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余震是由主震孕育而来，两者之间存在着一定的关联性，如何构造主余震型地震动模型，是工程结构抗震分析的基础。着眼于地震动的工程特性，根据主余震之间的峰值加速度、强震持时、场地卓越频率等要素，分别建立主震和余震自身的演变功率谱模型，基于非平稳随机过程的谱表示，通过引入随机函数降维模拟方法，实现仅用三个基本随机变量即可精确模拟主余震型地震动过程。研究表明，采用该降维模拟方法的效率和精度均满足工程需求，且与实测主余震型地震动记录的反应谱和幅值谱拟合一致，验证该模型与方法的优越性，为工程结构在主余震型随机地震作用下的抗震分析提供有效途径。 相似文献
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基于目标功率谱和包线的地震动合成 总被引：2，自引：0，他引：2
本文给出了以目标功率谱和目标包线函数为双目标函数的人工地震动合成方法,使人工地震动不仅符合目标功率谱,还基本符合目标包线函数,并对加速度基线进行了调整,使速度时程和位移时程更为合理。作者认为如果用反应谱作为目标谱,生成的人工地震动时程可能会弱化地震动的随机特性,用这样的人工地震动时程作为输入来分析建筑结构的非线性动力反应,不是理想的选择。对建筑结构进行非线性时程分析时,用基于功率谱的人工地震动作为输入,应当是一种更为合理的方法。作者认为平方和具有明确的物理意义,是随机信号的总能量参数,并通过理论分析和数值计算,对于一定持时的随机平稳信号样本,平方和(持时×平方平均值)对振幅起重要控制作用。平方和、归一化功率谱、时域包线函数是基于功率谱模型的地震动三要素。 相似文献
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本文详细论述了功率谱与功率谱密度、平方和SS与平方平均值MS的适用范围及物理意义,比较深入地分析了平稳和非平稳加速度时间历程的统计特征,通过引入时域包线获取特定相位的方法,考虑了非平稳特性。本文基于非平稳时间历程,在不考虑频率非平稳性的基础上,提出了设计地震动三要素:(1)平方和SS;(2)归一化自相关函数或其对应的功率谱;(3)地震动时域包线.本文提出了在设计地震动合成中考虑超随机特性的实用方法,并指出地震动的超随机特性(即归一化功率谱的锯齿状波动部分,或归一化自相关函数的随机噪声部分)与相位的随机性是地震动随机特性的两个重要方面。本文将地震动的统计分析直接建立在非平稳时间历程的基础之上,从而避开了要对地震动进行平稳化处理的困难。这样提取出的地震动统计特征完全是以真实地震动记录为基础的。应用这些统计特征,可模拟出符合统计要求的基于非平稳时间历程的设计地震动。最后本文还讨论了工程上常用的将反应谱近似转换为功率谱的转换式的一些缺陷。 相似文献
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近年来,为充分反映地震动随机特性对建筑结构的影响,采用真正意义的随机振动分析方法进行建筑结构地震作用计算的需求越来越迫切.为保证随机振动分析方法与传统振型分解反应谱法具有一致的输入条件,需要获取与规范反应谱完全等价的地震动功率谱.基于新修订的广东省《高层建筑混凝土结构技术规程(送审稿)》(DBJ 15-92-2020),迭代计算获得与该规范反应谱完全等价的地震动功率谱,并采用函数拟合技术获得等价地震动功率谱的拟合公式.此外,文中还讨论了不同功率谱初始形式以及不同结构阻尼比对等价地震动功率谱的影响. 相似文献
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在总结回顾具有同一统计特征非平稳地震动过程模拟的研究基础上, 提出了一个模拟产生与某个给定地震动记录具有同一统计特征[CD2]时变功率谱的非平稳地震动过程的方法. 方法具有如下一些特点: 模拟产生的样本过程在幅值上和频率上均是非平稳的, 幅值和频率的非平稳性均取决于目标时变功率谱; 任意一个样本过程的时变功率谱未必符合目标谱, 但在统计意义上却严格符合目标谱. 最后, 论文以Landers地震的一个加速度记录为例对方法进行了验证. 相似文献
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基于《电力设施抗震设计规范》的地震动随机模型参数研究 总被引：3，自引：0，他引：3
依据《电力设施抗震设计规范》（GB50260-96）中的设计反应谱,对随机地震动功率谱参数的取值进行了具体研究。首先,采用时间包络函数考虑地震的非平稳特性,给出了地震动持时的取值;然后,根据加速度峰值等效原则,迭代计算得到地面的加速度功率谱密度曲线;最后,选定Clough-Penzien修正过滤白噪声模型作为拟合函数,通过非线性拟合技术拟合了与《规范》中的地震烈度、场地类别相对应的谱参数。研究结果表明,Clough-Penzien修正过滤白噪声模型能较好地拟合其曲线形状。本文给出了相对于规范中的地面加速度功率谱参数值,可供这种模型作为地震地面运动输入时选用。 相似文献
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新型随机地震动模型 总被引：2，自引：0，他引：2
在研究结构的随机地震反应时，要用大量的符合场地条件的地震记录作为输入数据。但强震历史记录却不是每个地区都有的，因此根据符合场地条件的现有地震记录建立随机地震动模型具有重要意义。本文利用中国抗震规范2001版修正选取的样本波作为目标波，考虑了幅值和频率的双重非平稳性，建立了新型随机地震动模型——改进的时变ARMA模型随机地震动模型。通过使用残差的卡方检验法，对多种非平稳ARMA模型生成的模拟波进行检验；同时又比较丁模拟波与目标波的功率谱密度图和反应谱图。结果证明：此法能够更精确地反映不同场地条件地震动的频谱和幅值的真实内容，从而建立符合目标场地条件的更为有效的模拟地震动，为相关研究与工程设计架起一座桥梁。 相似文献
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超随机特性对地震动谱特性和时间历程的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
本文从单个地震动样本的角度分析了超随机部分对地震动波形的影响,认为自相关函数噪声部分或功率谱的随机波动部分对地震动波形的影响不大,对地震动的波形起主要控制作用的是地震动的相位谱或相位差谱,而自相关函数的噪声部分（或功率谱的随机波动成分）只对地震动波形起一定程度的调整作用。文中基于平稳随机过程的理论,用蒙特卡罗方法分析了自相关函数噪声项对人工合成地震动振幅和反应谱的影响：由于自相关函数的随机噪声项对地震动总功率或平方和的贡献为零,因此随机噪声项对合成地震动幅值的影响不大,但是由于自相关函数随机噪声项明显改变了地震动功率谱的形状和分布特征,使其出现了明显的波动,也在一定程度上提高了平均反应谱的峰值,从而对平均反应谱也产生一些影响。考虑地震动自相关函数中的随机噪声部分有助于更真实地模拟和反映地震动的真实特性。 相似文献
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考虑地震动的随机性和频率与强度非平稳性,通过理论分析,提出了一般随机地震动模型,并给出了确定模型参数的原则和方法。该模型以地震动强度、地震动能量以及地震动持时等宏观指标作为控制随机地震动模型参数的指标,而对其内在的频谱组成等指标只要求满足一般地震动的特征。该模型可以用于描述平稳随机过程、强度非平稳随机过程以及强度和频率完全非平稳随机过程。通过与常用功率谱模型的比较,验证了该模型的合理性。 相似文献
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A modified method for simulating non-stationary multi-point earthquake ground motion 总被引：1，自引：1，他引：0
A spectral-representation-based algorithm is proposed to simulate non-stationary and stochastic processes with evolutionary power,according to a prescribed non-stationary cross-spectral density matrix. Non-stationary multi-point seismic ground motions at different locations on the ground surface are generated for use in engineering applications. First,a modified iterative procedure is used to generate uniformly modulated non-stationary ground motion time histories which are compatible with the prescribed power spectrum. Then,ground motion time histories are modeled as a non-stationary stochastic process with amplitude and frequency modulation. The characteristic frequency and damping ratio of the Clough-Penzien acceleration spectrum are considered as a function of time in order to study the frequency time variation. Finally,two numerical examples are presented to validate the efficiency of the proposed method,and the results show that this method can be effectively applied to the dynamic seismic analysis of long and large scale structures. 相似文献
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在Vlachos等提出的双模态时变修正Kanai-Tajimi功率谱模型及其参数识别方法的基础上,利用杜修力等提出的Kanai-Tajimi功率谱滤波方法并引进遗传算法及二次优化识别技术进行改进,建立地震动时变功率谱的参数模型化方法。通过集集地震波的时变功率谱模型参数识别及模拟地震动算例,验证改进后的双模态时变修正Kanai-Tajimi功率谱模型的可行性和有效性,其方法可运用到重大工程结构抗震分析的设计地震动输入中。 相似文献
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This paper proposes a computational procedure for the conditional simulation of spatially variable seismic ground motions for long span bridges with multiple supports. The seismic ground motions, with part of their time histories measured at some supports, are regarded as zero‐mean nonstationary random processes characterized by predefined evolutionary power spectral density. To conditionally simulate unknown seismic ground motion time histories at other supports, the Kriging method is first described briefly for the conditional simulation of a random vector comprised of zero‐mean Gaussian variables. The multivariate oscillatory processes characterized by the evolutionary power spectral density matrix are then introduced, and the Fourier coefficients of the oscillatory processes and their covariance matrix are derived. By applying the Kriging method to the random vector of the Fourier coefficients and using the inverse Fourier transform, unknown nonstationary seismic ground motion time histories can be simulated. A numerical example is selected to demonstrate capabilities of the proposed simulation procedure, and the results show that the procedure can ensure unbiased time‐varying correlation functions, especially the cross correlation between known and unknown time histories. The procedure is finally applied to the Tsing Ma suspension bridge in Hong Kong to generate ground accelerations at its multiple supports using limited seismic records. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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工程上常将规范反应谱拟合的确定性取值作为地震动演变功率谱参数,这虽然便于工程应用,但同时存在明显弊端:一方面,参数并非从实测强震记录中获得,具有较强的经验性;另一方面,确定性参数生成的地震动样本过于规则,且工程特性单一,无法全面地反映地震动的随机性。为了克服上述难题,从PEER的NGAGWest2地震动数据库中筛选1 766条主轴方向的实测强震记录,并根据《中国地震动参数区划图》建议的场地类别和聚类方法划分为15组;随后,识别实测强震记录的演变功率谱参数,并结合K-S检验和BIC信息准则,确定每个参数最优概率模型;最后,根据演变功率谱参数统计建模结果,结合降维方法,生成了Ⅱ类场地与Ⅲ类场地的代表性时程。与《建筑抗震设计规范》中建议取值不同,研究参数来源于实测地震动,且具有随机性,避免地震动样本工程特性的单一化和规则化。 相似文献
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Nonstationary stochastic response of structural systems equipped with nonlinear viscous dampers under seismic excitation 总被引：1，自引：0，他引：1 
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下载免费PDF全文 Nonlinear viscous dampers are supplemental devices widely used for enhancing the performance of structural systems exposed to seismic hazard. A rigorous evaluation of the effect of these damping devices on the seismic performance of a structural system should be based on a probabilistic approach and take into account the evolutionary characteristics of the earthquake input and of the corresponding system response. In this paper, an approximate analytical technique is proposed for studying the nonstationary stochastic response characteristics of hysteretic single degree of freedom systems equipped with viscous dampers subjected to a fully nonstationary random process representing the seismic input. In this regard, a stochastic averaging/linearization technique is utilized to cast the original nonlinear stochastic differential equation of motion into a simple first‐order nonlinear ordinary differential equation for the nonstationary system response variance. In comparison with standard linearization schemes, the herein proposed technique has the significant advantage that it allows to handle realistic seismic excitations with time‐varying frequency content. Further, it allows deriving a formula for determining the nonlinear system response evolutionary power spectrum. By this way, ‘moving resonance’ effects, related to both the evolutionary seismic excitation and the nonlinear system behavior, can be observed and quantified. Several applications involving various system and input properties are included. Furthermore, various response parameters of interest for the seismic performance assessment are considered as well. Comparisons with pertinent Monte Carlo simulations demonstrate the reliability of the proposed technique. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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In this paper a probabilistic approach has been adopted to study both the effects of uncertainty in earthquake frequency content and the correlation between earthquake frequency content and ground motion intensity on the response of a single-storey torsionally coupled elastic structure. The earthquake ground motion has been assumed to be a Gaussian, zero mean, stationary random process which is fully characterized by a power spectrum. The ground acceleration power spectrum is idealized as a probabilistic normalized power spectrum computed from actual earthquake records. The advantage of such an idealization is that it enables the effect of the natural frequency as a controlling structural parameter in torsional coupling to be assessed. Comparisons of the dynamic amplifications of eccentricity with those obtained from modern codes of practice and conventional response spectrum analyses have been made. The results of this study have shown that the variation in the frequency content has a significant effect on the response of low frequency structures, while the correlation between the frequency content and the intensity of seismic ground motion is insignificant for the wide range of structures considered. The structure natural frequency has been shown to be an important controlling parameter in the torsionally coupled response of structures subject to seismic loading. The frequency dependence of the dynamic amplification of eccentricity was found not to be reflected in the response spectrum analysis and the torsional provisions of modern building codes. 相似文献
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曲线梁桥由于其平面不规则性导致结构在地震激励下产生弯扭耦合效应,使得隔震曲线梁桥的地震响应更加复杂。目前常用的控制方法是将隔震技术与附加减震装置相结合对曲线梁桥进行控制。本文将地震动考虑为一均匀调制非平稳随机过程,针对隔震曲线梁桥长周期、低频率的特点,选取Clough-Pension平稳地震动功率谱模型作为随机地震动输入模型,对无控(NON-C)、经典线性最优控制(COC)以及序列最优控制算法(SOC)三种状态下的曲线桥梁进行随机响应分析。通过建立曲线梁桥在随机地震动作用下的运动方程,求出减震控制结构的位移谱密度、加速度谱密度响应及时变方差。分析结果表明:序列最优控制算法(SOC)在使隔震层位移得到减小的同时,可以更有效地控制上部结构的地震响应,具有更好的控制效果。 相似文献
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以某典型的12层钢筋混凝土框架结构作为研究对象,研究基于非线性动力时程分析和地震动参数的RC框架结构易损性分析方法。首先采用静力pushover分析判定结构薄弱层,并确定结构性能(capacity)参数;然后应用非线性动力时程分析估计结构地震反应,研究以峰值加速度和基本周期加速度反应谱作为地震动参数结构反应的不确定性,并进一步分析结构地震需求(demand)参数与地震动参数的关系;在此基础上,分别建立该结构基于峰值加速度和加速度反应谱的易损性曲线,通过考虑场地条件对地震动特性的影响,研究场地条件对结构易损性的影响,结果表明不同场地条件下的结构易损性曲线有一定差异。应用本文方法,根据新一代地震区划图或地震安全性评价确定的地震动参数,可以直接估计结构在未来地震中出现不同破坏的概率,这在结构的抗震性能评估和地震损失预测中有一定意义。 相似文献