竖向地震动加速度反应谱特性

以33次地震中的地表地震动记录为数据基础,考虑场地条件、震级和距离的影响,分别对竖向地震动的加速度规准化反应谱和双规准化反应谱进行了研究.结果表明,规准反应谱明显受到场地条件、震级和震中距的影响,不同场地、距离和震级的平均规准反应谱之间差别显著;相比较而言,不依赖于场地、距离和震级的平均双规准反应谱之间却表现出良好的规律性和一致性.双规准反应谱的统一特性可以为竖向地震动设计谱的预测提供参考依据.     

地震动双规准速度反应谱研究

本文在统计了大量强震记录的基础上,分别研究了双规准加速度反应谱和双规准速度反应谱的特性,进行了对比分析,并分别得出了定量分析的结果。研究结果表明,双规准加速度反应谱在短周期段有很好的统一性,而双规准速度反应谱在长周期段的统一性较好,这种规律性对于认识地震动的特性、改进抗震设计反应谱具有重要的意义。     

地震动反应谱与相位差谱的关系

研究了地震动相位差谱与反应谱的关系,从中发现相位差谱通过影响单自由度体系反应时程的形状来影响地震动反应谱．在相位差谱均值一定的前提下,减小其方差将使反应谱增大,反之将使反应谱减小．在相位差谱方差固定时,增大其均值的斜率将使反应谱值减小,反之将加大反应谱．相位差谱作用于反应谱时阻尼在其中起着重要作用,随着阻尼的增大,相位差谱对反应谱影响越来越明显．阻尼的增大使得相位差谱对放大倍数谱的影响逐渐减小     

双规准化地震动加速度反应谱研究

本文提出了双规准反应谱的概念.在统计了美国西部大量强震记录的基础上,分别研究了规准反应谱和双规准反应谱的特性,并进行了详细的对比分析.研究结果表明,双规准反应谱比通常的规准反应谱有更好的规律性,这不仅有利于认识地震动的特性,还可使基于场地的抗震设计反应谱大大简化,更便于广大工程设计人员应用.     

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.     

地震动反应谱与相位差谱的关系

研究了地震动相位差谱与反应谱的关系,从中发现相位差谱通过影响单自由度体系反应时程的形状来影响地震动反应谱．在相位差谱均值一定的前提下,减小其方差将使反应谱增大,反之将使反应谱减小．在相位差谱方差固定时,增大其均值的斜率将使反应谱值减小,反之将加大反应谱．相位差谱作用于反应谱时阻尼在其中起着重要作用,随着阻尼的增大,相位差谱对反应谱影响越来越明显．阻尼的增大使得相位差谱对放大倍数谱的影响逐渐减小．     

平稳地震动过程具分段布随机频率的谱拟合模型

本文首先针对平稳随机地震动谱拟合问题建立了一个统一的谱拟合模型,在此基础上,提出了一新的具有分段均布随机频率的拟合模型,并与几类常用的谱拟合模型进行了比较研究,指出拟合模型的频率牧场生对拟合功率谱与反谱具有显著的影响,算例表明,当结构的自振频率与拟合模型的分量频率接近时,计算的响应值明显偏大,对于小阻尼情况,这一现象更为明显。     

计算地震动长周期反应谱的转换模型和方法

为减小长周期反应谱的计算误差,本文提出一个计算长周期反应谱的转换模型和与之相应的精确计算方法。该模型以地震动的速度和位移为输入荷载,有利于对荷载信号中的长周期噪声进行有效的控制,能够有效提升长周期地震动反应谱的计算精度和可靠性。     

基于新《电力设施抗震设计规范》的地震动随机模型参数研究

根据新《电力设施抗震设计规范》(GB50260-2013)对随机地震动功率谱参数的取值进行分析。介绍新《电力设施抗震设计规范》中设计反应谱,推导设计谱到功率谱的转换过程。选取常用的Clough-Penzien修正过滤白噪声模型作为拟合函数,通过功率谱参数拟合,得到不同场地类别、不同抗震设防烈度下的地震动模型参数。该研究成果可为电力工程抗震设计分析提供参考。     

与规范反应谱相对应的Clough-Penzien模型参数研究

根据我国现行抗震规范(GB50011-2001)的反应谱曲线,对Clough-Penzien模型的参数取值进行了具体研究.采用时间包络函数考虑地震动的非平稳性,根据加速度峰值等效原则确定了谱强度因子S0的表达式,表明谱强因子不仅与地面加速度特性、场地类别有关,而且与结构的动力特性(阻尼比、自振周期)有关.最后对谱强度因子计算做了简化处理,为随机抗震计算分析提供了参考依据.     

基于物理的随机地震动模型研究

基于物理联系研究地震动随机性,建立了随机地震动与基底输入傅氏谱、场地固有圆频率和场地等价阻尼比之间的物理关系,从随机傅氏谱函数角度描述了地震动随机过程的随机性本质。结合Ⅳ类工程场地的实测地震动记录资料,由数值方法识别了给出基本随机变量的概率分布参数。与实测记录对比表明,本文建立的随机地震动模型具有明确的物理概念,可充分反映地震动的变异性特征。     

基于三维相关系数谱的多支承激励反应谱法

定义了对结构各模态解耦的相关系数;提出了三维相关系数谱的概念,作出了离线计算的三维相关系数谱并探讨了其特性;在此基础上导出基于三维相关系数谱的多支承激励反应谱法。     

结构随机响应的一种改进的概率谱叠加方法

目前有一些关于多自由度结构体系的地震响应中响应峰值按降序(即由大到小的顺序)排列时的峰值统计性质的研究。本文对这些研究中的概率方法提出一些改进。由于这些改进,概率谱叠加方法在实际应用中就变得更准确和实用。本文以五层的结构模型为例,计算其在埃尔森特罗(1940)地震激励下的响应,并与时程分析结果进行比较。结果表明,改进的概率谱叠加方法能够谁确的计算较高几阶重要响应峰值的幅值。     

面向设计应用的地震动空间相干函数模型

本文对现有的常用地震动空间相干模型进行了总结,提出了一个新的面向工程抗震设计应用的形式统一的地震动空间相干函数模型,在此基础上推导出了多点地震反应谱和功率谱计算所需要的振型组合系数的解析表达式,避免了耗费时间的数值积分运算.本文模型与计算方法使多点地震激励下结构响应的计算时间减低至积分方法的1/20以下,使多点地震反应谱方法和多点地震功率谱方法在计算时间方面实用化.     

长周期地震动频谱特征周期研究

长周期地震动的频谱特性是影响长周期结构动力响应的重要因素,目前关于其频谱特征周期参数的研究尚有欠缺。根据长周期地震动的界定方法,选取65条远场长周期地震动和50条近场脉冲型地震动,计算各条地震动的10个频谱特征周期参数,通过分析各周期参数与长周期地震动低频特性指标的相关性和离散性,探讨合适的长周期地震动频谱特征周期表征参数。结果表明：5个卓越周期均不能合理地反映长周期地震动的频谱特性,且离散性较大;Hilbert边际谱平均周期T_mh评价近场脉冲型地震动频谱特性的合理性不足,Hilbert能量谱平均周期TmE评价近场脉冲型地震动频谱特性的稳定性较差。综合比较相关系数和变异系数的大小后建议加速度反应谱平均周期T_avg、T_mh作为表征远场长周期地震动频谱特性的特征周期,T_avg和加速度反应谱特征周期T_c作为表征近场脉冲型地震动频谱特性的特征周期,且T_avg是反映长周期地震动频谱特性的最优周期参数。     

基于随机Fourier谱的地震动合成研究

本文基于与物理随机模型相对应的随机Fourier谱,通过对地震动非平稳性及其所受影响机制的分析,建立了非平稳地震动合成的新方法。通过引入基本相位差谱,并将初始相角视为随机变量,以相位差谱的分布特性、随机地震动的统计特征以及对结构随机反应的影响为原则,利用计算机程序生成相位差谱,提出了基于随机Fourier谱的合成地震动方法。同时,利用快速FFT技术提高合成精度。根据本文提出的合成方法获得的地震动具有非平稳特性,将为后续研究工作提供合理的地震动加速度时程。     

平稳地震动过程具分段均布随机频率的谱拟合模型

本文首先针对平稳随机地震动谱拟合问题建立了一个统一的谱拟合模型,在此基础上,提出了一新的具分段均布随机频率的拟合模型,并与几类常用的谱拟合模型进行了比较研究,指出拟合模型的频率特性对拟合功率谱与反应谱具有显著的影响。算例表明,当结构的自振频率与拟合模型的分量频率接近时,计算的响应值明显偏大,对于小阻尼情况,这一现象更为明显。