时程分析地震动选取方法与反应谱长周期段下降规律研究
发布时间：2021-05-13 12:34
由于地震动在时域和频域的高度随机性,输入不同的地震动会对动力时程分析的结果产生巨大的影响,而目前国内外常用的选波方法在应用上尚存在一些局限性,因此,建立一套系统、完备、可靠且适用于我国规范的地震动选取流程是十分必要的。此外,作为我国结构抗震设计基础的设计反应谱,其长周期段由于人为调高导致反应谱特性失真,因而有必要对现行规范中设计反应谱在长周期段下降形式的合理性进行探讨。本文的主要研究工作包括以下几个方面:（1）通过从世界各地强震台网搜集到的52572条强震记录,建立了格式统一、覆盖面较广、地震类型丰富和地震动数量足够的强震数据库SeismoDatabase。（2）比较了国内外常用的多种地震动选取方法,并对这些方法在应用上的适用性作出定性评价。从结构动力学基本原理出发,推导出弹性阶段能够考虑高阶振型和平动-扭转耦联效应的MBM3D选波方法。设计了7个不同形式和高度的高层结构模型,以结构主方向基底剪力作为评价指标,定量评价了MBM3D方法和现有双频段法、拟合系数法对不同结构形式的适用性,结果表明MBM3D方法选出地震动的合格率和离散性均优于其他方法,对不同类型的结构均有较好的适用性。（3）...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：150 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景和研究意义
1.2 地震动选取方法研究现状
1.2.1 基于场地地震信息的选波方法研究现状
1.2.2 基于设计反应谱的选波方法研究现状
1.2.3 最不利地震动选取方法研究现状
1.3 长周期加速度反应谱研究现状
1.4 本文研究意义和主要工作
第二章 弹性时程分析选波方法
2.1 建立强震数据库SeismoDatabase
2.2 基于设计反应谱的选波方法
2.2.1 双频段法
2.2.2 拟合系数法
2.2.3 考虑高阶振型和平动-扭转耦联的地震动选取方法MBM3D推导
2.3 地震动记录管理和筛选系统SeismoSelection介绍
2.3.1 SeismoSelection开发背景
2.3.2 SeismoSelection模块介绍
2.4 算例验证
2.4.1 模型概况
2.4.2 模型设计
2.4.3 结构振型和周期
2.4.4 各方法选取的地震动
2.4.5 不同选波方法适用性评价
2.5 本章小结
第三章 最不利地震动选取方法
3.1 引言
3.2 弹塑性反应谱参数敏感性分析
3.2.1 反应谱通用计算程序SeismoSpectra开发
3.2.2 地震动记录选择
3.2.3 反应谱与耗能计算
3.2.4 参数选择
3.2.5 参数敏感性分析
3.3 多维地震动强度向量型指标
3.3.1 地震记录分组
3.3.2 计算参数与地震动调幅
3.3.3 地震动向量指标确定
3.4 Skyline综合评估法
3.4.1 Skyline多目标优化方法介绍
3.4.2 基于Skyline综合评估算法的地震动潜在破坏势评价
3.4.3 基于优化Skyline综合评估算法的地震动潜在破坏势评价
3.5 本章小结
第四章 基于OpenSees的高层建筑弹塑性分析平台开发
4.1 OpenSees概述
4.2 OpenSeesBuilding开发框架
4.3 分层壳单元简述
4.4 算例验证
4.4.1 模型基本情况
4.4.2 分析结果对比
4.4.3 不同壳单元划分方案对比
4.5 本章小结
第五章 最不利地震动选取方法评价与算例验证
5.1 地震动选取全流程概述
5.2 框架-剪力墙模型建立
5.2.1 模型概况
5.2.2 材料本构关系
5.2.3 单元模型
5.2.4 数值模型参数设置
5.3 优化Skyline算法选取最不利地震动有效性评价
5.3.1 不同方法选出的最不利地震动
5.3.2 结构响应分析
5.3.3 谱形分析
5.3.4 不同迭代次的最优子集结果比较
5.4 本章小结
第六章 加速度反应谱长周期段下降规律研究
6.1 《抗规》反应谱长周期段存在的不足
6.2 地震记录选取及分组
6.2.1 K-NET强震台网简介
6.2.2 地震记录选取及分类原则
6.3 加速度反应谱长周期特性统计
6.3.1 Fourier幅值谱特征
6.3.2 功率谱密度与反应谱的转换
6.3.3 能量密度分布特征
6.4 反应谱长周期段合理下降形式
6.5 建议反应谱合理性评价
6.5.1 谱形合理性评价
6.5.2 建议反应谱实用性评价
6.6 本章小结
结论与展望
1 主要研究成果及结论
2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
答辩委员会对论文的评定意见
【参考文献】：
期刊论文
[1]加速度反应谱长周期段下降规律研究[J]. 韩小雷,尤涛,季静. 振动与冲击. 2018(09)
[2]采用结构等效周期的强地震动记录选取方法[J]. 宋亚澜,周颖. 结构工程师. 2017(03)
[3]结构时程分析输入地震动准则和输出结果解读[J]. 王亚勇. 建筑结构. 2017(11)
[4]改进的基于模态推覆的时程分析地震动记录调整[J]. 韩建平,贾军国. 土木工程学报. 2016(08)
[5]长周期结构弹塑性时程分析的地震波选取[J]. 韩小雷,谢灿东,季静,肖新瑜,罗煜. 土木工程学报. 2016(06)
[6]强震动记录选取的目标谱确定方法[J]. 李琳,温瑞智,冀昆. 世界地震工程. 2016(01)
[7]设计谱长周期段取值与能量特征研究[J]. 王德才,倪四道,叶献国. 工程力学. 2016(01)
[8]基于KiK-net台站的中美场地类别对比分析[J]. 刘培玄,刘红帅,赵纪生,刘艳琼. 地震工程与工程振动. 2015(06)
[9]远场长周期地震动反应谱拐点特征周期研究[J]. 周靖,方小丹,江毅. 建筑结构学报. 2015(06)
[10]长周期地震动的特性分析及界定方法研究[J]. 李雪红,王文科,吴迪,徐秀丽,李枝军,李晔暄. 振动工程学报. 2014(05)
硕士论文
[1]长周期超高层建筑结构最不利地震动选取方法研究[D]. 王佳鹏.华南理工大学 2016
[2]基于构件性能的钢筋混凝土框架—核心筒结构抗震性能研究[D]. 罗煜.华南理工大学 2015
[3]多种滞回模型下单自由度体系的弹塑性反应谱分析[D]. 叶赟.浙江大学 2013
本文编号：3184026
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：150 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景和研究意义
1.2 地震动选取方法研究现状
1.2.1 基于场地地震信息的选波方法研究现状
1.2.2 基于设计反应谱的选波方法研究现状
1.2.3 最不利地震动选取方法研究现状
1.3 长周期加速度反应谱研究现状
1.4 本文研究意义和主要工作
第二章 弹性时程分析选波方法
2.1 建立强震数据库SeismoDatabase
2.2 基于设计反应谱的选波方法
2.2.1 双频段法
2.2.2 拟合系数法
2.2.3 考虑高阶振型和平动-扭转耦联的地震动选取方法MBM3D推导
2.3 地震动记录管理和筛选系统SeismoSelection介绍
2.3.1 SeismoSelection开发背景
2.3.2 SeismoSelection模块介绍
2.4 算例验证
2.4.1 模型概况
2.4.2 模型设计
2.4.3 结构振型和周期
2.4.4 各方法选取的地震动
2.4.5 不同选波方法适用性评价
2.5 本章小结
第三章 最不利地震动选取方法
3.1 引言
3.2 弹塑性反应谱参数敏感性分析
3.2.1 反应谱通用计算程序SeismoSpectra开发
3.2.2 地震动记录选择
3.2.3 反应谱与耗能计算
3.2.4 参数选择
3.2.5 参数敏感性分析
3.3 多维地震动强度向量型指标
3.3.1 地震记录分组
3.3.2 计算参数与地震动调幅
3.3.3 地震动向量指标确定
3.4 Skyline综合评估法
3.4.1 Skyline多目标优化方法介绍
3.4.2 基于Skyline综合评估算法的地震动潜在破坏势评价
3.4.3 基于优化Skyline综合评估算法的地震动潜在破坏势评价
3.5 本章小结
第四章 基于OpenSees的高层建筑弹塑性分析平台开发
4.1 OpenSees概述
4.2 OpenSeesBuilding开发框架
4.3 分层壳单元简述
4.4 算例验证
4.4.1 模型基本情况
4.4.2 分析结果对比
4.4.3 不同壳单元划分方案对比
4.5 本章小结
第五章 最不利地震动选取方法评价与算例验证
5.1 地震动选取全流程概述
5.2 框架-剪力墙模型建立
5.2.1 模型概况
5.2.2 材料本构关系
5.2.3 单元模型
5.2.4 数值模型参数设置
5.3 优化Skyline算法选取最不利地震动有效性评价
5.3.1 不同方法选出的最不利地震动
5.3.2 结构响应分析
5.3.3 谱形分析
5.3.4 不同迭代次的最优子集结果比较
5.4 本章小结
第六章 加速度反应谱长周期段下降规律研究
6.1 《抗规》反应谱长周期段存在的不足
6.2 地震记录选取及分组
6.2.1 K-NET强震台网简介
6.2.2 地震记录选取及分类原则
6.3 加速度反应谱长周期特性统计
6.3.1 Fourier幅值谱特征
6.3.2 功率谱密度与反应谱的转换
6.3.3 能量密度分布特征
6.4 反应谱长周期段合理下降形式
6.5 建议反应谱合理性评价
6.5.1 谱形合理性评价
6.5.2 建议反应谱实用性评价
6.6 本章小结
结论与展望
1 主要研究成果及结论
2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
答辩委员会对论文的评定意见
【参考文献】：
期刊论文
[1]加速度反应谱长周期段下降规律研究[J]. 韩小雷,尤涛,季静. 振动与冲击. 2018(09)
[2]采用结构等效周期的强地震动记录选取方法[J]. 宋亚澜,周颖. 结构工程师. 2017(03)
[3]结构时程分析输入地震动准则和输出结果解读[J]. 王亚勇. 建筑结构. 2017(11)
[4]改进的基于模态推覆的时程分析地震动记录调整[J]. 韩建平,贾军国. 土木工程学报. 2016(08)
[5]长周期结构弹塑性时程分析的地震波选取[J]. 韩小雷,谢灿东,季静,肖新瑜,罗煜. 土木工程学报. 2016(06)
[6]强震动记录选取的目标谱确定方法[J]. 李琳,温瑞智,冀昆. 世界地震工程. 2016(01)
[7]设计谱长周期段取值与能量特征研究[J]. 王德才,倪四道,叶献国. 工程力学. 2016(01)
[8]基于KiK-net台站的中美场地类别对比分析[J]. 刘培玄,刘红帅,赵纪生,刘艳琼. 地震工程与工程振动. 2015(06)
[9]远场长周期地震动反应谱拐点特征周期研究[J]. 周靖,方小丹,江毅. 建筑结构学报. 2015(06)
[10]长周期地震动的特性分析及界定方法研究[J]. 李雪红,王文科,吴迪,徐秀丽,李枝军,李晔暄. 振动工程学报. 2014(05)
硕士论文
[1]长周期超高层建筑结构最不利地震动选取方法研究[D]. 王佳鹏.华南理工大学 2016
[2]基于构件性能的钢筋混凝土框架—核心筒结构抗震性能研究[D]. 罗煜.华南理工大学 2015
[3]多种滞回模型下单自由度体系的弹塑性反应谱分析[D]. 叶赟.浙江大学 2013
本文编号：3184026
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