设计反应谱标定方法的研究现状与讨论

设计反应谱及其标定方法的研究是工程抗震研究领域的基本问题之一。在现有研究成果的基础上,归纳和总结了设计反应谱及其标定方法的研究历史和现状;评述了研究进程中的若干节点问题;介绍了设计反应谱的标定原理和当前几种有代表性的设计反应谱的标定方法;分析了设计反应谱标定参数的影响因素。在此基础上,对设计反应谱及其标定方法研究中的强震资料积累问题、谱形状问题、标定参数的确定问题以及标定方法等问题进行了讨论并提出了改进和进一步研究的建议。     

抗震设计反应谱的标定方法

抗震设计反应谱是结构抗震设计的主要依据,设计反应谱的标定是确定地震动输入的重要环节。文中详细地总结了设计反应谱标定的基本原理和几种常用的设计反应谱标定方法,介绍了我国建筑抗震设计反应谱参数的确定方法和统一抗震设计反应谱的研究现状及应用前景;对不同设计反应谱标定方法中存在的问题进行了评述;提出抗震设计反应谱标定方法中有待进一步研究的问题。     

基于模拟退火算法的设计反应谱标定方法

反应谱的标定是抗震设计的基础工作之一,模拟退火算法是基于模拟固体退火过程而提出的多参数优化组合方法。本文提出将模拟退火算法应用于设计反应谱的标定,并概述了模拟退火算法的基本原理及特点,介绍了运用MATLAB基于模拟退火算法对反应谱进行标定的过程。检验了将模拟退火算法应用于场地相关谱标定的可行性和合理性,给出了将其应用于工程场地地震安全性评价中设计反应谱标定实例。通过检验和实例分析可以看出,基于模拟退火算法的反应谱标定方法所给出的设计反应谱谱形真实地反映了原地震反应谱的特征,较客观的反映了场地相关反应谱的峰值和周期特征。     

基于Nelder-Mead单纯形算法的设计反应谱标定方法

规准谱形状的规定和参数的优化是设计反应谱标定的核心问题。Nelder-Mead单纯形算法是求解多参数优化问题的搜索算法,可解决多变量函数的最小化问题。该算法有极强的局部搜索能力,且不要求目标函数的可导性,因此被广泛地应用于工程领域。文中通过提取第一拐点周期、特征周期、平台值和衰减指数4个参数作为标定参数,利用MATLAB软件基于Nelder-Mead单纯形算法对设计反应谱进行标定,并论证了该算法用于设计反应谱标定的合理性和适宜性。以El Centro地震动结论和汶川地震的地震动记录的标定为例,对比了Newmark三参数法、双参数法、差分进化算法和Nelder-Mead单纯形算法的标定结果及误差。通过对比和分析发现,Nelder-Mead单纯形算法标定的反应谱计算简单、收敛速度快且更贴近实际的反应谱,误差更小。     

最小二乘法分段拟合标定反应谱方法

反应谱的标定方法直接关系到反应谱特征参数的确定,合理的反应谱标定方法得到的设计反应谱能够真实地表达地震动的特性,是确定地震动输入的重要环节。提出了基于坐标变换的最小二乘法分段拟合方法,通过对汶川大地震不同场地典型强震记录反应谱的标定,对比了反应谱不同的标定方法,根据反应谱标定图形的对比及误差分析认为,最小二乘法分段拟合方法是操作简便且标定结果合理的反应谱标定方法。     

设计地震反应谱的双参数标定方法及其应用

近年的工程地震工作,如地震小区划、重大工程场地的危险性分析等,一般都要做设计谱标定。既反映局部场地条件,又反映地震环境的双参数标定设计谱的方法,已为工程界接受。作为该方法的应用,本文采用澜沧——耿马地震的强震资料,重新确定了设计反应谱的形状参数,给出了反映云南地区地震特性的设计谱,可供中、小型工业与民用建筑抗震设计时参考使用。     

利用差分进化算法标定设计反应谱

差分进化是一种解决多参数优化的算法,可在给定的参数范围内寻求最优值的组合,并具有快速收敛的优点。本文利用差分进化来标定设计反应谱,给出了第一拐点周期、特征周期、平台值、衰减指数等表征设计反应谱特征的参数。利用汶川地震的强震记录,对比分析了4种标定方法给出的特征参数值和计算精度。从结果看,差分进化算法标定的结果更符合实际反应谱。     

设计反应谱拟合方法研究及特征参数统计

正地震反应谱是通过仪器记录并经过处理的强地面运动信息,利用强震记录研究不同场地的反应谱,对结构抗震设计具有重要的理论意义和工程应用价值。近20年来,我国在南北地震带所覆盖的川滇甘陕地区建立了大量的有详细场地资料的强震观测台站,获得了丰富的有研究价值的强震记录。本文在总结已有反应谱标定方法的基础上,提出了一种新的反应谱标定方法。利用川滇甘陕地区大量的强震记录,统计分析了设计反应谱的特征参数。本文主要研究     

求解反应谱的小波方法及汶川地震反应谱分析

采用四阶基数B-样条小波模拟地震动加速度时程,进而建立一种求地震反应的通用方法,解的误差仅来自于对地震动加速度时程的模拟。并用小波分解,将地震波分解为不同周期成分之和,以各分量最大加速度值的大小来衡量其在原波中的比重,可以清楚看到距震中不同远近地震波的性态,并做定量分析和观察各分量卓越周期的变化。求地震波及各分量的反应谱,从各分量的标准加速度反应谱中,可以看到地震波不同周期分量对体系固有周期的影响,这是以往做不到的。将上述方法应用于汶川8.0级地震加速度记录,研究不同地震记录的性态。     

地震反应谱数值计算方法的研究

本文把具有解析递推格式的地震反应谱数值计算方法归结为单步法和两步法,并且给出了说明这两种方法传递算子具有不变特性的两个定理。利用这两个定理,本文较为简便和完善地推导了新的地震反应谱数值计算递推公式。文末通过计算对比研究,给出了同时计算绝对加速度、相对速度和相对位移反应谱的快速方法及相应的计算程序。     

基于带压缩因子粒子群算法标定设计反应谱

粒子群优化算法是模拟群体智能所建立起来的一种全局优化算法,在解决多参数非线性函数的优化问题上具有良好的性能,为了有更好的收敛精度和更快的收敛速度,本文构建了带有压缩因子的粒子群算法,可用于设计反应谱的标定.利用这一方法可给出第一拐点周期、特征周期、平台值和衰减指数等刻画设计反应谱特征的参数值.本文以埃尔森特罗台(El ...     

基于规范弹性反应谱建立需求谱的方法

阐述了通过力的折减系数R和延性系数μ建立弹塑性反应谱的原理，并由新《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）的加速度反应谱建立了弹塑性需求谱，为结合新抗震规范应用能力谱方法进行结构弹塑性分析奠定了基础。同时本文比较了不同的R-μ关系对需求谱的影响。     

复阻尼地震反应谱的计算方法及其它

本文阐述了为什么要研究复阻尼地震反应谱问题,并给出了复阻尼地震反应谱计算的精确方法．实例计算结果表明,复阻尼反应港与常用的粘性阻尼反应谱之间存在着相当大的差异．文中还简述了复阻尼系统运动方程的建立方法。     

地震反应谱计算方法的比较

反应谱是振动频率的函数,是表示地震动的一种重要标志,它有以下几个特点: 1、频谱是地震动三要素频谱、幅值、持续时间之一,反应谱恰是地震动频谱的一种表示。 2、加速度、速度、位移反应谱可分别给出作用于物体上的惯性力,最大能量以及应力     

用位移反应谱研究长周期设计地震反应谱

利用美国太平洋地震工程研究中心NGA数据库,分析了滤波低频截止周期(Tc)对位移反应谱的影响。选择较小的Tc将严重抑制长周期位移反应谱幅值。本文选用可靠使用周期不小于10 s的强地面运动加速度记录,研究了位移反应谱的长周期特性。结果表明,位移反应谱峰点周期是长周期地震反应谱的关键控制参数,受场地条件和震级的影响相对较小,但与震中距基本呈线性增长关系,而动力放大系数最大值波动范围较小,设计中可视为常数。建议在现行抗震设计规范谱的基础上,在速度控制段与位移控制段之间增加一个过渡段,以体现位移反应谱的有峰特征,并给出了控制参数的建议值。     

应用弹塑性反应谱对IDA方法的改进研究

针对传统IDA方法中结构的加速度反应远高于SPO分析结果的现象,采用弹塑性反应谱作为IDA的烈度度量,同时给出随地震烈度改变而不断变化的屈服强度系数,提出了改进的IDA方法,更有效地考虑了结构的非线性地震反应特征。实际工程分析表明,改进的IDA方法能够体现结构的非线性受力反应,同时兼顾结构的动力反应特征,与SPO曲线和由规范计算得到的结构承载力有更好的可比较性。     

从反应谱求功率谱的精确方法及其应用

本文对由反应谱求功率谱的近似公式的误差进行了讨论,从而说明了精确求解地震动功率谱的必要性,并从构造函数的特征出发,提出了一类符合要求的构造函数族,同时对其参数的取值加以讨论。最后给出了一个算例,展示了从反应谱求功率谱的精确方法与近似方法在数值上的差别,以及对人造地震动的影响。     

汶川地震反应谱研究

20世纪30年代M.A.Biot提出反应谱理论,至20世纪50年代G.W.Housner给出第一条抗震设计反应谱.从此,反应谱方法在世界范围内被广泛接受,这也标志着地震工程学的发展进入了反应谱理论阶段,工程界对反应谱的研究也一直持续到今天.目前,世界上多数国家均采用抗震设计反应谱作为抗震设计中确定地震动输入的主要依据.通常,归一化的抗震设计反应谱其形状由几个特征参数确定,其中最重要的是反应谱平台值和特征周期,反应谱的研究中大量的工作是如何科学地确定这两个特征参数.场地条件是影响反应谱特征参数的重要因素,但我国抗震设计规范只考虑了场地条件对反应谱特征周期的影响而没有考虑场地条件对反应谱平台值的影响,其重要原因之一是缺少有场地条件的强震记录.     

基础隔震结构反应谱拟谱与真谱差异研究

基于反应谱理论的隔震结构简化计算需要寻求并建立适合长周期和大阻尼比情况下的反应谱.文中指出规范反应谱及其拟相对位移反应谱在长周期部分存在的问题,对规范反应谱是否可用于隔震结构简化计算进行了分析,然后通过建立隔震结构反应谱,比较了隔震结构反应谱拟谱与真谱差异,分析了造成这些差异的原因,最后以算例具体分析规范反应谱理论的"由地震作用求地震作用效应"方法在隔震结构中的适用性.     

冰振反应谱问题研究

本文总结了国内外冰荷载的有关研究规定及现状。冰荷载对跨江桥梁及海洋平台的激振干扰,严重影响人们的正常生活和生产,因此,急需搞清定量的冰振依据和制定合理的抗冰设计方法。因为冰荷载与地震荷载均为随机过程,有类似之处,因此,本文从工程实际出发,就国内外海洋工程冰荷载研究存在的不足之处,根据结构抗震理论的思想提出了结构抗冰反应谱的研究方法,为结构抗冰振动分析提供一种简便、实用的分析方法。