结构抗震时程分析输入地震波选择方法研究
发布时间：2024-06-07 03:45
时程分析方法已广泛应用于结构抗震设计及抗震性能评估,分析中输入地震波不同,可能会导致所得结构反应结果存在较大的差异。如何选择合适的输入地震波并对其进行适当(线性)调幅,从而提高结构反应预估的准确性并使时程分析结果的离散性在合理范围之内,是工程师面临及需要解决的重要问题。目前已有选波方法优势各异,但仍存在不足。本文采用目前主流的目标谱匹配法,针对目标谱选择,提出了以“Newmark三联谱”为目标谱的选波方法,并构建了“条件Newmark三联谱”;针对谱匹配方法,提出了能够考虑高阶振型对结构反应不同贡献的加权调幅选波方法;还开展了算术与对数坐标下的谱匹配计算对时程分析结果产生的差异性影响研究。通过与传统方法的对比分析,探讨本文提出的选波方法的可行性,旨在为结构时程分析输入地震波选择提供有效的解决途径。本文的主要内容及结论如下:(1)考虑到Newmark三联谱对短、中、长周期结构地震反应均具有良好的相关性,因此提出了将Newmark三联谱作为目标谱的选波方法(即NM方法)。以美国联合钢结构计划(SAC Steel Project)提出的代表3种超越概率(即50年超越概率50%、10%和2%)...
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
1.1 选题背景和研究意义
1.2 结构抗震时程分析输入地震波选择研究进展
1.2.1 基于地震信息的选波研究
1.2.2 基于目标谱的选波研究
1.2.3 基于地震动强度指标的选波研究
1.2.4 选波研究中的其它问题
1.3 本文研究目的与内容
2 以Newmark三联谱为目标谱的选波方法
2.1 引言
2.2 以Newmark三联谱为目标谱的选波方法
2.2.1 Newmark三联谱简介
2.2.2 以Newmark三联谱确定目标谱
2.2.3 匹配误差及调幅系数
2.3 抗弯钢框架结构分析模型的建立
2.3.1 SAC抗弯钢框架结构参数
2.3.2 有限元分析模型
2.3.3 有限元模型校核
2.4 不同目标谱选波的结构时程反应对比分析
2.4.1 备选波数据库
2.4.2 地震波调幅及分组
2.4.3 结构反应对比分析
2.5 本章小结
3 加权调幅选波方法
3.1 引言
3.2 以加速度反应谱为目标谱的加权调幅选波方法
3.2.1 加权调幅方法简介
3.2.2 α和β参数影响的讨论
3.3 不同调幅方法的结构时程反应对比分析
3.3.1 地震波调幅及分组
3.3.2 结构反应对比分析
3.4 以Newmark三联谱为目标谱的加权调幅选波方法
3.4.1 WNM方法简介
3.4.2 地震波调幅及分组
3.4.3 结构反应对比分析
3.5 本章小结
4 地震波选择在算术与对数坐标下的差异性研究
4.1 引言
4.2 算术与对数坐标下的谱匹配
4.3 地震波调幅的对比分析
4.3.1 地震波调幅系数的比较
4.3.2 ASM方法基于高维向量的理论解释
4.3.3 LSM方法所得调幅系数的数学解释及统计规律
4.4 不同坐标下结构时程反应对比分析
4.4.1 输入地震波选择
4.4.2 结构反应对比分析
4.5 本章小结
5 条件Newmark三联谱的构建及比较
5.1 引言
5.2 阻尼修正条件均值谱
5.2.1 CMS的阻尼修正方法
5.2.2 阻尼修正CMS目标谱实例
5.3 基于衰减关系的条件Newmark三联谱的构建
5.3.1 确定Newmark三联谱对数均值
5.3.2 确定3个敏感区的对数标准差
5.3.3 确定谱形系数
5.3.4 确定3个敏感区的相关系数
5.3.5 CNM-GMPE的建立
5.4 基于放大系数的条件Newmark三联谱的构建
5.4.1 确定放大系数的对数均值和方差
5.4.2 确定3个敏感区的Newmark三联谱值
5.4.3 确定谱形系数
5.4.4 确定相关系数
5.4.5 CNM-AF的建立
5.5 以CNM-GMPE、CNM-AF和CMS为目标谱的选波方法对比分析
5.5.1 目标谱的比较
5.5.2 地震波调幅及选择
5.5.3 结构反应对比分析
5.6 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
附录A SAC地震波及备选地震波
附录B 抗弯钢框架模型参数
附录C 归一化振型参与系数的推导
附录D 阻尼修正相关参数
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
本文编号：3990731
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
1.1 选题背景和研究意义
1.2 结构抗震时程分析输入地震波选择研究进展
1.2.1 基于地震信息的选波研究
1.2.2 基于目标谱的选波研究
1.2.3 基于地震动强度指标的选波研究
1.2.4 选波研究中的其它问题
1.3 本文研究目的与内容
2 以Newmark三联谱为目标谱的选波方法
2.1 引言
2.2 以Newmark三联谱为目标谱的选波方法
2.2.1 Newmark三联谱简介
2.2.2 以Newmark三联谱确定目标谱
2.2.3 匹配误差及调幅系数
2.3 抗弯钢框架结构分析模型的建立
2.3.1 SAC抗弯钢框架结构参数
2.3.2 有限元分析模型
2.3.3 有限元模型校核
2.4 不同目标谱选波的结构时程反应对比分析
2.4.1 备选波数据库
2.4.2 地震波调幅及分组
2.4.3 结构反应对比分析
2.5 本章小结
3 加权调幅选波方法
3.1 引言
3.2 以加速度反应谱为目标谱的加权调幅选波方法
3.2.1 加权调幅方法简介
3.2.2 α和β参数影响的讨论
3.3 不同调幅方法的结构时程反应对比分析
3.3.1 地震波调幅及分组
3.3.2 结构反应对比分析
3.4 以Newmark三联谱为目标谱的加权调幅选波方法
3.4.1 WNM方法简介
3.4.2 地震波调幅及分组
3.4.3 结构反应对比分析
3.5 本章小结
4 地震波选择在算术与对数坐标下的差异性研究
4.1 引言
4.2 算术与对数坐标下的谱匹配
4.3 地震波调幅的对比分析
4.3.1 地震波调幅系数的比较
4.3.2 ASM方法基于高维向量的理论解释
4.3.3 LSM方法所得调幅系数的数学解释及统计规律
4.4 不同坐标下结构时程反应对比分析
4.4.1 输入地震波选择
4.4.2 结构反应对比分析
4.5 本章小结
5 条件Newmark三联谱的构建及比较
5.1 引言
5.2 阻尼修正条件均值谱
5.2.1 CMS的阻尼修正方法
5.2.2 阻尼修正CMS目标谱实例
5.3 基于衰减关系的条件Newmark三联谱的构建
5.3.1 确定Newmark三联谱对数均值
5.3.2 确定3个敏感区的对数标准差
5.3.3 确定谱形系数
5.3.4 确定3个敏感区的相关系数
5.3.5 CNM-GMPE的建立
5.4 基于放大系数的条件Newmark三联谱的构建
5.4.1 确定放大系数的对数均值和方差
5.4.2 确定3个敏感区的Newmark三联谱值
5.4.3 确定谱形系数
5.4.4 确定相关系数
5.4.5 CNM-AF的建立
5.5 以CNM-GMPE、CNM-AF和CMS为目标谱的选波方法对比分析
5.5.1 目标谱的比较
5.5.2 地震波调幅及选择
5.5.3 结构反应对比分析
5.6 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
附录A SAC地震波及备选地震波
附录B 抗弯钢框架模型参数
附录C 归一化振型参与系数的推导
附录D 阻尼修正相关参数
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
本文编号：3990731
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