地震动输入的选取与结构响应研究_王国新
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第28卷第6期2012年12月结构工程师Structural EngineersVol.28,No.6Dec.2012收稿日期:2012-08-07基金项目:国家自然科学基金资助项目(51078274);中日重大合作项目(51022140006);北京市科技计划重大项目(D09050600370000)*联系作者,Email :yingzhou@tongji.edu.cn地震动选择及输入顺序在振动台试验中的应用研究周颖*张翠强(同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092)摘要振动台试验中,经过相似理论设计的缩尺模型,经历一系列特定顺序地震波的输入,激励起模型结构的动力非线性行为,来研究和评价结构的抗震性能。
因此对于表现出非线性行为的模型结构来说,振动台试验是个不可逆过程。
因此如何选择地震波,以及如何确定地震波的输入顺序,对振动台试验成功与否,显得尤为重要。
重点介绍振动台试验的选波方法以及地震波的输入顺序,并将该方法应用到再生混凝土框架模型振动台试验,通过试验结果验证了该方法的正确性。
试验结果表明,通过该方法选波,能准确合理地评价结构的抗震行为。
关键词输入顺序,选波,振动台试验,非线性行为Study on the Method of Ground Motion Selection andInput Sequence in the Shaking Table TestZHOU Ying *ZHANG Cuiqiang(State Key Laboratory of Disaster Reduction in Civil Engineering ,Shanghai 200092,China )Abstract In shaking table tests ,the scaled-down model designed through the theory of similarity is excitedby the selected earthquake waves in a specified sequence to the nonlinear stage in order to study and evaluate the structural seismic performances.Due to the nonlinear history of the model ,shaking table test is an irre-versible process.Then how to select the input and determine the input sequence is very important to the suc-cess of the shaking table test.This paper puts forward the method of wave selection and determination of the input sequence.The shaking table test of a recycled reinforced concrete frame is used to verify the method.The experimental results show that the seismic performance of the structure could be accurately evaluated by the selected waves.Keywordsinput sequence ,wave selection ,shaking table test ,nonlinear behavior1引言利用大型振动台进行结构地震模拟试验是研究工程结构抗震能力和破坏机理的重要手段,通过相似理论设计缩尺模型,选择地震波,按照设定的顺序进行输入,激励模型的动力非线性行为,进而研究评估结构的抗震性能。
Correlation Analysis on Ground Motion Intensity Parameters and Structural Seismic Response 作者: 薛志成[1,2];朱孔琛[2];钟金兔[1];裴强[3]
作者机构: [1]广东石油化工学院建筑工程学院,广东茂名525000;[2]黑龙江科技大学建筑工程学院,黑龙江哈尔滨150022;[3]大连大学土木工程技术研究与开发中心,辽宁大连
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出版物刊名: 广东石油化工学院学报
页码: 53-57页
年卷期: 2021年 第4期
主题词: 地震动强度参数;结构响应;弹塑性分析;相关性分析
摘要:选取60条地震记录对应35个地震动强度参数进行分析,采用SeismoSignal地震动处理软件分析得到各地震记录作用下弹塑性单自由度结构的地震响应;利用Pearson相关系数法分析不同地震动强度参数与单自由度结构地震响应值的相关性,确定出适合于不同周期段结构的地震动强度参数.为结构设计充分考虑地震动强度参数的合理性提供参考.。
梁桥结构地震反应分析中输入地震动选取及调整方法研究张云;谭平;郑建勋;周福霖【摘要】Time-history analysis method is the most popular seismic analysis one of bridge structures,however, selection of input seismic motion is a key factor to affect the reliability of time-history analysis bining the basic principle of structure dynamic amplification coefficient and the energy principle of seismic wave.The seismic response spectrum of a bridge structure was divided into two intervals,one was a lower-frequency interval with a frequ ency range of ±30% the structure's natural vibration period,the other was a higher-frequency one with a frequency range of 0.1 s-Tg regulated by the code.The surrounding areas fo these twointervals'spectral curves were taken as comparative parameters to choose natural seismic wave records.Five adjusting methods of natural seismic wave records based on the above mentioned two intervals were presented here.In addition,seismic response numerical analysis of a typical multi-span bridge was performed,bridge pier bottom moment,base shear and pier top displacement were taken as statistical values of the bridge's seismic responses.Numerical analysis results showed that the double-parameter selecting and adjusting methods for seismic wave records are reasonable and effective.%针对桥梁结构地震动分析时所输入地震动选择会影响时程分析结果的可靠性,结合结构动力放大系数基本原理及地震波能量原理,通过分析反应谱型特点,将其拟合归纳为以结构自振周期±30%范围及规范规定的0.1 s-Tg范围分别定义为低频、高频对比区间,以两个区间反应谱曲线包围面积作为对比参数进行自然地震波选择依据。
地震反应谱的形成地震反应谱是描述地震动作用下结构反应的重要工具,它对于地震工程和结构工程领域具有重要意义。
本文将详细介绍地震反应谱的形成过程,包括地震动输入、结构动力学模型、地震动记录的选择与调整、反应谱的计算方法、谱曲线的归一化处理、反应谱的验证与应用以及地震动记录的质量控制等方面。
1. 地震动输入地震动输入是形成地震反应谱的第一步。
地震动是一种复杂的、随时间变化的动力学现象,包含多种频率成分和空间分布。
地震动的输入通常采用地震观测记录或人工地震动记录。
其中,地震观测记录是实地测量得到的地震动的记录,而人工地震动记录则是由地震工程模型试验或数值模拟得到的地震动。
2. 结构动力学模型结构动力学模型是用来描述结构在地震动作用下的动态响应的数学模型。
该模型通常由质量、刚度和阻尼等参数组成,可以用来模拟结构的振动行为。
在形成地震反应谱时,需要根据所研究结构的类型和特点,选择合适的结构动力学模型,并将其与地震动输入进行耦合。
3. 地震动记录的选择与调整在形成地震反应谱时,需要选择具有代表性的地震动记录。
选择的地震动记录应该能够反映地震过程中不同频率成分的能量分布,并且与所研究结构的特点相匹配。
此外,还需要对选择的地震动记录进行调整,以适应不同的结构和场地条件。
4. 反应谱的计算方法反应谱是指结构在地震动作用下的最大反应值与地震动输入的函数关系。
反应谱的计算方法包括时间历程法和傅里叶变换法等。
其中,时间历程法是通过直接模拟结构在地震动作用下的时间历程响应来计算反应谱;而傅里叶变换法则是通过将地震动输入进行傅里叶变换,然后计算结构在不同频率下的响应值,再将其进行逆变换得到反应谱。
5. 谱曲线的归一化处理由于不同结构和场地条件下的反应谱具有不同的量纲和尺度,因此在比较和应用不同反应谱时需要对其进行归一化处理。
归一化处理通常采用最大值归一法,即将反应谱的最大值归一化为1,其他值按比例缩放。
此外,还可以采用其他归一化方法,如对数归一化、平均值归一化等。
地下结构抗震分析中地震动输入方法的比较研究汪精河;周晓军;毛露露;胡鸿运【期刊名称】《现代隧道技术》【年(卷),期】2015(052)003【摘要】在地下结构地震响应数值模拟中,地震动输入方式的选取会直接影响到计算结果的精度和可靠性.文章基于粘弹性边界,剖析了加速度输入、位移输入和应力输入三种方法的计算原理,采用ANSYS进行数值算例分析,研究了三种输入方法的差异性.结果表明:三种输入方法得到的衬砌内力幅值包络图相似,数值差异明显;不同输入方法会显著影响粘弹性边界的吸能效果,粘弹性边界应采用与其相适应的应力输入方法.研究内容可为地下结构抗震分析中地震动输入方法的选择提供依据.【总页数】7页(P103-109)【作者】汪精河;周晓军;毛露露;胡鸿运【作者单位】西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,土木工程学院,成都610031;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,土木工程学院,成都610031;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,土木工程学院,成都610031;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,土木工程学院,成都610031【正文语种】中文【中图分类】TU311.3【相关文献】1.地下结构抗震动力可靠度分析 [J], 严松宏;高峰;高波2.地震动的小波分析技术在高层结构抗震设计中的应用研究 [J], 张长浩;封建湖;王勋涛;王虎3.地震动的小波分析技术在高层结构抗震设计中的应用研究 [J], 张长浩;封建湖;王勋涛;王虎;4.地震动波动输入方法在高土石坝动力分析中的应用研究 [J], 魏匡民;陈生水;李国英;米占宽;沈婷5.地下结构抗震简化分析方法比较研究 [J], 许成顺;许紫刚;杜修力;李洋因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
航站楼屋盖大跨度钢结构动力特性地震响应分析一、内容综述随着科技的飞速发展,世界范围内的基础设施建设不断取得新的突破。
在众多的基础设施项目中,航站楼屋盖大跨度钢结构作为重要的结构形式,其动力特性及其抗震性能的研究逐渐受到人们的关注。
本文旨在对近年来航站楼屋盖大跨度钢结构在地震作用下的动力特性进行详细阐述,以期为相关领域的科研和工程实践提供有益的参考。
航站楼屋盖大跨度钢结构具有空间刚度大、结构形式多样、材料种类繁多等特点。
在地震作用下,这些特点使得钢结构易产生复杂的振动现象,如颤振、模态转换、振动衰减等。
这些振动不仅会影响建筑物的正常使用,还可能对结构的安全性造成严重威胁。
对航站楼屋盖大跨度钢结构的地震响应进行分析,具有重要的理论意义和实际应用价值。
关于航站楼屋盖大跨度钢结构地震响应的研究已取得了一定的成果。
由于钢结构本身的复杂性和地震作用的随机性,现有的研究仍存在一定的局限性。
对于不同地震动特性、不同截面形式的钢结构,其地震响应规律尚不完全明确;对于钢结构的减震控制技术,也缺乏系统的研究和实证分析。
本文拟在现有研究的基础上,进一步深入探讨航站楼屋盖大跨度钢结构的地震响应问题,为相关领域的研究提供新的思路和方法。
本文还将对航站楼屋盖大跨度钢结构在地震作用下的动力特性进行详细的实验研究。
通过搭建足尺模型,利用激光测振仪、高速摄像机等多传感器技术,对钢结构的地震响应进行实时、精确的测量。
还将开展振动台试验,模拟实际地震环境下的钢结构动力响应行为。
这些实验研究将为理论分析提供有力的支撑,也为后续的结构设计和减震控制技术的研究提供新的途径。
本文将对航站楼屋盖大跨度钢结构在地震作用下的动力特性进行深入研究,旨在为航站楼屋盖大跨度钢结构的设计、施工和抗震性能评估提供理论依据和技术支持。
通过实验研究,揭示钢结构在地震作用下的动力学行为,为相关领域的研究和应用提供新的思路和方法。
1. 航站楼屋盖结构的重要性在现代交通枢纽中,航站楼屋盖结构承载着重要的功能。
高层建筑结构抗震弹塑性分析方法及抗震性能评估的研究一、本文概述本文旨在探讨高层建筑结构在地震作用下的弹塑性分析方法及其抗震性能评估。
地震是自然界中常见的灾害性事件,对人类社会和建筑结构产生深远影响。
高层建筑由于其特殊的结构特点和高度,使其在地震中更容易受到破坏。
因此,研究高层建筑结构的抗震性能,特别是在弹塑性阶段的分析和评估,对于提高建筑结构的抗震能力,减少地震灾害损失具有重要意义。
本文将首先介绍高层建筑结构抗震弹塑性分析的基本理论和方法,包括弹塑性力学基础、结构分析模型、地震动输入等。
在此基础上,探讨高层建筑结构在地震作用下的弹塑性响应特点,包括结构变形、内力分布、能量耗散等。
然后,本文将重点介绍高层建筑结构抗震性能评估的方法和技术,包括静力弹塑性分析、动力弹塑性分析、易损性分析等。
这些方法和技术可以用于评估高层建筑结构在地震中的安全性能和抗震能力。
本文还将对高层建筑结构抗震弹塑性分析方法和抗震性能评估的应用进行案例研究。
通过实际工程案例的分析,探讨不同分析方法和技术在实际工程中的应用效果,为高层建筑结构的抗震设计和评估提供参考和借鉴。
本文将对高层建筑结构抗震弹塑性分析方法和抗震性能评估的未来发展趋势进行展望,提出相关的研究建议和展望。
通过本文的研究,可以为高层建筑结构的抗震设计和评估提供更为科学、合理的方法和技术支持,有助于提高高层建筑结构的抗震能力,减少地震灾害损失。
二、高层建筑结构抗震弹塑性分析方法的研究高层建筑结构的抗震弹塑性分析是评估建筑在地震作用下的响应和性能的重要手段。
随着建筑高度的增加,结构的柔性和非线性特性愈发显著,因此,采用弹塑性分析方法可以更准确地模拟结构在地震中的实际行为。
材料本构关系的研究:高层建筑的抗震性能与其组成材料的力学特性密切相关。
研究材料在循环加载下的应力-应变关系、滞回特性以及损伤演化规律,是弹塑性分析的基础。
通过试验和数值模拟,可以建立更精确的材料本构模型,为结构分析提供数据支持。
科技成果——300m级特高坝抗震安全评价与控制关键技术技术开发单位中国水利水电科学研究院等研究背景我国在西南、西北地震高烈度区,已建或在建了许多300米级特高坝。
为保障特高坝在地震作用下的安全,实现在最大可信地震作用下不溃坝的战略目标,需要研究包括地震动输入、地震响应、大坝抗力这三个不可或缺且相互配套的内容,在以下六个课题的研究方向上形成研发和创新成果,构建完整的抗震安全风险评估体系与震灾防御技术。
拟解决的关键问题(1)拟解决的关键科学问题是:坝址最大可信地震动确定、强震作用下特高坝多耦合体系的损伤演化和破坏机理、特高坝抗震安全风险评估与控制理论。
(2)拟解决的关键技术问题是:坝址近断裂最大可信地震动确定理论与方法、水库诱发地震形成机制和判别准则、基于15MN超大型动态试验机的全级配大坝混凝土试验技术和超大型动三轴仪的堆石料动态试验技术、基于精细化模型和高性能云计算的特高坝多耦合系统非线性地震响应分析、特高坝大型振动台破坏试验技术、土石坝离心机振动台试验技术、特高坝极限抗震能力评价量化指标体系、特高坝震灾应急对策与防御技术。
研究内容(1)坝址地震动输入研究;拟采用地质、地震和地球物理等多种方法,识别近源发震构造,构建能够反映近断裂大震特点的震源模型,用克服点源模型缺陷的随机有限断层法确定坝址地震动输入。
研发万核万亿次量级以上,计算规模超100亿自由度的大规模并行地震波强地面运动数值模拟软件,分析直接得到坝址输入地震波。
基于持续十几年的水库地震监测数据,研究水库诱发地震形成机制和判别准则。
本课题为特高坝抗震分析提供地震作用。
(2)筑坝材料动态特性试验与机理研究;利用国内唯一的15MN 大型材料动态试验机、直径达1m的大型动三轴仪,开展全级配大坝混凝土动态特性和筑坝土石料缩尺效应、变形特性、强度特性及其破坏规律研究,确定筑坝材料的本构模型与基本参数。
(3)强震作用下特高拱坝多耦合体系损伤演化机理及安全评价准则研究;研发具有完全自主知识产权的千万级自由度的抗震分析软件,基于精细化网格模型和高性能云计算,实现大坝混凝土动态拉压损伤演化全过程模拟、坝肩稳定、基岩材料损伤等多因素耦合的特高拱坝地震破损和极限抗震能力分析。