．3．2 退化模型结构
4．4 余震地震动的调幅研究
4．4．1 无退化模型结构
4．4．2 退化模型结构
4．5 小结

第5章 主余震地震动的损伤谱
5．1 引言
5．2 损伤谱计算方法
5．3 损伤谱特性及场地影响
5．3．1 平均谱及离散性
5．3．2 场地的影响
5．4 余震的影响
5．5 阻尼的影响
5．6 滞回模型的影响
5．7 损伤模型参数的影响
5．8 损伤谱预测公式
5．9 考虑余震影响的抗震设计方法
5．10 小结

第6章 主余震作用下RC框架结构易损性分析
6．1 引言
6．2 框架结构模型及地震动记录
6．3 结构损伤指数的计算方法
6．3．1 构件损伤指数的计算方法
6．3．2 整体结构损伤指数的计算方法
6．3．3 损伤模型限定值的确定
6．4 主余震增量动力分析
6．5 框架结构的易损性分析
6．5．1 易损性分析理论
6．5．2 损伤指数分布的验证
6．5．3 框架结构的易损性曲线
6．6 小结
参考文献

前言/序言

　　历史地震资料均表明85%以上的地震是以地震序列的情形出现的，主震发生之后大量余震的作用会显著增大结构的破坏程度，进而增大地震经济损失和加重人员伤亡。主震及其后续余震的相继作用对结构产生明显的累积损伤效应，需要在结构抗震设计中合理地考虑余震对结构的不利影响。然而，目前中国乃至世界上的结构抗震设计规范均是基于单次地震的，忽略了大量余震对结构的附加损伤，导致按照现有规范设计的结构在设计地震作用下仍会发生无法控制的破坏。如何在抗震设计中考虑地震序列的影响是一个复杂庞大的工作，其内容涉及地震危险性分析、地震动参数特征、抗震设计谱及结构损伤分析等。近十余年来，本书著者在主余震地震动特征、抗震设计谱、结构损伤分析方面开展了系统的研究工作。本书内容共分6章，具体内容包括以下几个方面：
　　（1）余震地震动参数衰减。第1章给出余震地震动参数的衰减关系，对余震危险性分析至关重要，同时对揭示主余震地震动参数之间的定量关系也十分重要。该章研究余震地震动参数与主震地震动参数的比值随震级、断层距、场地的变化特性，通过与实际数据对比论证模型的合理性，并研究壳内地震序列与俯冲区域板间地震序列的异同；通过残差分析研究余震地震动参数与主震地震动参数的比值的概率分布，最后与其他的衰减关系进行比较分析。
　　（2）主余震作用下SDOF结构损伤特征。SDOF结构既能够反映实际结构主要的振动特性，还具有简单快捷的优点。第2章研究主余震地震动对SDOF结构不同反应指标的影响规律，考虑余震地震动的不同强度和结构的不同滞回特性，研究余震对不同反应指标均值和离散性的影响。
　　（3）余震地震动潜在破坏势研究。地震工程中，地震动对结构的破坏能力即为地震动的潜在破坏势。采用简单的地震动参数来衡量地震动的潜在破坏势对于研究和应用均具有重要意义。第3章研究余震地震动参数与余震使结构产生的附加损伤之间的相关性，分析结构自振周期、强度折减系数及滞回模型对相关性的影响，最后通过加权平均相关系数选出能够反映余震地震动在整个周期潜在破坏势的参数。
　　（4）主余震地震动的调幅研究。结构的非线性动力反应分析逐渐发展为地震工程中一种主要的研究手段，而非线性动力反应分析中往往会涉及地震动的调幅。第4章从地震动潜在破坏势的角度出发，研究主余震地震动的调幅系数和调幅指标，分别确定适用于单地震动和主余震地震动的调幅系数和调幅指标。
　　（5）主余震地震动的损伤谱。非弹性反应谱可以将地震动特征和结构反应特征有效联合起来。第5章研究主余震地震动的损伤谱及其影响因素，给出损伤谱的预测公式，基于等损伤的理念对中国现有抗震设计谱进行修正，给出考虑余震影响抗震设计谱修正框架及修正系数的公式。
　　（6）主余震作用下RC框架结构易损性分析。主余震作用下结构的易损性研究不仅可以评估主震作用后己损伤结构的残余抗震能力，还可以为结构风险性研究和震后决策的制定提供依据。第6章介绍主余震作用下结构易损性特点，定量分析余震对结构破坏概率的影响大小。
　　本书的主要内容源自于以下科研项目的部分研究成果：国家自然科学基金重点项目（编号：51238012）、国家自然科学基金重大研究计划课题（编号：91215301）、国家自然科学优秀青年基金项目“地震工程”（编号：51322801）、国家自然科学基金面上项目（编号：51178152）、国家自然科学基金青年项目（编号：50808168、51308517）、教育部“新世纪优秀人才支持计划”项目（编号：NCET-11-0813）、黑龙江省自然科学基金面上项目（编号：E2015069、E2015070）、哈尔滨工业大学基础研究杰出人才“跃升”培育计划等。
　　本书是著者及多位研究生多年来研究工作的结晶。感谢博士生籍多发、李翠华、路冰，硕士生武坤芳、侯富涛、李瑜瑜、孙鹏宇等，他们的辛勤劳动使得研究工作逐步深入，是保障本书顺利完成的重要条件之一。著者从事科研工作多年，受到了多位前辈、老师和同行的指导和帮助，在此一并表示感谢。
　　由于著者水平所限，书中难免存在疏漏和不足之处，衷心希望读者不吝赐教。

图书名称：《复杂土体中地基动力响应与结构抗震性能研究》 图书简介 本书聚焦于当前土木工程领域中一个具有重要理论和实际意义的研究方向：复杂土体条件下地基的动力响应特性及其与上部结构抗震性能的耦合关系。本书旨在系统深入地探讨在不同地震动输入作用下，复杂地质条件（如软土、液化土、不均匀土层、边坡地基等）对地震波传播、地基土应力应变演化以及进而对结构整体抗震反应的影响规律。 第一部分：复杂土体动力本构关系与本构模型的发展 本部分首先回顾了传统土体动力本构模型的局限性，特别是针对高应变率、大变形以及应力路径依赖性等复杂现象的描述不足。随后，详细阐述了多尺度、非线性黏塑性本构模型在描述复杂土体动力行为中的应用。重点讨论了基于微观结构演化（如颗粒间接触的重排、孔隙水的扩散作用）来构建宏观动力本构关系的前沿工作。 深入分析了不同类型复杂土体（如改良土、固结不好的黏土、以及含有大量有机质的土体）在往复剪切荷载下的动力特性。通过引入损伤变量和状态变量，构建了能准确反映土体动力退化规律的本构方程。此外，还专题讨论了在模拟强地面运动过程中，土体非弹性变形与能量耗散机制的精确刻画，为后续的动力分析奠定了坚实的理论基础。 第二部分：复杂土体地基的动力场分析与数值模拟 本部分着重于复杂土体地基的动力响应模拟。从波动方程的求解出发，系统介绍了有限元法（FEM）、有限差分法（FDM）以及无网格法（如光滑粒子动力学SPH）在模拟地震波在地基中的传播与散射问题中的应用。特别关注了如何有效处理地基边界条件，以避免不切实际的反射波干扰。 在土体动力分析中，重点阐述了有效应力分析（Effective Stress Analysis）在处理饱和土液化敏感性方面的进展。详细论述了孔隙水压力在地震荷载下的累积机制，以及如何利用耦合的固结-渗流模型来评估地基失稳的风险。对于非均匀地基，如存在岩层起伏或深厚冲积层的区域，本书提出了基于波速扫描的动力特性识别方法，并结合三维非线性有限元模型，模拟了地震波在复杂三维地质结构中的传播路径和场地效应。 第三部分：地基-结构相互作用（SSI）的精细化建模 地基-结构相互作用是评估结构抗震性能的关键环节。本部分对SSI的建模技术进行了深入探讨，特别强调了在复杂土体条件下的SSI特性变化。系统比较了基于等效弹簧阻尼（Spring-Dashpot）的简化模型、基于半解析解的半空间模型，以及全耦合的非线性有限元模型在描述SSI时的适用范围和精度。 本书详细研究了软弱地基对结构振型、自振周期和阻尼比的显著影响。分析了在强震作用下，土体非线性行为如何改变传统的SSI效应，例如，软化效应可能导致结构周期延长，但同时高阻尼可能会吸收部分地震能量。针对深基础和桩基础系统，提出了考虑桩-土界面滑移和桩身损伤的非线性SSI分析框架，并结合振动台试验数据进行了验证。 第四部分：复杂地基对结构损伤与抗震性能的控制 本部分将动力分析结果与结构工程目标相结合，聚焦于复杂土体对上部结构抗震性能的实际影响。研究了不同地震动特征（如垂直加速度、长周期成分）在地基非线性作用下如何影响结构的屈服和破坏模式。 重点分析了复杂地基引起的差异沉降和不均匀振动对超高层建筑、桥梁以及散体结构（如储罐、核设施）的破坏效应。提出了基于性能化抗震设计（Performance-Based Earthquake Engineering, PBEE）的分析流程，如何将地基的非线性性能参数（如承载力退化曲线、侧向刚度衰减）精确输入到结构动力分析中。 最后，本书探讨了针对复杂土体地基的减隔震技术。包括新型地基改良技术（如深层搅拌、高压喷射注浆）对地震动输入的调控作用，以及在软土地基上应用基础隔震技术时，如何准确考虑隔震支座与非线性地基之间的相互作用，以实现更可靠的结构整体抗震目标。本书的研究成果对于提高复杂场地工程的抗震安全性和经济性具有重要的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

我翻阅了几页这本书的目录和前言，立刻被作者对当前地震工程研究领域现状的精准把握所折服。他们没有停留在传统的单一地震动事件分析上，而是将视角深入到了主震-余震序列的复杂耦合效应之中。这一点非常关键，因为在实际工程实践中，我们面临的往往不是孤立的强震，而是连续的震动过程。前言中引用的几篇前沿文献，显示出作者团队紧跟国际学术前沿的视野。我特别留意到他们对于非线性动力响应的讨论，这部分内容似乎采用了更先进的数值模拟方法，比如基于增量动力学的分析框架，这对于理解结构在多次地震荷载下的累积损伤机制，无疑具有极高的参考价值。这种敢于挑战复杂性、深入挖掘本质问题的态度，是我非常看重的。

评分☆☆☆☆☆

试读的章节中，关于地震动特征的描述部分，语言的严谨性达到了教科书级别的标准。作者对不同场地类型下地震波的衰减规律、近断层效应以及远场特性波的刻画，都进行了非常细致的梳理。让我印象深刻的是，他们似乎引入了一种新的参数化模型来量化余震的“特征震级”与主震“峰值加速度”之间的统计关系，这对于我们进行场地反应谱的构建提供了新的思路。我之前一直觉得现有规范中的概率分析有些过于简化，这本书很可能提供了更贴近实际的修正因子或新的计算框架。这种从理论到实践的无缝衔接，让这本书的实用性大大增加，不再是纯粹的理论堆砌。

评分☆☆☆☆☆

我个人非常期待书中关于“结构损伤分析”的实际案例应用。虽然理论部分已经非常扎实，但真正决定一本书价值的，往往是它如何指导实际的抗震设计和评估工作。我希望书中能够包含至少一两个典型的工程案例，比如一座高层建筑或一座关键基础设施，通过模拟主余震序列的实际作用，展示如何根据分析结果来优化构件的延性设计，或者如何评估现有结构在未来二次地震中的剩余承载力。如果能有详细的损伤评估流程和标准，那就太棒了。这本书如果能成为指导我们进行结构“韧性”设计而非仅仅是“抗倒塌”设计的有力工具，那它的价值将无可估量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表质量简直是业界标杆。作为一名需要经常阅读大量技术图纸和图表的工程师，清晰的图形至关重要。这本书中的每一个数值模拟结果图，无论是响应谱还是时程曲线，都标注得极其清晰，坐标轴的单位和刻度都精确无误。更难得的是，那些复杂的损伤指标图，比如“软化系数”或“损伤指数”的演化曲线，都做得层次分明，即使是初次接触这些概念的读者，也能通过图示快速把握其物理意义。这种对细节的极致追求，无疑体现了作者团队极高的专业素养和对读者的尊重，阅读体验非常流畅，极大地减少了理解上的认知负担。

评分☆☆☆☆☆

这本《主余震地震动特征及结构损伤分析》的封面设计简直令人眼前一亮，那种深邃的蓝色调配上简洁有力的字体，一下子就抓住了我的眼球。我本身就是结构工程领域的从业者，平时接触的专业书籍大多设计得比较刻板，但这本的视觉冲击力却很强，让人对内容充满了期待。我最欣赏的是封面上那种抽象的地震波形图案，虽然只是点缀，但与书名完美契合，散发出一种严谨而又充满力量的感觉，仿佛预示着书中内容将是多么的硬核和深刻。书脊的设计也十分讲究，文字排版清晰，即便把它放在书架的某个角落，也能一眼被找到。总的来说，这本书从外在形象上就给人一种高质量的学术著作的印象，让人在翻开内页之前，就已经对接下来的阅读充满了美好的想象和专业的尊重。