随机地震反应谱研究及其应用

选择Kanai-Tajimi地震动模型,基于我国现行抗震规范(GB50011-2001)并利用随机极值原理进行参数研究.给出了多遇地震作用下的模型参数,对罕遇地震作用下的模型参数进行了初步探讨.在线性单自由度体系随机振动理论基础上提出了随机地震反应谱,给出了谱值及其概率分布.利用非线性体系随机振动理论对弹塑性随机地震反应谱也进行了探讨.利用随机地震反应谱确定了某钢-砼混合支架结构的水平地震作用.随机地震反应谱能够弥补常规反应谱不能给出最大反应发生概率的缺陷,同时也能将复杂的随机振动理论和广大工程师所熟悉的抗震知识结合起来,从而促进随机振动理论在实际工程中的应用.     

随机结构地震反应的反应谱分析法

本文将结构弹性模量、构件截面面积、截面惯性矩、质量分布及地震反应谱参数等视为随机变量,建立随机结构动力分析模型,并使用现行抗震规范反应谱进行结构地震反应计算。以此研究上述参数的不确定性(随机性)对结构地震反应计算结果的影响。     

反应谱理论及应用

谱分析是结构抗震分析的主要手段之一,弹性反应谱和以强度折减系数为基础的弹塑性反应谱构成了结构抗震设计的重要基础。对这两者的基本理论进行了简要的归纳和对比,并通过算例说明了二者在振型分解反应谱法和基于性能的建筑结构抗震设计中的应用。     

基于双规准反应谱的抗震设计谱

以千余条水平分量地震动记录为数据基础,考虑场地条件,距离和震级的影响,对地震动的加速度规准反应谱和双规准反应谱进行了研究.规准反应谱明显受到场地条件,距离和震级的影响,但场地、距离和震级影响下的平均双规准谱之间却表现出良好的一致性,基于此建议了统一的双规准设计谱模型.考虑阻尼比的影响和与现行规范设计谱的衔接,建议了可供工程设计参考使用的抗震设计谱,并与现行规范设计谱进行了比较.     

基于随机有限元法的平面多裂纹结构可靠性研究

在考虑材料参数、裂纹长度、外载分散性的前提下,文章首先用一般六节点单元和六节点奇异等参单元建立了平面裂纹的有限元模型,用Taylor展开随机有限元方法分析了平面裂纹应力强度因子分散性。在考虑多裂纹结构的断裂韧性和应力强度因子服从对数正态分布的基础上,结合可靠性分析中的应力强度干涉模型和二阶窄边界理论,建立了多裂纹结构的裂纹失稳扩展可靠性模型。当结构处于平面应变状态时,极限应力强度因子可以直接采用材料断裂韧性,当结构的厚度不能满足平面应变状态要求时,必须将材料平面应变断裂韧性转换为能适用的极限应力强度因子;对于各裂纹的应力强度因子及其分散性,可以通过随机有限元方法计算得到。     

新的谱随机有限元方法在随机结构中的应用

研究了随机结构的静力、自由振动以及稳定问题的递推求解方法，显式地给出了基于随机场谱表示的有限元求解的近似表达。和已有的谱随机有限元方法相比，推导更加简洁实用，计算规模大幅缩减。当随机场出现较大随机涨落时，从理论上保证了计算结果的收敛性。     

弹塑性反应谱研究综述

随着结构弹塑性地震反应研究的深入, 弹塑性反应谱的研究取得了大量研究成果。本文对各种形式的弹塑性反应谱的研究进行了综合讨论, 并指出要使弹塑性反应谱能用于抗震设计应解决的关键问题。     

空腹式型钢砼(SRC)框架结构随机地震反应分析

确定了地震动模型参数与地震烈度（或地震动加速度峰值）和场地土参数的定量关系;建立了型钢砼结构（空腹式）的光滑恢复力模型参数与结构设计参数的关系;提出了剪切型型钢砼框架结构弹塑性随机变形反应分析方法,并与本文的试验框架作了验证     

非经典振型反应组合及非经典反应谱

本文讨论了非正交阻尼体系非经典振型反应的组合问题，得出了可供工程抗震分析应用的振型组合公式。同时，本文还得到了非经典地震反应谱和经典地震反应谱的关系、阻尼比和标准反应谱的关系。本文研究结果为在工程抗震分析中应用非经典振型分解反应谱方法提供了依据。     

随机载荷谱下裂纹扩展统计特性研究

针对随机载荷谱下裂纹扩展的随机性和分散性,本文在确定性断裂力学基础上,应用概率断裂力学(PFN)方法研究随机载荷谱下裂纹扩展的分散性.考虑随机载荷谱下裂纹扩展分析特点,发展描述裂纹随机扩展统计特性的模型.通过与大子样试验结果对比,表明该模型可较好地反映裂纹扩展的统计特性.只要相应参量的分布特性已知,该模型亦可较方便地应用于工程实际.     

基于V/H的竖向地震动加速度反应谱研究

我国GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》规定竖向地震影响系数的峰值取相应水平向的0.65倍.本文收集美国中西部地区三分量强震数据记录292组共584条,研究了竖向地震动加速度反应谱V与水平向地震动加速度反应谱H的谱比值,以及谱比值随自振周期的变化规律.主要考察了震级、震中距、场地类别和阻尼因素对谱比V/H的影响,研究震级、震中距、场地类别和阻尼因素下的平均谱比曲线形状,并与抗震规范规定的0.65进行比较,提出修改建议,建议谱比值取考虑各因素影响的建议式,研究过程中,验证了所收集强震记录的可用性及研究成果的可信性.     

地震反应谱和设计反应谱差异性研究

设计反应谱是抗震设计地震荷载的表征和基础。编制了地震反应谱和地震波频谱分析程序;分析了EI Centro波、Northridge波、阪神波反应谱和频谱特性;分析了不同阻尼比对反应谱的影响;对反应谱与设计反应谱区别进行了分析。为合理选择地震波进行时程分析打下基础。     

竖向加速度设计反应谱研究

鉴于我国《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）未给出竖向加速度反应谱表达式这一现状,本文收集292组美国地区的强震记录,研究了各种地震环境下不同结构阻尼比对谱比取值（V/H）的影响,针对场地等单一影响因素统计得出谱比平均值并采用遗传算法进行最优拟合。以场地因素上的拟合谱比为基准谱比,考虑震中距、阻尼等因素取修正以建立各地震环境下的谱比建议式。应用我国10抗震规范中水平加速度反应谱表达式和本文的谱比建议式,本文列举了一个示例地震环境,并推导出竖向加速度设计反应谱建议式,研究成果可供我国抗震规范参考。     

拖拉机随机载荷的功率谱函数

拖拉机工作时,其发动机转左、驱动轮转矩、动力输出轴转矩、旋耕转矩、悬挂销或牵引杆上的作用力等都是随机载荷或含有随机成人。以恰当的函数来描述这些载荷信号的功率谱特性对于分析拖拉机系统的动态性能和动态过程仿真是至关重要的,本文推荐了一种功率谱的普遍形式并对其性态作了分析,并给出了拟合实全中函数具有较强的适应性。     

基于随机有限元的三通裂纹应力强度因子研究

针对三通焊缝处的裂纹,考虑了工况载荷及材料系数的不确定性,基于随机有限元法对焊缝处裂纹应力强度因子进行计算。利用有限元法对三通焊缝处裂纹进行建模。基于拉丁超立方抽样设计方法,将工作压力、工作温度、弹性模量、导热系数、泊松比视为随机变量,利用随机有限元法分析这些变量对应力强度因子最大值影响的灵敏度及应力强度因子最大值分布规律。为三通焊缝处裂纹的可靠性评定中应力强度因子的计算提供依据。     

随机信号包络的统计特性与包络谱的计算

对随机信号的分析是研究、处理各处随机振动问题的必要步骤。各种随机信号的包络的计算、 和包络谱的计算已屡见于各方面的研究及应用领域。本文先综述有关研究结果，并就一些文献中关于包络谱实际计算结果里的一个问题提出质颖，指出很可能是因不恰当地运用了某种谱估计方法处理的计算所致。     

场地相关双规准化地震动加速度反应谱

在分别统计了美国西部强震记录与我国强震记录的基础上,研究了规准反应谱和双规准反应谱的特性,并将规准反应谱与双规准反应谱以及两国记录的平均双规准反应谱进行了对比分析．研究结果表明,不仅不同场地上的双规准反应谱十分接近,而且不同地震地质环境下的双规准反应谱也基本相同,双规准反应谱比通常的规准反应谱更能反映地震动反应谱的规律性．这不仅有利于认识地震动的特性,还可使基于场地的抗震设计谱大大简化．     

随机线性控制系统的能稳性和谱的研究

本文给出了随机系统谱的定义，在此基础上给出了随机线性控制系统能稳性的一个谱判据；其次本文也解决了文献[1]对不可移动的谱提出的一个猜想，最后我们列出了一些有趣而有意义的问题，有待于进一步的研究。     

隔震结构抗震设计反应谱取值探讨

应用振型分解反应谱法对某一真实高层隔震结构进行了地震反应的计算和对比分析,计算发现现行抗震设计规范中的长周期反应谱部分应用于高层隔震结构过于保守,不能准确地反应隔震后结构的真实抗震性能。