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加州大学王珊珊博士被授予2017年度“刘恢先地震工程奖学金”
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加州大学伯克利分校王珊珊博士被授予2017年度
“刘恢先地震工程奖学金”
黑龙江恢先地震工程学基金会（中国）与美中地震工程学基金会（美国）联合设立的2017年度“刘恢先地震工程奖学金”评选活动圆满结束。加利福尼亚大学伯克利分校博士王珊珊被授予2017年度“刘恢先地震工程奖学金”。
黑龙江恢先地震工程学基金会成立于2002年7月16日，旨在纪念中国地震工程学奠基人、中国科学院已故学部委员（院士）刘恢先教授，继承和发扬他的优良学风，完成他未竟的科学事业。基金会通过指导和资助地震工程学及相关学科的基础研究和应用研究工作，奖励创新，发掘和培养地震工程学研究人才，推动地震工程学的发展，为防震减灾工作服务。
以世界著名地震工程学家豪斯纳(G. W. Housner)为首的美国地震工程学家们对此都十分热心。美国伊万教授(W. D. Iwan)，刘师琦教授和董伟民教授多次专程来华讨论推动筹建基金会事宜，并在美国成立了美中地震工程学基金会，由G.W.Housner，W.D.Iwan，S.C.Liu，Weimin Dong，S.Cherry，George C.Lee, J.Penzien等七人组成理事会。
王珊珊同学毕业于同济大学土木工程学院，本科毕业后到伯克利土木学院攻读博士研究生学位。读博期间，她师从Steve Mahin教授，参与到太平洋地震工程研究中心-“Tall Building Initiative”，对高层建筑加固，被动耗能体系进行了深入研究。此次她获得刘恢先奖学金，这是对她的学术能力以及博士期间所做工作的高度肯定。王珊珊的博士学位论文题为：
Enhancing Seismic Performance of Tall Buildings by Optimal Design of Supplemental Energy-Dissipation Devices （通过能量耗散装置的优化设计来提升高层建筑的抗震性能）
在论文的第一部分中，对修建于1970s的某35层高层钢结构分别采用不同的方式进行了旨在提高其抗震性能的加固，并进行了对比。这些方法包括：采用液体粘滞阻尼器（FVDs）；采用粘滞阻尼墙（VWDs）以及采用防曲屈支撑（BRBs）。论文得到了下面的结论：
1）在BSE-2E水准的地震下，通过优化布置FVDs，使得结构层间位移角减小非常显著（减小30%），尤其对于原结构5~10层，最大层间位移角由5%减至1.5%之内，使得层间位移角变得更加均匀。同时减小层加速度50%以上，这对减少非结构构件的破坏很有帮助。并且有效的减少了梁柱节点的破坏。
2）采用VWDs方案，最大层间位移角仍然很大，最大一层超过3%，且梁柱连接处的破坏依旧非常严重。对于顶层的楼层加速度，比原结构反而增大了20%。且结构柱的受力也比之前增大很多。将梁柱连接加强之后，使用VWDs，其对层间位移角的减小可以与FVDs相当，但加速度的减小依然与FVDs差距较大。可见，该方法容易引起梁柱连接的破坏，对梁柱连接要求很高。
3）对于BRBs方案，由于BRBs增加了结构的刚度，从而增加了地震需求，反而增大了结构的部分楼层的层间位移角，梁柱连接的破坏也有所增加，同时楼层加速度也比原结构增加不少。
4）从结构地震反应性能来看，对于高层钢结构的抗震加固，VWDs和BRBs方案均远远逊于FVDs方案。
5）从未来的经济效应来讲，综合考虑三种加固方案的成本，以及在日后遇到的设计地震中，结构主体构件和非结构构件可能发生的破坏损失，和修缮成本、时间成本，采用FVDs方案是远远优于其他两种方案的。该方案可以将结构构件在设计地震下的维修损失率低于0.08的概率升至90%，而相对应的，VWDs方案的概率为30%，BRBs方案的概率为50%。通过采用FVDs方案加固，该建筑在未来可能发生的地震中的经济损失可以降低90%以上。
通过本论文的可以看出，采用液体粘滞阻尼器对钢结构进行加固是最有效的提供结构抗震性能的方法，同时，其未来的经济效应最高。
对这三种减震方法的计算对比，对我国抗震工程中减震方法的选用是有很大指导意义的。
论文第二部分讨论了通过优化算法，借助平行计算来选取粘滞阻尼器在高层结构中的分布形式，也有一定意义。
本博客得到陈夏楠，彭程和王珊珊的帮助并修正改写的。
2017年度“刘恢先地震工程奖学金”评选结果公告：
附王珊珊论文（英文PDF）：
Seismic Upgrade of an Existing Tall Building- SEAOC 2016.pdf
（不同耗能装置对既有高层建筑的抗震改造）
https://blog.sciencenet.cn/blog-534208-1113417.html
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