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Ⅲ类场地地震动反应谱研究

作　者: 张辛
导　师: 刘文锋
学　校: 青岛理工大学
专　业: 结构工程
关键词: Ⅲ类场地弹塑性反应谱统计分析能量谱性态谱回归分析
分类号: P315.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 41次
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内容摘要

基于性能的抗震设计作为地震工程发展的一种趋势,反应谱是研究性能抗震设计的基础性工作,深入研究基于性能的加速度、速度和位移反应谱、能量反应谱以及基于不同性能目标的性态反应谱具有重要意义。本文选择Ⅲ类场地的反应谱作为研究对象,在大样本地震输入的基础上系统研究Ⅲ类场地反应谱的规律,本文取得了如下研究成果:(1)首先介绍了地震动反应谱的基本理论,从反应谱理论的发展及其影响因素。详细介绍了本文所用的地震数据的来源、数据的整理过程及所用的方法、数据的分布和分组情况。(2)利用342条最新的强震记录进行单自由度体系的弹塑性动力时程分析,对弹性和弹塑性反应谱进行了较为详细的研究,研究了弹性以及弹塑性加速度、速度和位移反应谱的基本特征和统计分布规律,并对四种常见的概率模型进行了比较,对各种假定总体分布进行K-S检验。建立了弹性和弹塑性加速度、速度和位移反应谱的新的简化计算公式并回归相关系数,计算方法简便,可直接应用于工程抗震设计计算。利用等概率反应谱建议了规范平台段的取值。□利用342条强震记录进行单自由度体系能量反应分析:计算研究了弹性不同阻尼比(ξ=2%,5%,10%,20%)以及阻尼比5%时,不同延性系数(μ=1、2、4、6、8)下的总输入能量谱,弹性应变能谱、动能谱、阻尼耗能谱、滞回耗能谱以及各种能量谱在总输入能量谱中所占比例的比值谱。讨论了延性系数、阻尼比和地震分组等对单自由度体系能量反应的影响。□确定结构的性能目标,对单自由度体系进行弹塑性时程分析,调整地震波的激励水平,使结构达到特定性能目标,得到了各地震分组基于不同性能目标的性态反应谱,并对两种不同的性能目标方案得到的性态谱进行了比较。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-18
  1.1 引言  9
  1.2 地震反应分析方法的发展  9-12
    1.2.1 静力分析  10
    1.2.2 反应谱分析  10-11
    1.2.3 动力时程分析  11-12
  1.3 结构抗震设计方法  12-16
    1.3.1 基于承载力的抗震设计方法  12-13
    1.3.2 基于性能的抗震设计方法  13-15
    1.3.3 基于能量的抗震设计方法  15-16
  1.4 本文研究的主要内容  16-18
第2章地震反应谱  18-32
  2.1 地震反应谱基本理论  18-21
    2.1.1 反应谱及弹性反应谱理论  18-19
    2.1.2 弹塑性反应谱  19-21
  2.2 设计反应谱  21-23
    2.2.1 设计反应谱和实际反应谱的区别  21-22
    2.2.2 我国抗震设计反应谱  22-23
  2.3 反应谱的影响因素  23-26
    2.3.1 场地条件对反应谱的影响  23-25
    2.3.2 震级和震中距对反应谱的影响  25-26
    2.3.3 结构动力参数对反应谱的影响  26
  2.4 本文研究基础数据的选取  26-30
    2.4.1 输入地震动参数的选取  26-29
    2.4.2 分析模型和分析方法  29-30
  2.5 本章小结  30-32
第3章地震动反应谱分析  32-53
  3.1 引言  32-33
  3.2 统计平均反应谱的比较  33-38
    3.2.1 弹性加速度反应谱  33-35
    3.2.2 弹塑性反应谱及其基本特征  35-38
  3.3 反应谱分布统计特性和统计检验  38-43
  3.4 弹塑性反应谱简化公式  43-48
    3.4.1 弹塑性加速度反应谱的拟合公式  43-45
    3.4.2 弹塑性速度反应谱拟合公式  45-46
    3.4.3 弹塑性位移反应谱拟合公式  46-48
  3.5 弹塑性等延性强度谱  48-50
    3.5.1 弹塑性位移比与结构的延性系数、强度折减系数的关系  48-49
    3.5.2 等延性强度谱比较  49-50
  3.6 规范反应谱平台段调整的建议  50-51
  3.7 本章小结  51-53
第4章地震动能量反应谱分析  53-69
  4.1 能量方法的基本概念  53-54
  4.2 结构能量反应分析的研究  54-57
    4.2.1 地震总输入能及其影响因素  54-56
    4.2.2 结构的耗能特性及其影响因素  56-57
  4.3 结构能量反应谱的计算研究  57-67
    4.3.1 地震记录和结构参数的选取  57
    4.3.2 弹性能量谱  57-59
    4.3.3 弹性能量比谱  59-61
    4.3.4 弹塑性能量谱  61-63
    4.3.5 弹塑性能量比谱  63-67
  4.4 本章小结  67-69
第5章性态谱反应分析  69-80
  5.1 引言  69
  5.2 性能目标的确定  69-74
    5.2.1 位移性能目标  70-72
    5.2.2 速度性能目标  72-73
    5.2.3 按规范推导的加速度性能目标  73-74
    5.2.4 按位移性能目标推导的加速度性能目标  74
  5.3 性能目标的实现  74-77
    5.3.1 实现思路  74-76
    5.3.2 结构动力反应计算方法  76-77
  5.4 性能反应谱结果分析  77-78
    5.4.1 平均性能反应谱特征分析  77-78
  5.5 本章小结  78-80
第6章结论及展望  80-82
参考文献  82-87
攻读学位期间所发表的学术论文目录  87-88
致谢  88

Ⅲ类场地地震动反应谱研究

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