结构动力分析的非线性拟动力方程法

本文在时间步长△t内用二次曲线来拟合动力反应的速度和加速度时程曲线，并且得到了求解结构动力响应的拟动力方程。由于可直接由动力方程求解动力反应，因而物理概念明确，可克服计算中误差积累问题，并且与线性法相比，在保证计算精度的条件下，可减少时间步长的划分，提高运算速度。     

地震动功率谱与反应谱的转换关系

本文详细评述了现今常用的几种加速度反应谱与功率谱的转换关系。对于小阻尼单质点体系而言，考虑到输入地震动是一非平稳的随机过程，又由于其传递函数的窄频带滤波特性，它的加速度反应将是一窄频带的非平稳随机过程。对于峰值系数水平的超越不是独立的，而是成群超越。据此本文考虑非平稳效应和对峰值系数水平的成群效应，对前人的转换关系进行了修正，并基于随机振动理论，给出了对工程上常用的频率平稳、强度非平稳的地震;动模型的功率谱和反应谱的转换关系。此转换关系对于长、短持时的地震动记录和反应谱长、短周期部分以及不同阻尼比的反应谱都能给出精度较高的结果。     

有阻尼体系动力问题的一种显式差分解法

本文以中心差分方法为基础,结合Newmark常平均加速度法的基本假定,推导出了一种求解有限自由度有阻尼体系动力方程的自起步显式差分格式。此格式的稳定性条件与一般中心差分格式的相当,其计算精度不低于二阶精度。     

地震动加速度过程的小波模拟

本文应用基数B－样条小波模拟地震动加速度过程，将小波分析引入地震动加速度过程的研究，实现了地震动加速度的模拟，并可给出其解析表达式，便于设计地震动的调整及地震反应的求解。     

基于Hi-net速度记录计算地震反应谱

强震仪和测震仪均能记录地面运动,强震仪输出的加速度记录主要用于分析结构地震反应,测震仪输出的速度记录常用于确定地震信息.由于这2种记录均描述地面运动,且覆盖结构地震反应分析所需频带范围,速度记录能否用于计算结构地震反应引起了人们的关注.为分析开源Hi-net速度记录用于计算结构地震反应时的精度,作者选取同台记录的加速度...     

基于时域叠加的反应谱拟合的新方法

本文研究了反应谱拟合的时域叠加法,发现时域叠加法保留了实际加速度记录的全部相位特性和时变频谱特性,对原始地震动修改最小,在大多数情况下,可保留输入记录的非平稳特性和保持原始地震动的自然积分关系,是一种比较精确的方法。在此基础上本文提出了基于时域叠加的反应谱拟合的窄带时程反演构造法。该方法通过单自由度体系的稳态反应推导出窄带时程与反演输入时程之间的关系式,无需进行复杂的傅里叶逆变换,计算量小且精确简便,可非常方便地求出反演输入时程。通过本文方法可对任意时程波进行调整改造,改造后的地震动加速度时程既能与设计目标反应谱相符,又能保持原地震动加速度在时域上的特性,改造前后的时程波具有高度相似性。算例分析结果表明,本文方法合理可行,且拟合精度较高。     

用于地下结构地震反应分析的改进反应加速度法

为考虑结构的存在对反应加速度法中地震输入荷载的影响,基于《城市轨道交通结构抗震设计规范》（GB 50909—2014）中的反应加速度法,提出将土-结构模型转换为自由场模型的等效方式进行地震反应分析。采用等效自由场进行地震输入荷载计算,近似地考虑了结构的存在对地震输入荷载的影响,以期提高反应加速度法的计算精度。使用有限元软件ABAQUS,采用改进前后反应加速度法对日本大开车站不同工况下的地震反应进行计算。研究结果表明,采用等效自由场计算的地震输入荷载有效提高了反应加速度法的计算精度。在验证等效方式有效性的基础上,分析等效模型宽度的选取对反应加速度法计算结果的影响,建议等效模型边界至结构侧边的距离取为1～3倍结构宽度。     

广义Biot固结方程隐-隐式解法的推广及应用

无条件稳定的隐－隐式交叉迭代法是求解u-p形式的广义Biot理论有限元列式的一种高效数值方法，在此基础上提出了能够考虑孔隙流体加速度的新解法，扩展了隐－隐式解法的适用范围。将广义Biot理论两种u-p形式的有限元列式作了统一表达，进而采用逐步积分法求解时域内的动力迭代方程。静力Biot理论描述的边值问题可视为其特例。通过波浪作用下弹性海床的动力反应分析，验证了所发展的数值解法的有效性。计算结果表明，土骨架和孔隙流体的加速度对海床动力反应的影响很小。     

楼板隔震消能结构的振动台试验研究

用同一个单层钢框架结构模型,分别做成传统结构体系和楼板隔震消能结构体系。模型在每一种结构体系下分别做模拟地震振动台试验,先后在x向按7度小震和大震烈度输入E l Centro波、Taft波和天津波,比较单层钢框架模型在两种结构体系下的地震反应。试验结果表明,采用楼板隔震消能结构体系能够显著减小结构的加速度反应和底部剪力反应。     

台湾费丛峡谷对强地面运动的影响研究──利用单台资料及2．5维SH混合方法

本文通过格林函数反褶积方法，由台湾峡谷附近的记录资料预测峡谷区的强地面运动的时程曲线．峡谷区的理论格林函数应用２．５维ＳＨ混合方法求解．通过格林函数反褶积方法得到的峡谷区费丛１及费丛２台的位移、速度、加速度和实际资料对比，取得了满意结果．计算结果表明，峡谷底部的峰值加速度相对峡谷边缘为最小；在靠近震中的一侧，峡谷的加速度的最大振幅相对比另一侧大．还给出了其余３个台的预测结果，研究了它们的加速度傅里叶谱和反应谱．     

基于EMD方法与RBF神经网络的结构损伤检测

针对结构损伤检测中损伤的识别、定位以及程度的标定这三个独立并按一定先后顺序进行的检测过程,提出了一种能将以上三者同时进行的联合检测方法。该方法首先利用经验模态分解(EMD)方法将三层钢筋混凝土剪切型结构在各种损伤工况下的顶层地震作用加速度响应分解为若干固有模态函数(IMF)分量,然后以此IMF分量和未经EMD分解的原始加速度响应数据来构造损伤标识量,作为特征参数依次输入到径向基函数神经网络(RBFNN)中进行损伤检测。给出了应用此方法的具体步骤,通过仿真实验证明了利用该方法进行结构损伤一次检测的可行性和有效性,结果表明,由加速度响应经EMD分解而得到的IMF分量输入到RBFNN中能够更为精确地一次检测出结构所有损伤信息,并且RBFNN在结构损伤损度大时具有更好的检测效果。     

基于性能的钢筋混凝土框架剪力墙结构地震易损性分析

以某典型的20层钢筋混凝土框架剪力墙结构作为研究对象,研究基于性能的RC框架剪力墙结构易损性分析方法。首先选择合适的地震动记录,以0.2g为步长进行调幅后,建立300个结构-地震动样本空间,并确定结构损伤指标和性能参数;然后应用增量动力分析方法计算结构的地震动力响应,选择基本周期加速度反应谱为地震动参数,以研究结构反应的不确定性,并深入分析地震动参数与结构地震需求参数的关系;在此基础上,建立该结构基于加速度反应谱的易损性曲线进行结构易损性分析与评估。结果表明：随着地震动强度的增大,IDA曲线由单调增加变为非单调增加,分位曲线（16%,50%和84%）可以准确地衡量结构的性能;框剪结构在地震作用下的抗震性能表现良好,随着地震强度的增长,各性能超越概率大小的增长速度是不同的。     

调谐惯容系统的混合隔震体系一致性优化设计

基础隔震技术广泛应用于建筑结构以减轻结构的地震响应.值得注意的是,在隔震体系中减小主结构的加速度响应是以牺牲隔震器变形为代价的.调谐惯容系统(TID)和隔震器组成的混合隔震体系可减小隔震层的位移响应.与传统调谐质量阻尼器(TMD)结构类似,TID 由惯容、调谐弹簧和阻尼元件组成.因此,可直接利用 TMD减震系统的设计公式来确定 TID 的最优参数.首先基于单自由度体系(SDOF)附加 TID的运动方程,推导分析两种 TID和 TMD设计公式,对两者设计公式的前提条件和适用性进行深入的探讨.其后,借助基础隔震体系的benchmark模型来检验设计 TID的可行性和有效性.数值模拟结果表明,在不增加主结构绝对加速度响应的情况下, TID能够显著减小基础隔震结构的位移响应和基底剪力.     

基于神经网络和滤波技术的贮仓结构参数识别

利用神经网络和Kalman滤波技术,提出了一种直接识别结构物理参数的方法,用Kalman滤波技术训练网络。在贮仓振动台实验的基础上,用贮仓在动载作用下的位移、速度作为网络的输入,激振加速度和响应加速度作为网络的输出。仿真计算表明,本文方法是可行的。     

利用数字化速度记录实时仿真位移与加速度时程

根据地震仪的原理和作者提出的单自由度系统地震反应的递归公式,本文系统研究了利用数字化宽频带速度型记录仿真地面位移和地面加速度等问题,从时域上提出了一套实时计算公式,数值计算结果表明,本文所提方法速度快、精度高,可广泛应用于地震监测和地震动参数的实时计算。     

地震动永久位移对结构地震反应影响

本文推导了基于位移激励计算单自由度体系拟速度谱公式,通过构造的脉冲位移时程对公式精度进行了验证;之后利用小波变换去除强震记录噪声而保留地震动永久位移,再基于去趋势项方法和滤波方法去除永久位移后,计算拟速度谱。算例结果表明:短周期段内,不保留永久位移的位移激励拟速度谱值与保留永久位移的位移激励拟速度谱值相差很小;中长周期段内,不保留永久位移的位移激励拟速度谱值总体上小于保留永久位移的位移激励拟速度谱值,且不保留永久位移时,滤波方法引起的拟速度谱降幅大于去趋势项方法所引起的拟速度谱降幅。因此,基于位移激励计算中长周期结构的地震反应时,应保留地震动永久位移,或基于去趋势项方法去除永久位移。      

Artificial ground motion compatible with specified ground shaking peaks and target response spectrum

1 Introduction Time history analysis is usually needed not only for the seismic design of important structures, such as nuclear plants, large concrete dams and super high-rise buildings, but also for seismic performance based design. Performance-based design requires tha knowledge of the entire process of nonlinear seismic responses of structures be obtained, which depends on the ground motion time history as input for this analysis. However, because the observed strong-motion recordings are l…     

Effect of irregular structural configuration on floor acceleration demand in hill‐side buildings

A suite of reinforced‐concrete frame buildings located on hill sides, with 2 different structural configurations, viz step‐back and split‐foundation, are analyzed to study their floor response. Both step‐back and split‐foundation structural configurations lead to torsional effects in the direction across the slope due to the presence of shorter columns on the uphill side. Peak floor acceleration and floor response spectra are obtained at each storey's center of rigidity and at both its stiff and flexible edges. As reported in previous studies as well, it is observed that the floor response spectra are better correlated with the ground response spectrum. Therefore, the floor spectral amplification functions are obtained as the ratio of spectral ordinates at different floor levels to the one at the ground level. Peaks are observed in the spectral amplification functions corresponding to the first 2 modes in the upper portion of the hill‐side buildings, whereas a single peak corresponding to a specific kth mode of vibration is observed on the floors below the uppermost foundation level. Based on the numerical study for the step‐back and split‐foundation hill‐side buildings, simple floor spectral amplification functions are proposed and validated. The proposed spectral amplification functions take into account both the buildings' plan and elevation irregularities and can be used for seismic design of acceleration‐sensitive nonstructural components, given that the supporting structure's dynamic characteristics, torsional rotation, ground‐motion response spectrum, and location of the nonstructural components within the supporting structure are known, because current code models are actually not applicable to hill‐side buildings.     

Strong motion observations and recordings from the great Wenchuan Earthquake

The National Strong Motion Observation Network System （NSMONS） of China is briefly introduced in this paper. The NSMONS consists of permanent free-field stations, special observation arrays, mobile observatories and a network management system. During the Wenchuan Earthquake, over 1,400 components of acceleration records were obtained from 460 permanent free-field stations and three arrays for topographical effect and structural response observation in the network system from the main shock, and over 20,000 components of acceleration records from strong aftershocks occurred before August 1, 2008 were also obtained by permanent free-field stations of the NSMONS and 59 mobile instruments quickly deployed after the main shock. The strong motion recordings from the main shock and strong aftershocks are summarized in this paper. In the ground motion recordings, there are over 560 components with peak ground acceleration （PGA） over 10 Gal, the largest being 957.7 Gal. The largest PGA recorded during the aftershock exceeds 300 Gal.