结构非线性时程分析中地震动参数选择研究

摘要

基于性能的设计是当前建筑结构设计的发展方向，其面临的一个重要问题是如何确定结构的需求，特别是非线性变形。在进行结构的非线性动力时程分析时，面临着众多的不确定因素，而地震动输入的不确定性对结构的响应影响最大。本文以国家自然科学基金“预应力混凝土框架结构基于损伤的抗震性能概率评价研究”为依托，围绕地震动强度参数指标的选择展开研究，按震中距将地震加速度记录划分为远场记录集和近场记录集，讨论并评价不同地震动强度参数的各项指标，给出不同情况下结构非线性时程分析中的地震动强度参数建议。
　　1.建立基于双线型滞回模型的不同自振周期、不同延性系数、阻尼比为0.05的弹塑性SDOF体系有限元模型；按2010版抗震规范设计了四个钢筋混凝土框架结构，各取出一榀平面框架建立基于纤维梁柱单元的OpenSees有限元模型；分别验证模型的正确性。
　　2.选取32个地震动参数作为本文研究对象，编制C++程序；选取182条远场地震加速度记录，计算其29个与结构无关的地震动参数，统计参数间的相关性；比较不同地震动调整方法对结构响应的影响。
　　3.分别将182条远场地震动记录作为输入，对360个SDOF模型和4个框架MDOF有限元模型进行动力时程分析，统计远场地震结构响应与地震动参数关系，从相关性、有效性、实用性、效益型四个方面评价32个地震动强度参数；选取184条近场地震加速度记录，作为近场地震动记录集，统计近场地震结构响应与地震动参数关系，比较近场地震动与远场地震动的地震动强度参数评价结果。

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1 绪论

1.1 研究意义与课题来源

1.2 国内外研究现状与进展

1.3 本文研究内容与研究目的

2 结构有限元分析模型

2.1 OpenSees简介

2.2 弹塑性SDOF体系结构建模

2.3 弹塑性MDOF体系建模

2.4 MDOF体系模型验证

2.5 本章小结

3 地震动参数统计和地震动调整方法比较

3.1 地震动参数统计

3.2 不同地震动调整方法比较

4 远场地震结构响应与地震动参数的统计分析

4.1 弹塑性SDOF体系地震响应与地震动参数的统计分析

4.2 MDOF体系结构弹塑性响应与地震动参数的统计分析

4.3 本章小结

5 近场地震结构响应与地震动参数的统计分析

5.1 近场地震的特点

5.2 近场地震记录的选取

5.3 近场地震地震动参数的统计分析

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录A SDOF体系地震动强度参数相关性统计结果

附录B SDOF体系地震动强度参数有效性统计结果

附录C SDOF体系地震动强度参数实用性统计结果

附录D SDOF体系地震动强度参数效益性统计结果

附录E 攻读学位期间参与科研项目和论文发表