基于隨機振動時域顯式法的抗震與隔震結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)計算方法研究
發(fā)布時間:2022-01-20 17:27
地震災(zāi)害具有本質(zhì)的不確定性,目前我國現(xiàn)行的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011-2010)所推薦的分析方法尚無法完全反映地震動隨機性對抗震結(jié)構(gòu)和隔震結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響。廣泛使用的振型分解反應(yīng)譜法需要采用地震動白噪聲假定和振型響應(yīng)峰值因子一致性假定,對于大規(guī)模復(fù)雜結(jié)構(gòu)的抗震計算存在較大偏差。在隔震結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)計算方面,規(guī)范建議的水平向減震系數(shù)法需要借助非隔震結(jié)構(gòu)反應(yīng)譜法計算結(jié)果,致使地震響應(yīng)結(jié)果與非線性隨機振動結(jié)果之間存在較大差異。采用真正意義的隨機振動方法計算抗震結(jié)構(gòu)和隔震結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的需求越來越迫切。本文基于近年發(fā)展起來的一類高效準確的隨機振動時域顯式方法,針對現(xiàn)行抗震規(guī)范地震響應(yīng)計算方法存在的突出問題,系統(tǒng)提出了抗震結(jié)構(gòu)和隔震結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)計算的隨機振動方法,彌補了現(xiàn)行抗震規(guī)范在地震作用計算方面的不足。本文研究的主要工作包括:(1)從物理演化和概率演化機制處置方式的角度系統(tǒng)闡述了各類隨機振動方法,對隨機振動方法的發(fā)展進行了綜述。闡述了現(xiàn)行抗震規(guī)范推薦的抗震結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)計算的振型分解反應(yīng)譜法,以及隔震結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)計算的水平向減震系數(shù)法,深入剖析了這些方法在抗震結(jié)構(gòu)和隔震結(jié)構(gòu)地...
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:147 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
非線性隔震支座的雙線性恢復(fù)力模型
華南理工大學(xué)博士學(xué)位論文性抗震結(jié)構(gòu)分析的效率。因此,將非線性隔震結(jié)構(gòu)在確定性分析的角度等效為結(jié)構(gòu)的方法在近幾十年得到了科研人員的廣泛關(guān)注。這類等效方法的基本思想用雙線性無剛度退化滯遲模型近似模擬隔震層或隔震支座的恢復(fù)力;通過引入剛度和等效阻尼比,將非線性隔震結(jié)構(gòu)等效為線性隔震結(jié)構(gòu),如圖 1-3 所示;線性系統(tǒng)的地震響應(yīng)計算方法進行分析。由此可見,等效線性剛度和等效阻尼是這種方法適用性的關(guān)鍵問題,它們通常表達為屈服后剛度比 與最大位移延 的函數(shù)。根據(jù)等效剛度的確定原則不同,等效參數(shù)的計算方法主要包括割線剛割線剛度法[1.126]。
圖 1-4 隔震支座計算模型(大震作用)Fig. 1-4Analysis model forisolators (Severe seismic excitation)圖 1-5 隔震支座計算流程(非線性時程分析法)Fig. 1-5Analysis procedure for isolators(Nonlinear time-history analysis)1.4.3.2 上部結(jié)構(gòu)計算對于上部結(jié)構(gòu)的計算,我國抗震設(shè)計規(guī)范采用兩種不同邊界條件的計算模型,如圖1-6 所示。其中,結(jié)構(gòu)①采用真實的非線性恢復(fù)力模型模擬隔震支座,結(jié)構(gòu)②則直接取消非線性隔震支座,將上部結(jié)構(gòu)的嵌固端設(shè)置在隔震支座上節(jié)點。兩個模型的上部結(jié)構(gòu)變形均假定在線性范圍內(nèi)。顯而易見,兩個模型在相同的地震輸入下,其響應(yīng)特性將存在本質(zhì)的差異,邊界附近構(gòu)件的響應(yīng)差異尤為明顯。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]車橋耦合系統(tǒng)隨機振動的時域顯式解法[J]. 蘇成,鐘春意,周立成. 應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2017(01)
[2]隔震結(jié)構(gòu)的快速非線性彈塑性分析方法[J]. 黃志堅,勞曉杰,蘇成,胡鳴. 深圳土木&建筑. 2015 (04)
[3]非平穩(wěn)隨機響應(yīng)靈敏度分析的時域顯式法[J]. 陳太聰,蘇成,胡智強,馬海濤. 振動工程學(xué)報. 2015(04)
[4]隔震結(jié)構(gòu)振型分解反應(yīng)譜計算方法研究[J]. 薛彥濤,巫振弘. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2015(04)
[5]大規(guī)模非線性系統(tǒng)隨機振動顯式迭代Monte Carlo模擬法[J]. 蘇成,黃歡,徐瑞,李雪平. 振動工程學(xué)報. 2014(02)
[6]非平穩(wěn)隨機激勵下結(jié)構(gòu)動力可靠度時域顯式子集模擬法[J]. 徐瑞,張加興,蘇成. 工程力學(xué). 2013(07)
[7]基于新型簡易隔震支座的村鎮(zhèn)建筑隔震性能研究[J]. 譚平,徐凱,王斌,周福霖. 土木工程學(xué)報. 2013(05)
[8]高阻尼隔震橡膠支座的相關(guān)性試驗研究及其參數(shù)取值分析[J]. 沈朝勇,周福霖,崔杰,黃襄云,莊學(xué)真,馬玉宏. 地震工程與工程振動. 2012(06)
[9]基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)等效線性化方法研究[J]. 馬曉輝,朱玉華,劉富君. 工程抗震與加固改造. 2012(03)
[10]昆明新國際機場航站樓基礎(chǔ)隔震設(shè)計及抗震性能分析[J]. 王曙光,陸偉東,劉偉慶,孫臻. 振動與沖擊. 2011(11)
博士論文
[1]大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)非平穩(wěn)隨機振動分析方法研究[D]. 徐瑞.華南理工大學(xué) 2010
[2]結(jié)構(gòu)工程自適應(yīng)控制的參數(shù)分析新方法研究及其在大跨度斜拉橋施工中的應(yīng)用[D]. 陳太聰.華南理工大學(xué) 2003
本文編號:3599231
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:147 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
非線性隔震支座的雙線性恢復(fù)力模型
華南理工大學(xué)博士學(xué)位論文性抗震結(jié)構(gòu)分析的效率。因此,將非線性隔震結(jié)構(gòu)在確定性分析的角度等效為結(jié)構(gòu)的方法在近幾十年得到了科研人員的廣泛關(guān)注。這類等效方法的基本思想用雙線性無剛度退化滯遲模型近似模擬隔震層或隔震支座的恢復(fù)力;通過引入剛度和等效阻尼比,將非線性隔震結(jié)構(gòu)等效為線性隔震結(jié)構(gòu),如圖 1-3 所示;線性系統(tǒng)的地震響應(yīng)計算方法進行分析。由此可見,等效線性剛度和等效阻尼是這種方法適用性的關(guān)鍵問題,它們通常表達為屈服后剛度比 與最大位移延 的函數(shù)。根據(jù)等效剛度的確定原則不同,等效參數(shù)的計算方法主要包括割線剛割線剛度法[1.126]。
圖 1-4 隔震支座計算模型(大震作用)Fig. 1-4Analysis model forisolators (Severe seismic excitation)圖 1-5 隔震支座計算流程(非線性時程分析法)Fig. 1-5Analysis procedure for isolators(Nonlinear time-history analysis)1.4.3.2 上部結(jié)構(gòu)計算對于上部結(jié)構(gòu)的計算,我國抗震設(shè)計規(guī)范采用兩種不同邊界條件的計算模型,如圖1-6 所示。其中,結(jié)構(gòu)①采用真實的非線性恢復(fù)力模型模擬隔震支座,結(jié)構(gòu)②則直接取消非線性隔震支座,將上部結(jié)構(gòu)的嵌固端設(shè)置在隔震支座上節(jié)點。兩個模型的上部結(jié)構(gòu)變形均假定在線性范圍內(nèi)。顯而易見,兩個模型在相同的地震輸入下,其響應(yīng)特性將存在本質(zhì)的差異,邊界附近構(gòu)件的響應(yīng)差異尤為明顯。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]車橋耦合系統(tǒng)隨機振動的時域顯式解法[J]. 蘇成,鐘春意,周立成. 應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2017(01)
[2]隔震結(jié)構(gòu)的快速非線性彈塑性分析方法[J]. 黃志堅,勞曉杰,蘇成,胡鳴. 深圳土木&建筑. 2015 (04)
[3]非平穩(wěn)隨機響應(yīng)靈敏度分析的時域顯式法[J]. 陳太聰,蘇成,胡智強,馬海濤. 振動工程學(xué)報. 2015(04)
[4]隔震結(jié)構(gòu)振型分解反應(yīng)譜計算方法研究[J]. 薛彥濤,巫振弘. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2015(04)
[5]大規(guī)模非線性系統(tǒng)隨機振動顯式迭代Monte Carlo模擬法[J]. 蘇成,黃歡,徐瑞,李雪平. 振動工程學(xué)報. 2014(02)
[6]非平穩(wěn)隨機激勵下結(jié)構(gòu)動力可靠度時域顯式子集模擬法[J]. 徐瑞,張加興,蘇成. 工程力學(xué). 2013(07)
[7]基于新型簡易隔震支座的村鎮(zhèn)建筑隔震性能研究[J]. 譚平,徐凱,王斌,周福霖. 土木工程學(xué)報. 2013(05)
[8]高阻尼隔震橡膠支座的相關(guān)性試驗研究及其參數(shù)取值分析[J]. 沈朝勇,周福霖,崔杰,黃襄云,莊學(xué)真,馬玉宏. 地震工程與工程振動. 2012(06)
[9]基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)等效線性化方法研究[J]. 馬曉輝,朱玉華,劉富君. 工程抗震與加固改造. 2012(03)
[10]昆明新國際機場航站樓基礎(chǔ)隔震設(shè)計及抗震性能分析[J]. 王曙光,陸偉東,劉偉慶,孫臻. 振動與沖擊. 2011(11)
博士論文
[1]大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)非平穩(wěn)隨機振動分析方法研究[D]. 徐瑞.華南理工大學(xué) 2010
[2]結(jié)構(gòu)工程自適應(yīng)控制的參數(shù)分析新方法研究及其在大跨度斜拉橋施工中的應(yīng)用[D]. 陳太聰.華南理工大學(xué) 2003
本文編號:3599231
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