【摘要】：隨機(jī)地震作用下橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)一直是研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。地震動(dòng)為典型的非平穩(wěn)過(guò)程,在時(shí)域、頻域內(nèi)均展現(xiàn)出顯著變化。而既有橋梁抗震分析通常考慮了時(shí)域內(nèi)的非平穩(wěn)特性,對(duì)頻率內(nèi)非平穩(wěn)特性的影響研究不足。因此,本文利用既有地震記錄,借助于小波變換方法識(shí)別出地震動(dòng)非平穩(wěn)特性,繼而考察對(duì)大跨度橋梁動(dòng)力響應(yīng)的影響,具有十分重要的理論和實(shí)際意義。本文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)對(duì)基于連續(xù)小波變換、S變換進(jìn)行激勵(lì)非平穩(wěn)特性提取的理論進(jìn)行了綜述,編制了基于Morlet小波、廣義諧小波、S變換的地震動(dòng)演變功率譜識(shí)別程序,并進(jìn)行了數(shù)值驗(yàn)證。結(jié)論如下:三種識(shí)別方法具有良好的頻域識(shí)別效果;Morlet小波方法能夠得到最優(yōu)結(jié)果的常系數(shù)矩陣為15階;Morlet小波與S變換在時(shí)間域識(shí)別效果較差;故最終推薦廣義諧小波作為地震動(dòng)演變功率譜識(shí)別方法。(2)介紹了考慮地震動(dòng)完全非平穩(wěn)特性的Priestley譜模型以及空間變異性模型,利用虛擬激勵(lì)法實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)、多維隨機(jī)地震動(dòng)施加到橋梁結(jié)構(gòu)的步驟。(3)建立某自錨式懸索橋有限元模型,進(jìn)行了模態(tài)分析;利用基于廣義諧小波基的小波變換識(shí)別出的三條實(shí)際地震動(dòng)時(shí)程(調(diào)幅后)的演變功率譜;采用虛擬激勵(lì)法計(jì)算了各控制截面、節(jié)點(diǎn)的動(dòng)力響應(yīng)演變功率譜及方差;分析結(jié)果表明地震動(dòng)非平穩(wěn)特性差異造成了的橋梁動(dòng)力響應(yīng)峰值變化近20%。
【圖文】：

而對(duì)于像大跨度橋梁這種大型土木工程結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物而言，自然災(zāi)害例如：非逡逑良態(tài)風(fēng)、地震、波浪潮汐力等則是對(duì)于結(jié)構(gòu)安全而言最大的隱患以及災(zāi)害性的激勵(lì)逡逑丨１－２！。上述三種自然災(zāi)害構(gòu)成的典型激勵(lì)頻譜的概率統(tǒng)計(jì)結(jié)果［３］如圖１－３所示。從圖逡逑中可以看出，各種類不同的周期特征下，對(duì)工程結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物的作用有著顯著的差異。逡逑自然界存在的普遍規(guī)律為隨機(jī)性，這種隨機(jī)的外部激勵(lì)作用下的結(jié)構(gòu)，是結(jié)構(gòu)隨機(jī)逡逑振動(dòng)所研宄的重點(diǎn)。其應(yīng)用了概率與統(tǒng)計(jì)的方法，在隨機(jī)性的外部激勵(lì)的作用下，逡逑對(duì)結(jié)構(gòu)及機(jī)械系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)的響應(yīng)、穩(wěn)定性和可靠度進(jìn)行了詳細(xì)分析的科學(xué)技術(shù)理論。逡逑現(xiàn)在，己經(jīng)成為了研宄土木結(jié)構(gòu)、地震動(dòng)、風(fēng)、海洋潮汐、機(jī)械等工程領(lǐng)域的振動(dòng)逡逑理論基礎(chǔ)，并在這些工程領(lǐng)域大放異彩，成為了不可或缺的力學(xué)分支［４＿５］。早在上個(gè)逡逑世紀(jì)的五六十年代，隨機(jī)振動(dòng)理論就開(kāi)始了蓬勃的發(fā)展，，國(guó)內(nèi)外大量學(xué)者豐富了其逡逑理論積淀，己然累積了大量的基礎(chǔ)性理論思路。逡逑．ｉ苔和煙囪＊逡逑。大＾度橋梁．＾逡逑＾邋構(gòu)筑物逡逑重力承臺(tái)逡逑４邐？逡逑Ｉ邐ｉｉ－￣￣＾邐Ａ邐擾動(dòng)縱傾邐Ａ邐

點(diǎn)就造成了如何對(duì)單一非平穩(wěn)激勵(lì)的時(shí)間瞬時(shí)特性進(jìn)行表達(dá)越來(lái)越成為學(xué)隨機(jī)振動(dòng)的焦點(diǎn)。對(duì)這個(gè)問(wèn)題的研宄，孕育出著眼于非平穩(wěn)激勵(lì)信號(hào)的局時(shí)頻域分析理論，這種理論應(yīng)用了局部變換的思路，對(duì)這些激勵(lì)信號(hào)構(gòu)建－頻域?yàn)榛酒脚_(tái)，時(shí)域－頻域－能量的三維分布構(gòu)成，清楚地展示了信號(hào)的質(zhì)特征－－一時(shí)間依存的瞬時(shí)特性，對(duì)隨機(jī)激勵(lì)理論有著非常重要的價(jià)值。幾十年的時(shí)間里，關(guān)于時(shí)頻域分析理論的研宄大量開(kāi)展，在不同領(lǐng)域內(nèi)由進(jìn)行論文發(fā)表，充分證明了時(shí)頻域分析的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U442.55

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2587561