【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)性能的不斷提高,結(jié)構(gòu)彈塑性建模軟硬件技術(shù)的日益成熟,彈塑性時(shí)程分析的應(yīng)用范圍越來越廣。雖然作為不確定性主要來源的地震動(dòng)輸入選擇已有了大量學(xué)術(shù)研究成果,但是對(duì)于強(qiáng)震動(dòng)記錄處理方式對(duì)結(jié)構(gòu)彈塑性響應(yīng)的關(guān)注卻十分欠缺。作為去除噪聲,保留地震動(dòng)有效信息的關(guān)鍵環(huán)節(jié),強(qiáng)震動(dòng)記錄處理方式是后續(xù)地震工程以及結(jié)構(gòu)工程研究的基礎(chǔ)工作。而工程關(guān)心的強(qiáng)地震動(dòng)輸入往往來自于較強(qiáng)的破壞性地震,如汶川地震,集集地震,日本311地震等,上述地震的近場地震記錄往往包含著速度脈沖,永久位移等不同于普通中遠(yuǎn)場地震記錄的特點(diǎn)。學(xué)者雖然均已經(jīng)提出了諸多強(qiáng)震動(dòng)記錄處理方案,但是上述研究往往局限于是記錄處理方式本身,而并沒有從工程輸入和結(jié)構(gòu)響應(yīng)的角度對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)分析。針對(duì)上述問題,本文擬針對(duì)強(qiáng)震動(dòng)濾波以及基線校正方式等處理方式對(duì)結(jié)構(gòu)彈塑性響應(yīng)的影響展開研究,具體研究內(nèi)容如下:(1)本文將強(qiáng)震動(dòng)記錄按照是否含有速度脈沖和永久位移分為四種類型,考慮了多項(xiàng)式基線校正、Butterworth濾波以及基線趨勢線校正方式等幾種強(qiáng)震動(dòng)記錄處理方法。采用花蓮地震,集集地震,日本311地震以及典型的El-centro等強(qiáng)震動(dòng)記錄做為算例,分析結(jié)果表明采用Butterworth濾波方法不僅會(huì)對(duì)殘余永久位移造成影響,同時(shí)會(huì)很大程度上影響速度脈沖的形狀。WuWu的方法在所選方法中對(duì)保留強(qiáng)震動(dòng)記錄的永久位移信息真實(shí)性效果最好,在合理選擇參數(shù)的條件下校正后的計(jì)算位移和GPS同震位移比較一致。(2)從結(jié)構(gòu)彈塑性需求,層延性需求等多個(gè)角度探討不同處理方式對(duì)單(多)自由度體系結(jié)構(gòu)彈塑性響應(yīng)的影響。分別以一9層和一14層多自由度結(jié)構(gòu)為例,計(jì)算三種非濾波處理方式下的單自由度彈塑性位移比譜,表明多自由度層延性需求之間的差異可以忽略不計(jì),即使在較大的強(qiáng)度折減系數(shù)或較低的剪重比下,該結(jié)論依然成立。而采用濾波處理方法的結(jié)果在長周期部分彈塑性響應(yīng)與其余方法差別較大。(3)分析了不同強(qiáng)震動(dòng)記錄類型對(duì)彈塑性時(shí)程分析的影響,采用Opensees以3層和15層平面RC框架結(jié)構(gòu),以及115m高層核心筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。結(jié)果表明,平面RC框架的計(jì)算結(jié)果表明含有速度脈沖的強(qiáng)震動(dòng)記錄,在采用Butterworth濾波方法處理的情況下得到的響應(yīng)會(huì)明顯低估最大層間位移角,頂點(diǎn)最大加速度及底部最大剪力也明顯區(qū)別于其余方法的結(jié)果。含有永久位移的強(qiáng)震動(dòng)記錄,在采用Butterworth濾波方法處理的情況下得到的層間位移角,頂點(diǎn)最大加速度及底部最大剪力與其余方法的結(jié)果存在差異�；炷梁诵耐步Y(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果表明不同處理方法對(duì)結(jié)構(gòu)倒塌性能的估計(jì)存在影響。綜上所述,對(duì)于不含速度脈沖也不含永久位移的強(qiáng)震動(dòng)記錄,記錄處理與否對(duì)于彈塑性時(shí)程分析結(jié)果的影響并不顯著,實(shí)際操作中通過簡單的Butterworth濾波濾除高低頻噪聲即可。對(duì)于包含速度脈沖或(及)永久位移的強(qiáng)震動(dòng)記錄,Butterworth濾波在濾除噪聲的同時(shí)也對(duì)速度脈沖形狀和地表永久位移的影響較大,并會(huì)傳遞到最后的彈塑性時(shí)程分析結(jié)果中,且對(duì)短,中,長周期結(jié)構(gòu)均可能產(chǎn)生影響。當(dāng)采用包含速度脈沖與永久位移的大震近斷層強(qiáng)震動(dòng)記錄作為地震動(dòng)輸入時(shí),推薦采用基于基線趨勢線校正的處理方法。此外雖然不同基線趨勢線校正方法得到的殘余永久位移信息不同,但是對(duì)速度脈沖波形影響不大,其結(jié)構(gòu)響應(yīng)也并無顯著差異。
【圖文】：

中國地震局工程力學(xué)研究所碩士學(xué)位論文面概念處理方案也會(huì)去除同震位移對(duì)應(yīng)的內(nèi)容。研究人員試圖用各種技術(shù)來恢復(fù)同震位移，去除低頻內(nèi)容的噪聲部分，保留與同震位移相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。高通濾波的地面運(yùn)動(dòng)處理產(chǎn)生零基線波形，不保留同震位移分量。早在 1976 年，，Bogdanov 和 Graizer 就提出了提取殘余位移的替代方法。在Graizer 中，提出了一種從原始時(shí)間序列中減去三階多項(xiàng)式的多項(xiàng)式平差技術(shù)，多項(xiàng)式系數(shù)是由調(diào)整速度平方和的最小值決定的。Graizer 指出，作為使用該方法的條件之一，旋轉(zhuǎn)和傾斜的影響應(yīng)該是很小的，由于有證據(jù)表明在這次地震期間加德滿都周圍傾斜，這種方法將不會(huì)被使用。可能使用最廣泛的方法是 Iwan 等人的，隨后被一些研究人員進(jìn)行了改進(jìn)。Iwan 建議使用兩個(gè)恒定加速度調(diào)整，am在 t1到 t2的時(shí)間，af在 t2到 tf的時(shí)間，通常以 tf作為記錄的結(jié)束(td)，以修正線速度的趨勢。Iwan 等人提出的一些建議，如基于閾值加速度(50cm /sec.2)的時(shí)間即時(shí)選擇，是專門基于所研究的傳感器的響應(yīng)。隨后該方法得到了廣泛的應(yīng)用，并進(jìn)行了改進(jìn)，這表明該方法可適用于多種不同的地面運(yùn)動(dòng)記錄和傳感器行為。

第一章 緒 論Wu 和 Wu 通過識(shí)別物理現(xiàn)象來輔助時(shí)間瞬時(shí)選擇，并添加第三次瞬時(shí) t3。Rupakhety 等人使用了第三次瞬時(shí) t3，并添加了一個(gè)基于速度的傅立葉振幅低頻部分的平整度來選擇 t2的過程。在 t1的選擇中，方法仍然保留了主觀性。Chao 等人利用 Wu 和 Wu 模型，根據(jù)加速度時(shí)程中能量分布比的一定值，取時(shí)間瞬間 t2和 t3。1.3本文研究內(nèi)容框架本文將以包含殘余永久位移和速度脈沖的強(qiáng)震記錄為研究對(duì)象，以日本 3地震，臺(tái)灣集集地震，臺(tái)灣花蓮地震等典型強(qiáng)震記錄為算例，探討多項(xiàng)式基線正，Butterworth 濾波，以及考慮殘余位移的基線校正方式等多種常用的強(qiáng)震動(dòng)錄處理流程對(duì) SDOF，MDOF，RC 框架和框架核心筒結(jié)構(gòu)的彈塑性響應(yīng)的影響本文研究框圖整理為圖 1-2：
【學(xué)位授予單位】：中國地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU311.3

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本文編號(hào)：2673792