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Ⅱ类场地地震动反应谱研究

作　者: 陈学中
导　师: 刘文锋
学　校: 青岛理工大学
专　业: 结构工程
关键词: II类场地反应谱概率分布能量谱性态谱基于性能抗震设计性能目标
分类号: P315.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 58次
引　用: 2次
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内容摘要

反应谱理论是结构抗震设计的基础,系统地研究近期地震动反应谱的特征具有十分重要的意义。本文以Ⅱ类场地上205条数字化地震记录为基础,研究了地震动加速度、速度、位移反应谱、相对总输入能量谱、阻尼耗能谱、滞回耗能谱、动能谱、弹性应变能谱及六种性能水平下的性态谱的特性。本文的主要工作如下:(1)求解出Ⅱ类场地上的均值加速度、速度和位移反应谱,并对其变异系数和方差进行分析,通过统计概率密度曲线和校验置信度为0.05的K-S检验,得出了弹塑性加速度谱、速度谱和位移谱符合较好的概率密度函数,最后对三种反应谱进行了拟合。(2)利用得出的对数正态分布的概率分布模型,计算规范反应谱的概率保证,发现规范反应谱在局部区段过低,局部区段过高,提出了一种方案,在加速度、速度和位移控制段分不同概率对其进行调整,并依照规范谱的形式拟合调整后的谱曲线,获得具有较好概率保证的、能体现不同周期离散度不同的反应谱曲线。(3)求解出Ⅱ类场地上的相对总输入能量谱、阻尼耗能谱及与总输入能的比值谱、滞回耗能谱及与总输入能的比值谱、动能谱及与总输入能的比值谱、弹性应变能谱及与总输入能的比值谱,并对上述能量谱的变异系数进行了分析。(4)确定了单自由度结构的加速度、速度和位移性能目标,按照加速度、速度和位移控制段调整地震波的大小,得出不同特征周期不同性能水平的性态谱,并与规范反应谱、均值反应谱进行对比分析,最后针对加速度段的性态谱谱值过大的问题,重新标定了加速度性能目标,降低了性态谱的谱值。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-11
第1章绪论  11-20
  1.1 引言  11
  1.2 结构抗震设计思想的发展  11-13
  1.3 地震动反应谱基本理论  13-18
    1.3.1 地震动反应谱的概念  13
    1.3.2 地震动的特性  13-15
    1.3.3 反应谱理论在抗震设计中的应用  15-17
    1.3.4 地震动反应谱理论  17-18
  1.4 本文研究的主要内容  18-20
第2章地震波的选择及处理  20-31
  2.1 地震数据来源  20
  2.2 特征周期的确定  20-23
    2.2.1 特征周期的定义  21
    2.2.2 特征周期计算方法  21-23
  2.3 地震波的归类  23-26
  2.4 数值积分方法  26-30
    2.4.1 Newmark-β法  27-28
    2.4.2 Wilson-θ法  28-30
  2.5 本章小结  30-31
第3章地震动反应谱的研究  31-51
  3.1 地震反应谱的发展及其研究现状  31-32
  3.2 结构模型及参数取值  32
  3.3 弹塑性均值反应谱  32-37
    3.3.1 弹塑性加速度反应谱  32-35
    3.3.2 弹塑性速度反应谱  35-36
    3.3.3 弹塑性位移反应谱  36-37
  3.4 弹塑性反应谱的统计模型  37-42
    3.4.1 弹塑性加速度反应谱概率模型  37-40
    3.4.2 弹塑性速度反应谱的K-S检验  40-41
    3.4.3 弹塑位移反应谱的K-S检验  41-42
  3.5 弹塑性反应谱的拟合  42-47
    3.5.1 弹塑加速度反应谱的拟合  42-44
    3.5.2 弹塑速度反应谱的拟合  44-46
    3.5.3 弹塑位移反应谱的拟合  46-47
  3.6 规范反应谱的调整  47-49
  3.7 本章小结  49-51
第4章弹塑性能量谱的研究  51-70
  4.1 能量反应的发展  51
  4.2 能量反应的两种定义  51-54
  4.3 地震总输入能量反应谱  54-57
    4.3.1 阻尼比对总输入能量反应谱的影响  54-55
    4.3.2 延性系数对总输入能量反应谱的影响  55-57
  4.4 阻尼耗能谱及其与总输入能的比值谱  57-61
    4.4.1 阻尼比对阻尼耗能谱的影响  57-58
    4.4.2 阻尼比对阻尼耗能与总输入能比值谱的影响  58-59
    4.4.3 延性系数对阻尼耗能谱的影响  59-60
    4.4.4 延性系数对阻尼耗能与总输入能比值谱的影响  60-61
  4.5 滞回耗能谱及其与总输入能的比值谱  61-63
    4.5.1 延性系数对滞回耗能谱的影响  61-62
    4.5.2 延性系数对滞回耗能与总输入能比值谱的影响  62-63
  4.6 动能谱及其与总输入能的比值谱  63-67
    4.6.1 阻尼比对动能谱及其与总输入能比值谱的影响  63-65
    4.6.2 延性系数对动能谱及其与总输入能比值谱的影响  65-67
  4.7 弹性应变能谱及其与总输入能的比值谱  67-69
    4.7.1 阻尼比对弹性应变能谱的影响  67-68
    4.7.2 阻尼比对弹性应变能与总输入能的比值谱的影响  68-69
  4.8 本章小结  69-70
第5章弹性和弹塑性性态谱  70-83
  5.1 性能目标的拟定  70-75
    5.1.1 位移性能目标的拟定  70-72
    5.1.2 速度性能目标的拟定  72-74
    5.1.3 加速度性能目标的拟定  74-75
  5.2 弹性和弹塑性性能目标的实现  75-77
    5.2.1 实现思路  75-76
    5.2.2 恢复力模型的选取  76
    5.2.3 程序流程图  76-77
  5.3 弹性和弹塑性性能反应谱结果分析  77-80
    5.3.1 平均性态反应谱  77-79
    5.3.2 均值性态谱与均值反应谱、规范反应谱的对比  79-80
  5.4 性态谱加速度控制段的探讨  80-82
  5.5 本章小结  82-83
第6章结论及展望  83-85
参考文献  85-90
攻读硕士期间发表的学术论文  90-91
致谢  91

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