基于随机振动的高层框架结构地震响应分析

摘要

目前，用随机振动理论来研究结构的地震响应以及其概率特性是建筑结构的抗震理论的重大发展。因为对于结构物来说地震作用是一个随机过程。我国是一个地震多发国家，自建国以来，日益兴建了很多大型设施，在国际上有重大影响的大坝、大跨度建筑、大桥等。在对这些大的结构进行抗震研究时，地震激励的空间效应也应该考虑。随机振动虚拟激励法对于其低效率的计算方法取得了实质性的突破。虚拟激励法的最大特点是将平稳随机响应的计算转化为简谐响应的计算，将非平稳随机响应的分析转化为普通的逐步积分分析[1]。随着我国经济的快速发展，建筑结构体型也将会越来越复杂，对结构抗震设计的要求也将会越来越高，推广这门技术性学科的丰富成果在工程中更广泛的应用。本文对混凝土框架结构在随机地震动作用下的结构响应计算方法和地震响应特征进行分析，主要研究内容如下:
　　 1.在随机振动虚拟激励法的基础上对高层框架结构做随机地震响应分析，把高层框架结构简化为剪切层模型，利用随机振动虚拟激励法和有限元软件SAP2000分别对模型进行自振分析，将两者结果对比，进一步验证了模型的可靠性。
　　 2.搜集资料，计算出相关参数，绘制出白噪声模型的加速度曲线，进而确定加速度输入模型;用随机振动虚拟激励法计算出了高层框架结构的层间位移，其计算结果与有限元软件SAP2000计算结果相比较，说明SAP2000功率谱分析采用的模型适用于高层框架结构的分析。
　　 3.通过SAP2000对高层框架结构在随机地震作用下的随机响应规律进行研究，得到一些高层框架结构在地震作用下的有益结论。

目录

声明

摘要

引言

1 绪论

1.1 选题背景

1.2 随机振动概述

1.3 随机振动国内外研究现状

1.4 随机振动的快速算法

1.5 本文研究的主要内容

2 随机振动的相关理论研究

2.1 引言

2.2 随机振动虚拟激励法的应用范围

2.2.1 平稳单源随机激励

2.2.2 平稳多源随机激励

2.2.3 非平稳单源随机激励

2.2.4 非平稳多源随机激励

2.3 基于随机振动的结构破坏准则

2.4 一维地震作用下虚拟激励法计算

2.5 多维地震作用下虚拟激励法计算

2.6 虚拟激励法的计算结果比较

2.7 本章小结

3 地震动输入的模型研究

3.1 引言

3.2 地震动模型概述

3.2.1 假定的平稳随机地震动模型

3.2.2 非平稳随机地震动模型

3.3 平动分量的地震动随机模型研究

3.4 转动分量的地震动随机模型研究

3.5 多维地震动的随机模型研究

3.6 本章小结

4 高层框架结构的地震分析理论研究

4.1 引言

4.2 框架结构体系及其特点

4.3 框架结构力学模型研究

4.4 基于虚拟激励法高层框架结构模型的简化计算

4.5 高层框架模型自振分析

4.6 本章小结

5 高层框架结构随机地震响应分析

5.1 引言

5.1.1 功率谱密度分析

5.2 加速度地震动输入

5.2.1.水平加速度功率谱

5.2.2 扭转加速度功率谱

5.3 高层框架结构的随机响应分析

5.3.1 水平地震随机响应分析

5.3.2 多维地震随机响应分析

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果