基于随机振动时域显式法的抗震与隔震结构地震响应计算方法研究
发布时间：2022-01-20 17:27
地震灾害具有本质的不确定性,目前我国现行的《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）所推荐的分析方法尚无法完全反映地震动随机性对抗震结构和隔震结构地震响应的影响。广泛使用的振型分解反应谱法需要采用地震动白噪声假定和振型响应峰值因子一致性假定,对于大规模复杂结构的抗震计算存在较大偏差。在隔震结构地震响应计算方面,规范建议的水平向减震系数法需要借助非隔震结构反应谱法计算结果,致使地震响应结果与非线性随机振动结果之间存在较大差异。采用真正意义的随机振动方法计算抗震结构和隔震结构地震响应的需求越来越迫切。本文基于近年发展起来的一类高效准确的随机振动时域显式方法,针对现行抗震规范地震响应计算方法存在的突出问题,系统提出了抗震结构和隔震结构地震作用效应计算的随机振动方法,弥补了现行抗震规范在地震作用计算方面的不足。本文研究的主要工作包括:（1）从物理演化和概率演化机制处置方式的角度系统阐述了各类随机振动方法,对随机振动方法的发展进行了综述。阐述了现行抗震规范推荐的抗震结构地震响应计算的振型分解反应谱法,以及隔震结构地震作用效应计算的水平向减震系数法,深入剖析了这些方法在抗震结构和隔震结构地...
【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】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
非线性隔震支座的双线性恢复力模型
华南理工大学博士学位论文性抗震结构分析的效率。因此，将非线性隔震结构在确定性分析的角度等效为结构的方法在近几十年得到了科研人员的广泛关注。这类等效方法的基本思想用双线性无刚度退化滞迟模型近似模拟隔震层或隔震支座的恢复力；通过引入刚度和等效阻尼比，将非线性隔震结构等效为线性隔震结构，如图 1-3 所示；线性系统的地震响应计算方法进行分析。由此可见，等效线性刚度和等效阻尼是这种方法适用性的关键问题，它们通常表达为屈服后刚度比 与最大位移延 的函数。根据等效刚度的确定原则不同，等效参数的计算方法主要包括割线刚割线刚度法[1.126]。
图 1-4 隔震支座计算模型（大震作用）Fig. 1-4Analysis model forisolators (Severe seismic excitation)图 1-5 隔震支座计算流程（非线性时程分析法）Fig. 1-5Analysis procedure for isolators(Nonlinear time-history analysis)1.4.3.2 上部结构计算对于上部结构的计算，我国抗震设计规范采用两种不同边界条件的计算模型，如图1-6 所示。其中，结构①采用真实的非线性恢复力模型模拟隔震支座，结构②则直接取消非线性隔震支座，将上部结构的嵌固端设置在隔震支座上节点。两个模型的上部结构变形均假定在线性范围内。显而易见，两个模型在相同的地震输入下，其响应特性将存在本质的差异，边界附近构件的响应差异尤为明显。
【参考文献】：
期刊论文
[1]车桥耦合系统随机振动的时域显式解法[J]. 苏成,钟春意,周立成. 应用数学和力学. 2017(01)
[2]隔震结构的快速非线性弹塑性分析方法[J]. 黄志坚,劳晓杰,苏成,胡鸣. 深圳土木&建筑. 2015 (04)
[3]非平稳随机响应灵敏度分析的时域显式法[J]. 陈太聪,苏成,胡智强,马海涛. 振动工程学报. 2015(04)
[4]隔震结构振型分解反应谱计算方法研究[J]. 薛彦涛,巫振弘. 建筑结构学报. 2015(04)
[5]大规模非线性系统随机振动显式迭代Monte Carlo模拟法[J]. 苏成,黄欢,徐瑞,李雪平. 振动工程学报. 2014(02)
[6]非平稳随机激励下结构动力可靠度时域显式子集模拟法[J]. 徐瑞,张加兴,苏成. 工程力学. 2013(07)
[7]基于新型简易隔震支座的村镇建筑隔震性能研究[J]. 谭平,徐凯,王斌,周福霖. 土木工程学报. 2013(05)
[8]高阻尼隔震橡胶支座的相关性试验研究及其参数取值分析[J]. 沈朝勇,周福霖,崔杰,黄襄云,庄学真,马玉宏. 地震工程与工程振动. 2012(06)
[9]基础隔震结构等效线性化方法研究[J]. 马晓辉,朱玉华,刘富君. 工程抗震与加固改造. 2012(03)
[10]昆明新国际机场航站楼基础隔震设计及抗震性能分析[J]. 王曙光,陆伟东,刘伟庆,孙臻. 振动与冲击. 2011(11)
博士论文
[1]大型复杂结构非平稳随机振动分析方法研究[D]. 徐瑞.华南理工大学 2010
[2]结构工程自适应控制的参数分析新方法研究及其在大跨度斜拉桥施工中的应用[D]. 陈太聪.华南理工大学 2003
本文编号：3599231
【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】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
非线性隔震支座的双线性恢复力模型
华南理工大学博士学位论文性抗震结构分析的效率。因此，将非线性隔震结构在确定性分析的角度等效为结构的方法在近几十年得到了科研人员的广泛关注。这类等效方法的基本思想用双线性无刚度退化滞迟模型近似模拟隔震层或隔震支座的恢复力；通过引入刚度和等效阻尼比，将非线性隔震结构等效为线性隔震结构，如图 1-3 所示；线性系统的地震响应计算方法进行分析。由此可见，等效线性刚度和等效阻尼是这种方法适用性的关键问题，它们通常表达为屈服后刚度比 与最大位移延 的函数。根据等效刚度的确定原则不同，等效参数的计算方法主要包括割线刚割线刚度法[1.126]。
图 1-4 隔震支座计算模型（大震作用）Fig. 1-4Analysis model forisolators (Severe seismic excitation)图 1-5 隔震支座计算流程（非线性时程分析法）Fig. 1-5Analysis procedure for isolators(Nonlinear time-history analysis)1.4.3.2 上部结构计算对于上部结构的计算，我国抗震设计规范采用两种不同边界条件的计算模型，如图1-6 所示。其中，结构①采用真实的非线性恢复力模型模拟隔震支座，结构②则直接取消非线性隔震支座，将上部结构的嵌固端设置在隔震支座上节点。两个模型的上部结构变形均假定在线性范围内。显而易见，两个模型在相同的地震输入下，其响应特性将存在本质的差异，边界附近构件的响应差异尤为明显。
【参考文献】：
期刊论文
[1]车桥耦合系统随机振动的时域显式解法[J]. 苏成,钟春意,周立成. 应用数学和力学. 2017(01)
[2]隔震结构的快速非线性弹塑性分析方法[J]. 黄志坚,劳晓杰,苏成,胡鸣. 深圳土木&建筑. 2015 (04)
[3]非平稳随机响应灵敏度分析的时域显式法[J]. 陈太聪,苏成,胡智强,马海涛. 振动工程学报. 2015(04)
[4]隔震结构振型分解反应谱计算方法研究[J]. 薛彦涛,巫振弘. 建筑结构学报. 2015(04)
[5]大规模非线性系统随机振动显式迭代Monte Carlo模拟法[J]. 苏成,黄欢,徐瑞,李雪平. 振动工程学报. 2014(02)
[6]非平稳随机激励下结构动力可靠度时域显式子集模拟法[J]. 徐瑞,张加兴,苏成. 工程力学. 2013(07)
[7]基于新型简易隔震支座的村镇建筑隔震性能研究[J]. 谭平,徐凯,王斌,周福霖. 土木工程学报. 2013(05)
[8]高阻尼隔震橡胶支座的相关性试验研究及其参数取值分析[J]. 沈朝勇,周福霖,崔杰,黄襄云,庄学真,马玉宏. 地震工程与工程振动. 2012(06)
[9]基础隔震结构等效线性化方法研究[J]. 马晓辉,朱玉华,刘富君. 工程抗震与加固改造. 2012(03)
[10]昆明新国际机场航站楼基础隔震设计及抗震性能分析[J]. 王曙光,陆伟东,刘伟庆,孙臻. 振动与冲击. 2011(11)
博士论文
[1]大型复杂结构非平稳随机振动分析方法研究[D]. 徐瑞.华南理工大学 2010
[2]结构工程自适应控制的参数分析新方法研究及其在大跨度斜拉桥施工中的应用[D]. 陈太聪.华南理工大学 2003
本文编号：3599231
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