地震动强度指标与RC框架结构非线性响应的相关性分析-防灾减灾及防护工程专业论文.docxVIP

英文摘要 英文摘要 重庆大学硕士学位论文 重庆大学硕士学位论文 PAGE PAGE VII VI VI 摘 要 地震波的选择是进行结构非线性动力时程反应分析的前提。选波的参考指标 要求能够反映地震动对结构非线性响应的影响程度。本文通过地震动强度指标与 结构非线性响应的相关性分析，考察这些指标反映地震动对结构非线性响应影响 的能力。本文进行了如下的工作: ① 3D 反应谱通过增加传统反应谱没有的若干单自由度结构次大响应来考虑 持时因素，3D 谱强度由 3D 反应谱在 0~6s 周期范围的体积积分得到。本文通过将 积分周期范围调整为 T~3T 之间对 3D 谱强度进行改进，其中 T 为分析结构的初始 周期。 ② 本文根据定义将反应谱中 0.1~0.5s 周期范围的峰值平均再缩小 2.5 倍得到 有效峰值（EPA），同时将计算周期范围调整为 T~3T 来改进有效峰值，其中 T 为 分析结构的初始周期。 ③ 特征峰值是考虑地震动能量在时间和频率上的集中程度而提出的地震动 强度指标。通过 L-P 快速小波变换法，选取对结构响应影响最大的几个小波分量 进行重构得到信号最大峰值即为特征峰值。考虑采用结构周期附近偏低频的小波 分量进行重构或调整分量的权重将特征峰值进行调整。在考察结构最大响应是否 由特征峰值引起这一过程中采用将重构的信号与结构响应在时间轴上进行比对的 方法，检查最大响应是否与特征峰非常靠近。 ④ 选取本着经济合理的思路设计的 4 榀周期在 0.73~2.38s 范围内的钢筋混凝 土框架作为分析对象。建立这些框架的 Opensees 模型并以一定的原则选取 60 条实 际地震波作为输入，进行动力非线性响应分析，并以结构最大顶点位移作为结构 响应指标。 在进行地震动强度指标与结构响应相关性分析之后发现，3D 谱强度和有效 峰值与结构响应的相关性在改进之后显著提高。调整后的特征峰值与结构响应的 相关性与改进后的 3D 谱强度和有效峰值相当，甚至更好，更准确地反映了地震动 对结构非线性响应的影响。经过分析少数最大响应不在特征峰值附近发生的情况 发现，或者最大响应位置对应的峰值大小与特征峰值相当，或者特征峰值处对应 的结构响应与最大响应相差不大。因此，可以认为结构的最大响应的确由特征峰 值引起。就本文遴选的框架结构和用于分析的 60 条地震波以及用于验证的 30 条 地震波来看，绝大多数的结构最大响应都能用特征峰值来解释。改进后的 3D 谱强 度、有效峰值以及特征峰值均可以作为选择地震波的参考指标。 关键词：结构非线性响应，特征峰值，3D 反应谱，有效峰值，相关性分析 ABSTRACT The selection of earthquake wave is an essential task for nonlinear dynamic time history analysis, and the reference index in the choice of earthquake wave should be able to reflect the effects of ground motion on the structural nonlinear response. Based on the correlation analysis between earthquake intensity index and structural response, the capacity of these indexes to reflect the effects of ground motion on the structural nonlinear response is studied. The main works in this paper are as follows: ① In the 3D response spectrum, the sub-maximum response of SDOF structure not found in the conventional response spectrum is added to consider the duration of ground motion, and 3D spectral intensity is obtained from the volume integral of the 3D response spectrum under the range of 0 ~ 6s cycle. In this paper, the 3D spectral intensity is improved through adjusting the integral