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地震动强度指标与砖石古塔响应的相关性研究

作　者: 陈伟
导　师: 凌代俭
学　校: 扬州大学
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 地震动参数地震动强度指标砖石古塔汶川地震时程分析
分类号: TU36
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 18次
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内容摘要

强震地面运动十分复杂。对工程抗震而言,地震对结构破坏能力的大小主要与地震动幅值、频谱和持时这三个因素有关。但是,如何寻求一个能综合反映地震动强度大小的指标用于结构抗震分析,一直是结构工程抗震研究面临的难题。目前结构抗震分析中运用较为普遍的地震动强度指标主要是地面峰值加速度(PGA),但近年来的大量分析研究和震害经验表明,PGA指标并不完善。砖石古塔是我国古代高层建筑的杰出代表与宝贵遗产,汶川地震中大量砖石古塔有不同程度的震损,为研究适合评价该类结构震损的地震动强度指标,本文总结归纳了常用的各种地震动强度指标,并基于SDOF、MDOF系统及有限元实体模型的代表性地震响应指标,研究不同地震动强度指标与结构地震响应指标之间的相关性,分析了不同地震动强度指标的适用性,为砖石古塔的抗震分析合理选用地震动强度指标提供参考。全文完成了以下几项研究工作：(1)对常用的地震动强度指标进行了总结分类,利用汶川地震中的17组地震动数据、地形影响台阵数据和10组国外某些的强地震动数据分析单向反应谱与双向反应谱峰值的区别。(2)利用时程分析方法计算基于砖石古塔结构的SDOF、MDOF分析模型分别在汶川地震34条地震波下的最大响应,分析统计各地震动强度指标与其响应的相关性,给出砖石古塔强度指标的选用建议。(3)为进一步验证基于以上SDOF、MDOF系统得出的强度指标选用是否合理,计算基于砖石古塔结构的有限元实体模型分别在汶川地震34条地震波下的最大响应(基底剪力、层间位移角和顶点位移),分析统计各地震动强度指标与其响应的相关性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 引言  8-9
  1.2 文献综述  9-13
    1.2.1 地震动特性研究现状  9-10
    1.2.2 地震动强度指标与结构响应相关性研究现状  10-11
    1.2.3 砖石古塔建模研究现状  11-13
  1.3 课题研究内容及方法  13-15
    1.3.1 研究内容  13
    1.3.2 研究方法  13-15
2 常用地震动参数的研究  15-35
  2.1 地震动参数概述  15-16
    2.1.1 振幅  15
    2.1.2 频谱  15-16
    2.1.3 持时  16
    2.1.4 其它地震动特性  16
  2.2 常用地震动强度指标  16-19
    2.2.1 地震动峰值  16
    2.2.2 Arias强度  16-17
    2.2.3 累积绝对速度指标  17
    2.2.4 均方根加速度  17
    2.2.5 速度谱强度  17-18
    2.2.6 加速度谱强度  18
    2.2.7 特征强度  18-19
  2.3 地震动记录的选择和处理  19-22
    2.3.1 地震动记录的选择  19-21
    2.3.2 地震动记录的处理  21-22
  2.4 反应谱理论  22-28
    2.4.1 线性反应谱  22-26
    2.4.2 非线性反应谱  26-28
  2.5 单向反应谱与水平双向反应谱的对比研究  28-34
  2.6 本章小结  34-35
3 地震动强度指标与SDOF系统反应的相关性分析  35-49
  3.1 SDOF体系时程分析  35-38
  3.2 皮尔逊积矩相关性系数  38
  3.3 SDOF体系时程分析最大响应与地震动指标的相关性分析  38-47
  3.4 本章小结  47-49
4 地震动强度指标与MDOF体系反应的相关性分析  49-59
  4.1 砖石古塔杆系模型的建立  49-50
  4.2 地震动强度指标与五层砖石古塔杆系模型响应相关性系数  50-52
  4.3 地震动强度指标与砖石古塔杆系模型响应相关性系数分布  52-58
  4.4 本章小结  58-59
5 地震动强度指标与有限元实体模型响应的相关性分析  59-68
  5.1 砖石古塔实体模型的建立  59-64
  5.2 地震动强度指标与砖石古塔实体结构响应的相关性分析  64-66
  5.3 本章小结  66-68
6 结论与展望  68-69
  6.1 主要研究成果与结论  68
  6.2 需要进一步研究的问题  68-69
参考文献  69-72
附录加速度反应谱MATLAB程序清单  72-75
  1、Duhamel积分法  72-73
  2、线性加速度法  73-75
致谢  75-76
攻读学位期间发表的论文  76-77

地震动强度指标与砖石古塔响应的相关性研究

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