地震动特性对MDOF体系总输入能量谱影响的研究

作     者：张鹏飞 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：夏洪流;黄欣宇

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：地面峰值加速度 傅里叶谱平均周期 能量持时 输入能量谱 功率谱 

摘      要：结构在地震作用下的能量反应分析主要受两方面因素的影响,一是结构的动力特性,二是输入地震动的特性。本文针对地震动三要素对弹性及弹塑性多自由度体系输入能量谱的影响规律展开研究。主要的工作和结论如下:(1)地震波的选取及分组基于太平洋地震中心网站提供的地震波及相应的基于反应谱选波程序,采用二次分组的全频段选波方法,选出用于分析的地震波为共11组,每组10条。验证了傅里叶谱平均周期作为衡量地震波频谱成分的合理性(2)多自由度体系总输入能量谱的理论推导及MATLAB编程在单自由度体系总输入能增量公式基础上,推导出MDOF体系的总输入能增量表达式。并编制了多自由度体系的总输入能时程及输入能量谱曲线的计算程序。(3)分析研究了地震动三要素对弹性及弹塑性MDOF体系输入能量谱影响的规律,并经增强样本容量的验证,所得主要结论为:(1)幅值方面:多自由度体系的输入能量谱值与地面峰值加速度(PGA)的k次方成正比,对于弹性多自由度体系k等于2,对于弹塑性多自由度体系k的取值在1.64～1.91之间。(2)频谱方面:地震动的长周期频谱分量越多(平均傅里叶谱周期越大),结构的输入能量谱值越大;随着地震动长周期频谱分量比重的的增加(平均傅里叶谱周期增大),多自由度体系的输入能量谱峰值整体向长周期方向移动。(3)强震持时方面:持时越长,总输入能越大,对应的输入能量谱值越大;70%能量持时在10s以下的地震波对于较硬场地土不敏感,而对于较软场地土敏感。