结构反应分析输入地震记录的截取方法

发布时间：2020-08-31 16:26

　　从人员伤亡和经济损失层面来看,地震灾害已然成为了自然灾害中的群灾之首。为更好地抵御地震对人类社会的危害,国内外学者及工程师一直致力于研究地震动特性和结构抗震设计方法,以期提高结构抗震安全度。随着基于性态的抗震设计理论的普遍应用,时程分析成为了结构地震响应分析和结构性态评估的主流方法之一。以时程分析为基础的IDA方法也被国内外学者广泛地应用于结构抗震性能评估的研究之中。但使用IDA方法时需要对结构进行大量的时程分析,计算效率低,对当今社会日益复杂化的建筑结构难以实现。此外,大部分地震记录持时较长,一条地震记录中强烈的地面运动段仅占一部分,截断地震记录仅用强震段进行结构响应分析在计算效率上是有利的。因此,本文主要针对于IDA方法的基础——时程分析进行优化,在保证结构最大位移或层间位移角不变的情况下,以截取地震记录的方式减少时程分析的计算量,提出了一种基于截断前后结构最大位移响应不发生变化的方法用于地震记录截断并验证了方法的准确性和合理性,为时程分析的优化提供了一种新的思路,主要研究内容如下所述:(1)基于单自由度体系,分别考虑了结构非线性动力分析中结构周期的变化情况,提出了4种地震记录截取方法,使得地震记录截断前后结构最大位移不发生改变。通过对比4种方法的截断效率,判断了4种方法截断地震记录的保守程度。(2)总结了43种表征地震动特性的常用参数,分别计算出使用不同方法对地震记录进行截取前后地震动参数的变化情况,阐明了4种方法的可行性,分析了不同方法截断地震记录后,可以用于计算的地震动参数。(3)选取了两个高度分别为4层和16层的典型钢筋混凝土框架结构用于地震记录截断方法的验算,对比使用不同方法截断地震记录前后结构最大层间位移角的变化情况,验证了方法的准确性并分析了产生误差的原因及影响因素,最终采用框架结构等效单自由度体系0.2~1.5倍基本周期段结构最大位移出现时刻为截断时间的地震记录截断方法。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU352.11
【部分图文】：

滞回模型,双线性,双结构

自由度体系建模，模型构建如图 2-3 所其中零长度单元采用如图 2-4 所示的双结构周期从 0.1s 开始，以 0.1s 为步长计数 R 分别取值 R=1、2、3、4、5、6，当构进入弹塑性状态，计算结构从弹性到条地震记录直接输入到单自由度结构进按场地类别分类C D E(360m/s,760m/s](180m/s,360m/s](180m/s,360m/s]509 766 33

示意图,示意图,大增量,能量功率

20[ ( )]EtSED v t dt 表示地震动的速度时程，而 tE表征地震动持时。]考虑到滞回耗能参数固有的缺陷，提出了地震动输入的潜在破坏势，其定义为：.. ..ginput t x t gE m x d x v dt [45]提出了地震动的能量功率参数，其计算公式如下：0.95 0.050.90.9I IPT 要性持时也可表示为 td，其计算公式为 T0.9=T0.95-T0.0和 Bertero 发现，高频脉冲由于能量较小，结构位移反冲只要持时足够长，那么即使一般大小的峰值也可形，因此他们提出采用最大增量速度 MIV(即加速度大增量位移 MID(即速度脉冲积分面积最大值)来表示增量速度与质量的乘积就可以代表地震力的冲量。

周期比,等强度,非弹性,地震记录

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文方法下 4 层和 16 层框架结构最大层间位移角平不同方法平均相对误差（%）方法一方法二方法三 1.58 0.28 1.34 4.24 0.14 2.62 用方法二截断地震记录后结构最大层间位二是四种方法中的最优方法。在实际工程角相对误差为可忽略的误差。因此，将结下的地震记录看作合格记录，计算获得使用结构和 16 层框架结构仅有 0.0093%和 0.0方法二可以作为地震记录截取方法。

【参考文献】