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调整地震动以拟合目标反应谱及相关峰值小波分析及时域合成法

作　者: 盛涛
导　师: 谢异同
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 现代结构理论
关键词: 目标反应谱峰值加速度峰值速度小波变换小波函数地震动调整非平稳性相位差谱
分类号: P315.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 75次
引　用: 1次
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内容摘要

工程上对于满足一定条件的特定结构需要采用弹性及弹塑性时程分析法以检验底部剪力法或振型分解反应谱法计算结果的合理性,而特定场地条件下的真实地震动记录却相当有限,且由于对特定地区作地震危险性分析的过程较为复杂,不适合于一般工程,因此实际工程中只是选取有限的真实地震动记录作为设计用地震动输入,由此计算的结果具有较大的离散性和不确定性。本文首先对比分析了地震动调整的时频小波分析法和时域叠加小波函数法的优缺点,提出一种既能保留地震动强非平稳特性,且对相位差谱改动最少,并能同时拟合多阻尼比目标反应谱的地震动调整方法；然后总结了国内外关于速度评价法的研究进展,通过傅立叶正反变换证明地震动中的低频成分是影响其峰值速度衰减规律的主要因素,并对上述方法作出改进,提出了一种能够同时拟合峰值加速度(PGA)、峰值速度(PGV)和目标反应谱的地震动调整方法。本文所做的主要工作如下：(1)分析了当前较为常用的拟合设计反应谱和峰值加速度的两类方法的优缺点,从非平稳特性、相位差谱及拟合精度等方面作了对比。(2)对地震动的强度指标一一阿里亚斯强度(IA)与加速度反应谱的定量关系作了推导,将IA值与叠加的平稳信号的含量建立了一种定量的关系。(3)提出了一种能够综合应用时域叠加小波函数法和时频小波分析调整法之优点的地震动调整方法,对该方法的实用意义和工程价值进行了探讨,并通过算例验证了这种方法的有效性。(4)归纳了当前国内外地震工程和结构工程界中有关速度评价法在结构抗震设计中重要性的研究成果,提出了一种能同时拟合峰值加速度(PGA)、峰值速度(PGV)和目标反应谱的地震动调整方法,最后通过算例验证了该方法的精度及有效性。研究结果表明,本文提出的先对地震动的频谱组成及幅值进行时频小波分析调整,再叠加小波函数以提高其拟合精度和扩展其应用范围的地震动调整方法是行之有效的。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-15
  1.1 研究的目的及意义  9-10
  1.2 国内外的研究现状及前景  10-14
    1.2.1 地震动加速度时程的模拟及调整方法的研究进展  11-12
    1.2.2 地震动速度峰值及速度时程重要性的研究进展  12-14
  1.3 本文研究的主要内容  14-15
第二章小波分析的理论框架及基函数的选取  15-27
  2.1 小波分析的发展及应用现状  15-17
    2.1.1 小波分析产生的背景  15-16
    2.1.2 小波分析的发展  16-17
    2.1.3 小波分析在地震工程中的应用现状  17
  2.2 小波理论框架  17-22
    2.2.1 小波变换  17-19
    2.2.2 多分辨分析  19-22
  2.3 小波基函数的性质及选取原则  22-23
  2.4 基数B—样条小波及其分解与重构算法  23-27
    2.4.1 基数B—样条函数及其性质  23-24
    2.4.2 基数B—样条小波函数的构造  24-25
    2.4.3 基数B—样条小波函数的分解与重构算法  25-27
第三章拟合目标反应谱及峰值加速度的地震动调整方法  27-58
  3.1 地震动调整的基本思想及存在的问题  27-34
    3.1.1 地震动调整的背景  27-28
    3.1.2 地震动调整效果的衡量指标  28-30
    3.1.3 地震动调整的两类方法及存在的问题  30-34
  3.2 时频小波分析方法调整地震动原理  34-37
    3.2.1 小波方法模拟真实地震动  35
    3.2.2 任意时段上的频率成分的调整  35-36
    3.2.3 任意时段上的振幅调整  36-37
  3.3 时域叠加小波函数法调整地震动原理  37-39
  3.4 拟合目标反应谱及峰值加速度的地震动调整方法  39-41
  3.5 实例及分析  41-58
第四章拟合D-V-A联合谱及峰值速度的地震动调整方法  58-73
  4.1 地震动速度评价法和D-V-A联合谱的研究现状  58-60
  4.2 设计用输入地震波的选取和"日建波"的制作  60-61
  4.3 地震动的频谱组成对峰值速度的影响  61-64
  4.4 拟合D-V-A联合谱及峰值速度的地震动调整方法  64-67
  4.5 实例和分析  67-73
第五章结论及展望  73-75
  5.1 结论  73-74
  5.2 有待进一步解决的问题  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-80
读研期间发表的论文  80

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