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结构动力时程分析地震波输入研究

作　者: 王丽娟
导　师: 于江
学　校: 新疆大学
专　业: 结构工程
关键词: 两频率段选波弹性时程分析弹塑性时程分析傅立叶振幅谱
分类号: TU311.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

在结构动力时程分析时，地震波的输入是影响结构响应的一个首先要考虑的因素也是一个至关重要的因素。但是现在工程界在时程分析地震波输入时，无论什么样的建筑结构、什么场地类别，工程师都选用ELcentro波、Taft波、兰州波等经典波，导致计算结果千差万变，有时会有几倍甚至几十倍的差别。目前为止，我国学者对于时程分析地震波输入研究已经做了大量的研究，规范对于弹性时程分析也有了系统的方法指导与限制要求。基于两频段选波方法已经得到了学术界的认可，但只限于弹性阶段，对于弹塑性阶段，两频率段选波方法并没有得到验证。本文基于两频率段选波方法对51条天然地震波与设计反应谱进行拟合，筛选出与设计反应谱拟合较好的6条实际地震波。应用ETABS有限元分析软件，对建筑结构进行弹性分析，对比时程分析与振型分解反应谱法的计算结果。两种计算方法得出的底部剪力、层间剪力及层间位移角单条波离差不超过35%，平均值不超过10%。验证了在弹性时程分析时，两频率段选出的天然波较为合理。而且，与设计反应谱拟合的越好，与振型分解反应谱法得出的弹性结果的离差越小。应用SAP2000软件，对建筑结构进行弹塑性时程分析，输入不同的天然地震波得出的计算结果相差很大，尤其是进入塑性区的构件。对6条天然地震波的傅立叶振幅谱进行对比分析，得出产生这种现象的原因。故本文提出在结构弹塑性分析时，在两频率段选波的基础上，应考虑傅立叶振幅谱不同产生的影响。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-16
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 弹塑性时程分析的常见问题  11-12
  1.3 研究目的及意义  12-13
  1.4 地震波国内外研究现状  13-15
  1.5 本文的主要研究内容  15-16
第二章地震波特性与反应谱理论  16-27
  2.1 引言  16
  2.2 地震波基本三要素  16-23
    2.2.1 幅值  16-19
    2.2.2 持续时间  19-21
    2.2.3 频谱特性  21-23
  2.3 反应谱理论  23-26
    2.3.1 质点系的地震波反应  23-24
    2.3.2 反应谱理论的基本假定及其局限性  24-25
    2.3.3 设计加速度反应谱  25-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章天然地震波的筛选  27-39
  3.1 引言  27
  3.2 实际地震波记录的选取  27-38
    3.2.1 地震波的初步筛选  27-30
    3.2.2 两频率段选波方法  30-31
    3.2.3 两频率段选波方案筛波  31-38
  3.3 本章小结  38-39
第四章建筑结构的弹性时程分析  39-45
  4.1 引言  39
  4.2 建筑结构的弹性时程分析  39-44
    4.2.1 算例设计  39-40
    4.2.2 弹性结果对比分析  40-41
    4.2.3 弹性结果分析结论  41-44
  4.3 本章小结  44-45
第五章建筑结构的弹塑性时程分析  45-59
  5.1 引言  45
  5.2 SAP2000 非线性设计参数  45-48
    5.2.1 材料的本构关系  45-46
    5.2.2 塑形铰的定义  46-47
    5.2.3 计算模型的选取  47-48
  5.3 弹塑性结果分析  48-52
    5.3.1 弹塑性结果  48-52
    5.3.2 地震反应谱的比较  52
  5.4 傅立叶振幅谱  52-58
    5.4.1 傅立叶变换原理  53-54
    5.4.2 快速傅立叶变换  54-55
    5.4.3 傅立叶振幅谱  55-56
    5.4.4 基于傅立叶振幅谱分析弹塑性结果  56-58
  5.5 本章小结  58-59
第六章结论与展望  59-61
  6.1 主要结论  59-60
  6.2 展望  60-61
参考文献  61-64
致谢  64-65
硕士期间发表的论文  65

结构动力时程分析地震波输入研究

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