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非弹性反应谱计算的一个改进算法

地震工程与工程振动 2005年第5期25卷 50-54页

作者：朱镜清朱晓力王东升中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080 大连理工大学土木水利学院辽宁大连116024

本文就非弹性地震反应谱的计算问题(运动方程的形式,谱参量的选取,方程解算中恢复力模型上拐折点的处理和时间积分方法),给出了几点理论考虑,介绍了一个改进的算法。这一算法具有精度好和效率高的优点,这对做好结构抗震设计和其它地震... 详细信息

本文就非弹性地震反应谱的计算问题(运动方程的形式,谱参量的选取,方程解算中恢复力模型上拐折点的处理和时间积分方法),给出了几点理论考虑,介绍了一个改进的算法。这一算法具有精度好和效率高的优点,这对做好结构抗震设计和其它地震工程问题中需要处理大量强震动数据的分析研究工作是有利的。文中还就双线型恢复力模型具体计算了2个例子(一个为屈服强化情形,另一个为理想弹塑性情形)。最后联系计算工作和计算结果,对非弹性反应谱计算中的其它有关事项做了补充讨论和说明。

关键词：非弹性反应谱算法计算精度计算效率

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长周期地震动的非弹性反应谱

河海大学学报（自然科学版） 2023年第2期51卷 138-149页

作者：李宇王佳豪范陆殷东朔李琛长安大学公路学院陕西西安710064 长安大学建筑学院陕西西安710061

根据长周期地震动的特性,选取139条长周期地震动记录,以分析结构动力参数和长周期地震动特性对长周期地震动非弹性反应谱的影响规律。研究结果表明:与常规地震动相比,恢复力模型和屈服后刚度比(η)对地震动非弹性反应谱中长周期段的影... 详细信息

根据长周期地震动的特性,选取139条长周期地震动记录,以分析结构动力参数和长周期地震动特性对长周期地震动非弹性反应谱的影响规律。研究结果表明:与常规地震动相比,恢复力模型和屈服后刚度比(η)对地震动非弹性反应谱中长周期段的影响较大,且场地土对非弹性反应谱的放大效应更为显著;相反,阻尼比(ξ)和位移延性比(μ)对常规和长周期地震动非弹性反应谱的影响规律较为类似。提出在建立长周期地震动设计谱时,应选取合理的恢复力模型和η,参考已有ξ和μ对常规地震动反应谱的影响规律,并针对不同的场地类型建立相应的设计谱;可以先建立某标准设防烈度的长周期地震动的设计谱,其他设防烈度的设计谱可用PGA_(设防)与PGA_(标准)的比值调整得到。

关键词：长周期地震动非弹性反应谱地震峰值加速度屈服后刚度比阻尼比位移延性比

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基于Bouc-Wen-Baber-Noori模型的非弹性反应谱研究

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地震工程与工程振动 2015年第3期35卷 191-198页

作者：宁超列同济大学建筑工程系上海200092

建立一个能够合理有效地反映结构刚度退化、强度退化以及捏拢效应的滞回模型有助于澄清强度退化、刚度退化和捏拢效应对非弹性反应谱的影响。因此,本文将能够表征不同滞回特性的Bouc-Wen-Baber-Noori模型引入到单自由度体系非弹性反应... 详细信息

建立一个能够合理有效地反映结构刚度退化、强度退化以及捏拢效应的滞回模型有助于澄清强度退化、刚度退化和捏拢效应对非弹性反应谱的影响。因此,本文将能够表征不同滞回特性的Bouc-Wen-Baber-Noori模型引入到单自由度体系非弹性反应谱的研究中,通过将运动方程转化为一阶偏微分方程组,然后采用Gear法求解,分别研究了强度退化、刚度退化和捏拢效应对相对位移反应谱和绝对加速度反应谱的影响。在此基础上通过引入增量动力分析理论,研究了非弹性反应谱与地震动加速度峰值之间的关系。鉴于Bouc-Wen-Baber-Noori模型参数众多,本文对基于Bouc-WenBaber-Noori模型的非弹性反应谱进行了参数敏感性分析,获得了各参数对单自由度体系非弹性反应谱的影响阶数。研究结果表明:强度退化对非弹性反应谱的影响较小;刚度退化对非弹性反应谱具有一定的影响;捏拢效应在非弹性反应谱的研究中不可忽略。这一结论,可望澄清不同研究者关于滞回特性对非弹性反应谱的影响所存在的认识分歧。

关键词： Bouc-Wen-Baber-Noori模型非弹性反应谱刚度退化强度退化捏拢效应增量动力分析参数敏感性分析

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基于强度折减系数的非弹性反应谱研究

中外建筑 2017年第7期 224-225页

作者：邹永旺广州市衡正工程质量检测有限公司

本文利用历次破坏性地震中所获得的1088条强震记录,根据我国的场地类别和设计特征周期进行分类,采用BISPEC程序对单自由度弹塑性系统的非线性地震响应进行计算,基于Nassar&Krawinkler所提出的强度折减系数模型,对计算结果进行统计回归分... 详细信息

本文利用历次破坏性地震中所获得的1088条强震记录,根据我国的场地类别和设计特征周期进行分类,采用BISPEC程序对单自由度弹塑性系统的非线性地震响应进行计算,基于Nassar&Krawinkler所提出的强度折减系数模型,对计算结果进行统计回归分析,获得了与我国设计规范相容的强度折减系数模型。

关键词：基于性能的抗震设计强度折减系数非弹性反应谱延性抗震设计

基于非弹性位移的土-结构相互作用的抗震设计方法

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工程科学与技术 2018年第3期50卷 142-148页

作者：吕洋熊峰葛琪四川大学建筑与环境学院深地科学与工程教育部重点实验室四川成都610065

基于等效线弹性系统位移的土-上部结构相互作用抗震设计方法中的不足,特别针对设计标准中关于相互作用系统等效阻尼比公式以及相关研究提供的设计步骤中存在的问题,提出了一个新的基于非弹性位移且考虑土-结构相互作用抗震设计方法。该... 详细信息

基于等效线弹性系统位移的土-上部结构相互作用抗震设计方法中的不足,特别针对设计标准中关于相互作用系统等效阻尼比公式以及相关研究提供的设计步骤中存在的问题,提出了一个新的基于非弹性位移且考虑土-结构相互作用抗震设计方法。该方法将相互作用系统用一个等效单自由度理想弹塑性振子替代,并结合非弹性位移谱进行设计。给出了替代振子周期、阻尼比和延性比的公式和推导过程,以及与《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)中弹性位移谱相容的非弹性位移谱的建立方法和具体的设计步骤。并使用提出的公式对已有的基于弹性位移谱的设计方法进行了修正。将新方法与修正后的已有方法应用于具体的设计算例,通过非线性时程分析方法对设计结果进行验算。验算结果表明,基于非弹性方法的设计最大位移值比基于弹性方法的方案更接近时程分析结果。

关键词：基于位移的设计土-结构相互作用等效单自由度振子非弹性反应谱等效线性化非线性时程分析

考虑退化、捏拢和双向耦合效应的等强度延性需求谱

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振动与冲击 2017年第11期36卷 57-64页

作者：宁超列余波同济大学上海防灾救灾研究所上海200092 广西大学土木建筑工程学院工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004

传统的等强度延性需求谱通常难以有效地考虑强度退化、刚度退化、捏拢效应以及双向恢复力耦合效应的影响。鉴于此,基于双轴Bouc-Wen-Baber-Noori模型,建立了双向地震激励作用下单质点双自由度体系非弹性地震反应谱的基本方程,并定量分... 详细信息

传统的等强度延性需求谱通常难以有效地考虑强度退化、刚度退化、捏拢效应以及双向恢复力耦合效应的影响。鉴于此,基于双轴Bouc-Wen-Baber-Noori模型,建立了双向地震激励作用下单质点双自由度体系非弹性地震反应谱的基本方程,并定量分析了强度退化、刚度退化、捏拢效应和双向恢复力耦合效应对结构地震延性需求的影响,进而分别建立了等强度延性需求的均值谱和标准差谱的预测方程。分析结果表明:强度退化、刚度退化和捏拢效应会增大结构的地震延性需求;双向恢复力的耦合效应对地震延性需求的影响,取决于结构沿两个主轴方向地震耗能能力的相互竞争;退化、捏拢和耦合效应会明显增大结构地震延性需求的标准差,且非线性程度越高,随机性表现越明显;随着结构沿两个主轴方向自振周期的增加,等强度地震延性需求的均值和标准差均逐渐减小。

关键词：双向地震激励滞回模型非弹性反应谱 BWBN模型等强度延性需求谱

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近断层地震动的规格化反应谱和回归分析

近断层地震动的规格化反应谱和回归分析

作者：龙海丰大连理工大学

学位级别：硕士

在地震工程领域,近断层地震动对工程结构物的破坏以及地震动独特的工程特性受到了学者们广泛、密切的关注。近年来发生的几次大地震中,研究人员收集到了大量的近断层地震动记录,为地震动特征和结构效应的研究提供了方便。本文采用双线性... 详细信息

在地震工程领域,近断层地震动对工程结构物的破坏以及地震动独特的工程特性受到了学者们广泛、密切的关注。近年来发生的几次大地震中,研究人员收集到了大量的近断层地震动记录,为地震动特征和结构效应的研究提供了方便。本文采用双线性SDOF系统,计算了结构的最大位移、加速度以及能量响应,分析了近断层地震动的规格化反应谱以及非弹性速度比谱的变化规律。而且,对近断层地震动的强度参数与SDOF系统地震反应之间的函数关系进行回归分析。主要内容如下：首先,选取集集、北岭150条地震动记录作为输入,计算出非弹性位移反应谱、加速度反应谱以及规格化能量反应谱。分析了延性系数、脉冲类型对位移反应谱及加速度反应谱的影响,结果表明：对于非弹性系统(μ=2,4,6,8)的加速度反应谱及位移反应谱,脉冲类型及延性系数对反应谱具有显著影响。而且,以T/Tm、T/Tgi为规格化周期(Tm为Fourier幅值谱平均周期,Tgi为改进的特征周期),集集地震有、无脉冲地震动的规格化输入能谱的差异较小,而北岭地震动的差异更小,这意味着有、无脉冲地震动的规格化输入能谱可以采用统一的公式表述,有利于简化工程抗震设计。其次,计算获得了近断层地震动的等延性非弹性速度比谱与等强度非弹性速度比谱。分析表明：延性系数、强度折减系数和阻尼比对非弹性速度比谱影响明显,集集地震动有、无脉冲对非弹性速度比谱影响较大,而北岭地震动有、无脉冲对非弹性速度比谱影响较小。此外,频谱周期参数对规格化非弹性速度比谱影响很小。最后,引入函数拟合的局部精度评价指标,采用不受重视的多项式回归模型,分析和评价了近断层地震动强度参数与双线性单自由度(SDOF)体系地震反应之间的函数拟合关系和拟合优度。综合比较回归分析的整体精度和局部误差表明,二者之间的拟合效果和地震动有、无速度脉冲以及选择的强度参数有关,也与体系自振周期和采用的回归模型有关。根据拟合结果可识别较佳的近断层地震动强度参数。而且,二次多项式可以满足结构抗震回归分析的拟合精度要求。研究结果可为地震动选择和结构易损性分析提供参考。

关键词：近断层地震动双线性SDOF系统非弹性反应谱规格化反应谱非弹性速度比强度参数回归分析

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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能力谱方法在梁桥抗震性能评估中的比较研究

地震工程与工程振动 2008年第6期28卷 90-96页

作者：袁万城杨俊冯清海同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

本文在阐述了能力谱方法的基本原理和实施步骤的基础上,比较了五种不同的改进能力谱方法在计算原理和实施步骤上的差异,并对它们的特点进行了剖析。然后,用这五种能力谱方法分别对9个中短周期的梁桥纵桥向的简化模型进行6条地震波下目... 详细信息

本文在阐述了能力谱方法的基本原理和实施步骤的基础上,比较了五种不同的改进能力谱方法在计算原理和实施步骤上的差异,并对它们的特点进行了剖析。然后,用这五种能力谱方法分别对9个中短周期的梁桥纵桥向的简化模型进行6条地震波下目标位移的估计,并以非线性时程分析结果为标准,比较了这五种方法的计算精度。结果显示,前三个短周期体系方法的误差离散性比较大,周期大于0.65 s后的误差基本稳定在±30%以内,使用非弹性反应谱的方法计算结果误差在±30%以内的个数多于对应使用弹性反应谱的方法,此外,精度较好的两条波,对应反应谱加速度峰值较小,且附近加速度变化较平缓。

关键词：能力谱方法等效线性体系非弹性反应谱

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工程结构等延性地震抗力谱研究

地震工程与工程振动 2004年第1期24卷 22-29页

作者：翟长海公茂盛张茂花谢礼立张敏政哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080

研究结构的非弹性反应谱对改进现有的结构抗震设计、发展基于性态的抗震设计以及了解复杂地面运动特性与结构动力特性之间的关系具有重要的意义。利用大量的单自由度在强震记录作用下的弹塑性动力时程分析,对等延性地震抗力谱这一重要... 详细信息

研究结构的非弹性反应谱对改进现有的结构抗震设计、发展基于性态的抗震设计以及了解复杂地面运动特性与结构动力特性之间的关系具有重要的意义。利用大量的单自由度在强震记录作用下的弹塑性动力时程分析,对等延性地震抗力谱这一重要的非弹性反应谱进行了较为详尽的研究,给出了四类场地条件(基岩、硬土、一般土和软土)下的平均等延性地震抗力谱,总结了对工程结构的抗震设计和研究具有实际意义的规律和特征,并分析了场地条件、结构的延性系数以及周期等对等延性地震抗力谱的影响,提出了新的拟合公式,其成果可供抗震研究和设计直接应用。

关键词：抗震设计非弹性反应谱等延性地震抗力谱回归分析拟合公式