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sdof体系地震输入能量谱的简化问题研究

应用力学学报 2015年第1期32卷 151-157,180页

作者：屠冰冰赵冬西安科技大学理学院西安710054 西安建筑科技大学土木工程学院西安710055

从美国加州大学地震动数据库选取40条强震记录并按我国场地类型进行了分类;基于能量平衡原理,采用归一化方法,分析了不同地震动作用和结构自身质量对弹性、弹塑性sdof体系地震输入能量谱的影响;并根据能量谱特征提出了一种更为简便且可... 详细信息

从美国加州大学地震动数据库选取40条强震记录并按我国场地类型进行了分类;基于能量平衡原理,采用归一化方法,分析了不同地震动作用和结构自身质量对弹性、弹塑性sdof体系地震输入能量谱的影响;并根据能量谱特征提出了一种更为简便且可直接用于我国场地类型的三段式能量谱,并给出了相关参数取值。分析结果表明：sdof体系质量对三段式能量谱曲线的分界周期无明显影响;在场地土类型和结构自身质量相同的情况下,弹性sdof体系地震输入能量是弹塑性sdof体系的1.1倍~1.4倍。

关键词： sdof体系能量平衡三段式能量谱

弹塑性sdof体系地震输入归一化等效速度谱

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北京工业大学学报 2016年第6期42卷 902-911页

作者：屠冰冰西安科技大学理学院西安710054

为了确定弹塑性单自由度(single degree of freedom,sdof)体系地震输入能,分析了中美场地土剪切波速转换关系,将从美国PEER地震记录数据库选取的220条强震记录按中国场地土类型进行分类,基于能量平衡原理,采用归一化方法,建议了一种基... 详细信息

为了确定弹塑性单自由度(single degree of freedom,sdof)体系地震输入能,分析了中美场地土剪切波速转换关系,将从美国PEER地震记录数据库选取的220条强震记录按中国场地土类型进行分类,基于能量平衡原理,采用归一化方法,建议了一种基于复合强度指标的弹性sdof体系三段式等效速度谱.分析了5类场地土条件下sdof体系系统参数对地震输入等效速度谱的影响.研究结果表明:刚度折减系数对等效速度谱无明显影响;延性系数和阻尼比增大均对等效速度谱峰值和下降段衰减速度有削弱作用.综合考虑各类影响因素,通过参数多次拟合,得出弹性sdof体系归一化等效速度谱峰值段及下降段修正系数,提出了一种适用于我国场地土类型、可直接供设计使用的弹塑性sdof体系归一化等效速度谱确定方法,并验证了其有效性.

关键词： sdof体系等效速度谱能量

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主余震序列下sdof体系的残余位移反应谱

中国科技期刊数据库工业A 2024年第12期 180-184页

作者：张家睿杨超锋陈锦韬刘亚楠米永利西安工业大学建筑工程学院陕西西安710000

主震的发生往往会引发一系列余震,这些余震对建筑结构的安全有着重要影响。残余位移是结构震后性能的重要衡量指标,对震损结构的修复决策起着举足轻重的作用。本文选取了一系列真实的主余震序列记录,基于弹塑性时程分析,研究了不同参数... 详细信息

主震的发生往往会引发一系列余震,这些余震对建筑结构的安全有着重要影响。残余位移是结构震后性能的重要衡量指标,对震损结构的修复决策起着举足轻重的作用。本文选取了一系列真实的主余震序列记录,基于弹塑性时程分析,研究了不同参数对残余位移的影响规律,建立了主余震序列下理想弹塑性sdof体系的残余位移反应谱。最后,采用一典型桥梁墩柱的案例分析,进一步说明了本文所提计算模型的工程应用。

关键词：主余震序列理想弹塑性 sdof体系残余位移反应谱

基于sdof体系考虑地震动持时的强度指标分析

维普期刊数据库评论

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低温建筑技术 2019年第7期41卷 44-47,61页

作者：孙小云韩建平陈剑波刘志鹏崔彬彬南京交通职业技术学院南京211188 兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室兰州730050 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心兰州730050

文中从PEER地震动数据库选取60条具有不同持时的地震动记录,并将峰值加速度(PGA)统一调整为0.1g。基于OpenSees分析软件建立了周期分别为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0s的sdof体系,并采用时程分析法研究了其加速度、速度、及位移响应。对基... 详细信息

文中从PEER地震动数据库选取60条具有不同持时的地震动记录,并将峰值加速度(PGA)统一调整为0.1g。基于OpenSees分析软件建立了周期分别为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0s的sdof体系,并采用时程分析法研究了其加速度、速度、及位移响应。对基于这些响应的Ds5-95%与CAV、AI的相关性进行了分析。结果表明对于不同周期的sdof体系,基于加速度峰值响应的Ds5-95%与CAV或AI之间的相关性最好,速度响应次之,位移响应最差,且相较于AI强度指标,Ds5-95%与CAV之间的整体相关性明显较好。表明在进行与结构地震动持时特性的相关研究时,可采用CAV强度指标。此外,建立长周期结构模型会更有利于考虑地震动持时特性的相关研究。

关键词：地震动持时强度指标 sdof体系时程分析相关性

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结构静力弹塑性分析方法的研究和改进

工程力学 2003年第4期20卷 45-49页

作者：尹华伟汪梦甫周锡元湖南大学土木工程学院长沙410082 中国建筑设计研究院北京100013

在对结构静力弹塑性分析方法的物理意义进行了有益的探讨之后,指出了该方法存在的一些局限,考虑了结构第二、第三两阶振型对结构地震反应的影响,并在把MDOF体系转换为sdof体系和进行等效sdof体系的动力时程分析时,将结构视为两个不同的... 详细信息

在对结构静力弹塑性分析方法的物理意义进行了有益的探讨之后,指出了该方法存在的一些局限,考虑了结构第二、第三两阶振型对结构地震反应的影响,并在把MDOF体系转换为sdof体系和进行等效sdof体系的动力时程分析时,将结构视为两个不同的结构。数值结果表明:采用本文的改进方法以后,计算精度明显提高。

关键词：静力弹塑性分析位移形状向量目标位移 MDOF体系 sdof体系

重力失真和质量失真对缩尺试验误差的理论分析

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铁道科学与工程学报 2023年第9期20卷 3616-3624页

作者：李常青刘吉龙蒋丽忠中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075

为了定量分析重力失真和质量失真对缩尺试验误差的影响,确定重力失真和质量失真的动力相似关系,根据原型和缩尺模型的动力运动方程引出误差的定义。将简单的无阻尼竖向和水平sdof体系作为研究对象,通过完全相似模型和部分相似模型的动... 详细信息

为了定量分析重力失真和质量失真对缩尺试验误差的影响,确定重力失真和质量失真的动力相似关系,根据原型和缩尺模型的动力运动方程引出误差的定义。将简单的无阻尼竖向和水平sdof体系作为研究对象,通过完全相似模型和部分相似模型的动力运动方程进行公式推导,分别得到在谐波作用下,原型与重力失真和质量失真模型之间相对位移的误差公式。对比误差公式的计算结果和数值试验的计算结果,论证误差公式推导的正确性,并结合参数分析,讨论谐波作用幅值和频率比对重力失真和质量失真模型误差的影响规律。研究结果表明:已知无阻尼竖向或水平sdof体系的原型参数、谐波作用幅值和频率以及重力失真或质量失真动力相似关系,就可以利用误差公式直接计算得到原型与缩尺模型受谐波作用时相对位移的误差大小;重力失真对竖向sdof体系的误差影响要大于对水平sdof体系的误差影响,且质量失真对水平sdof体系误差影响十分显著;竖向sdof体系在重力失真或质量失真条件下误差随谐波作用幅值的增大而减小,水平sdof体系在重力失真或质量失真条件下误差不随谐波作用幅值的变化而变化。通过误差公式计算出重力失真和质量失真所引起的误差大小,可以用于修正缩尺模型反推原型的位移响应,从而消除重力失真和质量失真对试验的影响。

关键词：重力失真质量失真缩尺试验 sdof体系误差公式

结构地震反应Pushover位移形状向量的选取

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湖南大学学报（自然科学版） 2004年第5期31卷 88-93页

作者：尹华伟易伟建湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

对结构静力弹塑性分析方法的物理意义进行了探讨,指出了该方法存在的一些局限,提出由结构前三阶振型的线性加权组合确定结构位移形状向量或将前三阶振型分别确定为前三个位移形状向量,并在把MDOF体系转换为等效sdof体系和进行等效sdof... 详细信息

对结构静力弹塑性分析方法的物理意义进行了探讨,指出了该方法存在的一些局限,提出由结构前三阶振型的线性加权组合确定结构位移形状向量或将前三阶振型分别确定为前三个位移形状向量,并在把MDOF体系转换为等效sdof体系和进行等效sdof体系的动力时程分析时,将结构区分为屈服前和屈服后两种不同的状态.数值结果表明:采用改进的方法以后,目标位移计算精度明显提高,对结构的损伤评估结果与试验观测结果吻合.

关键词：静力弹塑性分析方法位移形状向量目标位移 MDOF体系 sdof体系时程分析

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目标谱与调幅方法对地震动选择的影响分析

地震工程与工程振动 2018年第4期38卷 21-28页

作者：吕大刚刘亭亭李思雨于晓辉哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 北京云建信科技有限公司北京100085

基于概率地震危险性分解得到的设定地震,从PEER NGA地震动数据库中选出与西安地区场地条件相似的地震动记录,以一致危险谱、设定谱、条件均值谱作为目标谱,采用单点调幅、平均谱比调幅、等谱强度调幅、最小平方误差调幅、最小移动均值... 详细信息

基于概率地震危险性分解得到的设定地震,从PEER NGA地震动数据库中选出与西安地区场地条件相似的地震动记录,以一致危险谱、设定谱、条件均值谱作为目标谱,采用单点调幅、平均谱比调幅、等谱强度调幅、最小平方误差调幅、最小移动均值调幅方法对地震动进行选择和调幅,最后将选取的地震动记录输入到sdof体系中,并将延性系数和Park-Ang损伤指数作为需求参数,对不同目标谱和不同调幅方法所选的地震动记录进行评价。结果表明:不同目标谱选取的地震动记录对需求参数的平均值和变异系数影响小于不同调幅方法对其的影响。

关键词：目标谱调幅方法 sdof体系平均值变异系数

软钢和摩擦阻尼器在结构弹性和弹塑性阶段的耗能比研究

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软钢和摩擦阻尼器在结构弹性和弹塑性阶段的耗能比研究

作者：何思宇昆明理工大学

学位级别：硕士

云南省2022年1月1日颁布实施的《建筑消能减震应用技术规程》中将消能减震结构在罕遇地震作用下消能器总耗能与地震总输入能量的比值(耗能比)作为减震效率评价指标。但目前对于该指标如何影响结构动特性和地震反应等方面的理论研究和分... 详细信息

云南省2022年1月1日颁布实施的《建筑消能减震应用技术规程》中将消能减震结构在罕遇地震作用下消能器总耗能与地震总输入能量的比值(耗能比)作为减震效率评价指标。但目前对于该指标如何影响结构动特性和地震反应等方面的理论研究和分析还有待完善。因此本文针对附设软钢阻尼器和摩擦阻尼器的消能减震结构中这一评价指标的计算方法及其影响因素开展研究工作。主要研究过程和结果如下:1、建立附设软钢阻尼器和摩擦阻尼器单自由度消能减震结构体系模型,从结构动力方程出发,基于能量分析法,推导并得出在谐振激励和地震激励下,结构处于弹性和弹塑性状态下的阻尼器耗能比计算公式,结合SAP2000和基于Newmark隐式算法编写的耗能比计算软件进行计算公式准确性验证。并根据所得公式确定影响耗能比的三个主要因素为:荷载频率与结构固有自振频率的比值β、等效粘滞阻尼比ξ和外部激励幅值(?)。其中,弹性体系ξ可细分为:附加阻尼比ξ和阻尼器主要参数(弹性刚度K、屈服位移(起滑位移)u、屈服力(起滑摩擦力)F。弹塑性体系除上述参数外还需考虑结构的屈服力F和屈服位移u两个参数。2、运用自编软件分别对两种激励条件下附设软钢阻尼器和摩擦阻尼器的单自由度结构体系进行弹塑性时程分析,提取两种阻尼器体系所对应的1中每一个影响因素发生改变时耗能比、结构响应、能量响应、阻尼器出力与层间剪力比和最大阻尼力与结构屈服剪力比的变化情况进行比对分析。研究结果表明:(1)无论结构处于弹性或弹塑性,其耗能比均在产生共振时达到最小值,在频率比远离共振值时有所提升。若将频率比控制在[1.6,1.8]范围内,可使软钢阻尼器线弹性体系耗能比达到60%～70%,摩擦阻尼器线弹性体系耗能比达到50%～60%,且当主体结构进入塑性后两种阻尼器的耗能比仍可达到20%～30%。(2)无论结构处于弹性或进入弹塑性,在规范许可的附加阻尼比范围内,增大附加阻尼比可提高耗能比。(3)无论结构处于弹性或进入弹塑性,阻尼器的刚度对耗能比的影响较大。选定刚度后,适当加大屈服强度和屈服位移有利于提升耗能比,且选择屈服位移为0.002m～0.004m的软钢阻尼器和起滑位移为0.005m～0.010m的摩擦阻尼器可达到较好的耗能效果。(3)结构进入弹塑性后,耗能比会受到结构屈服特性的影响,当确定结构的弹性刚度之后,适当降低结构的屈服力和屈服位移可提升耗能比值(4)在常用设防烈度所对应的地震动加速度幅值范围内,阻尼器耗能比随着幅值的增大而降低。(5)无论结构处于线弹性或进入塑性,耗能比均与结构位移响应呈现反比关系。

关键词：软钢阻尼器摩擦阻尼器 sdof体系耗能比能量时程分析