地震动特性对结构非线性响应的影响分析

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nimin518
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在地震区保证抗震结构在较强地震作用下安全可靠的较成熟方法, 应首推以非线性动力时程反应分析为基础的多波验算。在对结构进行合理的模型化之后, 影响验算结果的最大不确定性因素就是如何合理地选取地震波。一般来说, 选取的地震波应该尽可能地与房屋在设计使用期限内以较大概率将要遭受的地震动相似。就现有的研究结果看, 为达到上述目的, 一般认为应主要控制地震波的加速度幅值、频谱特性和持时这三个最重要的地震动特性, 并在一定程度(或平均意义) 上与目标反应谱一致。如果对输入地震波不加限制, 分析结果的差异可以高达几倍甚至几十倍。但即使严格按照前述方法控制, 仍然可能出现在几条反应谱相近的地震波作用下, 各模拟弹塑性动力反应结果之间的差异较大, 甚至相差几倍以上的现象。这说明仅仅通过控制上述三个因素对地震波进行判断, 还没有说明问题的全部, 一些上述方法未能控制住的地震动特性有时可能会对结构的非线性动力反应产生显著影响。 此外,虽然地震动的非平稳特性被越来越多的研究者所认识,但是其对结构非线性响应的影响却一直没有较为深入的研究。传统的反应谱和功率谱缺乏对地震动时间信息的表达,而由小波变换得到的地震动局部谱(时变谱)能更准确地反应地震动的非平稳性。更为重要的是,小波变换可以将地震动能量在时间上的分布进行调整而不改变能量在频率上的分布,对考察地震动非平稳性对结构非线性响应的影响非常有利。 最后,进行结构地震时程分析时,输入地震波的确定是基础,仅依靠现有的地震加速度记录往往不能满足要求。而人造地震波由于在满足需求的烈度、持时及频谱特性等方面具有任意性和统计性等特点,已逐渐成为输入地震波的一个与实际地震动记录同等重要的来源, 并且将在结构抗震设计中扮演越来越重要的角色。但是,人造地震波能否反映对结构响应影响很大的实际地震波的非平稳特性?这还有待考察。 本文将采用结构非线性分析程序OpenSees建造五榀平面结构模型,利用基于ARMA模型的人造地震波法构造几条人工地震波,并将人工地震波和随机筛选的实际地震波输入结构模型中。在对比分析几条实际地震动记录作用下框架的非线性响应时程的基础上,利用小波变换的优势,通过框架结构顶点位移、框架结构层间位移角以及结构损伤等量值判断各地震波之间的差异,找到对结构非线性响应有显著影响的地震动特性,并提出新的有效峰值概念以定量的反映这些特性;同时,对比分析人工地震波作用下框架非线性响应时程,检验对结构影响很大的地震动特性能否在人造波中得到反映。这将对结构抗震设计的合理性产生重要影响。
其他文献
桥梁应力、应变检测是检测桥梁受力和变形最有效的手段之一,是评价结构使用状况和安全状况的重要指标。无论多么新高的结构分析技术都不能很好的取代评估大桥性能的现场测试
在研究大跨度网格结构的静动力问题中,由于结构本身参数存在着不确定性,通常表现在模糊性和随机性,本文以讨论了大跨度网格结构材料的物理参数为模糊值的情况下,采用信息熵的
近年来全球地震灾害频发,近场源地震因其独特的地震动表现而有别于远场地震,在过去三十年里被学术界及工程界共同关注。对于近场地震的研究大致为两个方面,一方面是针对地震
由于现代高层建筑呈现出质量轻、柔性大、阻尼低等特点,其对风的敏感性也随着这一特征的放大而增加,高层建筑(尤其是沿海多台风地区的高层建筑)的风荷载研究变得越来越重要,
随着现代建筑的发展,建筑物的高度、跨度不断增加,传统的钢筋混凝土结构己经不能满足现代建筑的要求。因为高层、超高层建筑结构底部柱子所受的轴向压力很大,如仍采用钢筋混凝土
近年来,国内外诸多学者在各种物理领域的波动数值模拟技术中,大量使用了完美匹配层(Perfectly Matched Layer)方法作为人工边界的处理方法。虽然国内也有一部分学者在电磁波
基于性态的抗震设计是以建筑物使用性能为目标的系统设计方法,它可以更好地满足社会和公众对结构抗震性能的多种要求。本文将基于性态的抗震设计思想引入到隔震结构设计中,根据
近年来,随着生产生活的需要,工程结构日趋大型化、复杂化,这也必然使结构更轻更柔,对于风荷载将更加敏感。对于这些大跨、高层、高耸结构,风荷载往往起主要甚至决定作用,因此对于这
基础隔震结构通过在基础与上部结构之间设置隔震装置,形成柔性底层,吸收消耗地震能量。最近三十多年基础隔震技术得到广泛应用,基础隔震结构的隔震效果已经多次在地震中得到
钢管混凝土拱结构因其质量轻、强度高、将钢管作为模架时施工方便、外形美观等特点,在工程领域中被广泛的应用,尤其是在桥梁结构中。然而,管内混凝土在持续荷载作用下,受徐变