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1.
考虑超随机特性的人工地震动合成 总被引：5，自引：5，他引：0
文中根据自相关函数随机噪声部分的2个重要性质提出了自相关函数随机噪声部分的迭代生成算法,并给出了以确定性自相关函数为目标函数,考虑随机噪声部分影响的人工合成地震动方法.本文的研究结果表明地震动加速度的平方和（SS）比峰值加速度（PGA）更好地量度了地震地面运动强度.文中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幅值和反应谱的影响：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0,因此随机噪声项对合成地震动幅值的影响不大,但由于自相关函数随机噪声项明显改变了地震动功率谱在频域上的分布特征,使原本光滑的平均反应谱出现了明显的波动,从而在一定程度上提高了平均反应谱的峰值,使自相关函数噪声部分对平均反应谱也有一些影响. 相似文献
2.
面向设计应用的地震动空间相干函数模型 总被引：1，自引：1，他引：1
本文对现有的常用地震动空间相干模型进行了总结,提出了一个新的面向工程抗震设计应用的形式统一的地震动空间相干函数模型,在此基础上推导出了多点地震反应谱和功率谱计算所需要的振型组合系数的解析表达式,避免了耗费时间的数值积分运算。本文模型与计算方法使多点地震激励下结构响应的计算时间减低至积分方法的1/20以下,使多点地震反应谱方法和多点地震功率谱方法在计算时间方面实用化。 相似文献
3.
目前人们在进行地震动相干函数模型参数的拟合时,选取的频段范围存在很大差异,而确定有效的频段范围对相干函数模型拟合结果的合理性很重要。本文利用AR模型(Autoregressive Model,自回归模型)计算地震动的功率谱,提出了根据功率谱"信噪比(SNR)"确定相干函数有效频段范围的方法。本文的信噪比中的"噪",专指AR模型中的激励白噪声,用于衡量AR模型中某一频率地震动功率谱与激励白噪声功率谱之间的比例。定义信噪比SNR=0时对应的频率为有效频段的最高频率,大于最高频率的频率成分,被当作是地震波中的随机成分,可以不考虑地震动的相关性。采用这一方法,对SMART-1第45次地震记录的不同台站间距下的地震波进行了功率谱估计,根据信噪比确定出了有效频段范围,并计算了相应的相干函数,结果表明此方法是可行的。 相似文献
4.
以平面框架结构为例阐述了结构平稳随机地震反应时域分析方法的应用。首先利用静力凝聚方法大幅度地缩减结构的自由度数目，形成一维链状模型，使得结构运动方程中只包含各层反应从而大大降低计算工作量。其次推导了结点随机反应和层间随机反应的计算公式，可以方便地获得结构在理想白噪声、金井清谱和改进金井清谱三种随机地震地面运动激励下的协方差位移反应函数和协方差速度反应函数。最后通过一个单跨双层的平面框架结构实例，阐述了这种方法的使用过程。 相似文献
5.
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
6.
结构平稳随机地震反应时域分析:方法 总被引：3，自引：3，他引：3
给出了三种常用的随机地震地面运动过程模型,即理想白噪声模型、金井清模型、改进金井清模型的相关函数表达式.引入状态向量,在状态空间中建立地震地面运动激励下的结构振动方程,并求解出结构的复模态特性和复模态反应.利用复模态叠加法推导出线性时不变多自由度体系在这三种随机地震动激励下的平稳协方差反应的解析式,可在时域内直接计算结构随机反应的统计特征.该方法物理概念清晰,结论简便明确,可作为实际工程结构平稳随机地震反应的实用分析方法. 相似文献
7.
强震地面运动的超随机特性研究 总被引：4，自引：4，他引：4
简述了几种常用的地震动平稳随机模型，这几种地震动平稳随机模型的功率谱是一组光滑的函数，相应的自相关函数基本上是指数衰减的振荡函数，且很快衰减到零；但是真实地震动的归一化自相关函数则有一较显著的随机噪声项，这个随机噪声的幅值为0．15左右，这就是本文中所说的超随机特性。目前常用的地震动平稳随机模型没有考虑这个随机噪声项及其对结构反应的影响。本文将真实地震动的自相关函数分解为一确定性函数和一随机噪声的叠加，并对自相关函数中的噪声部分进行了分析，得出两条重要性质。本文的研究结果表明地震动加速度时程的平方和(SS)比峰值加速度(PGA)更好地量度了地震地面运动强度。由于归一化自相关函数的随机噪声部分所对应的功率谱的随机波动成分对频率的积分为零，即归一化自相关函数的噪声部分对地震动总功率或平方和的贡献为零，因此自相关函数的随机噪声项对地震动的幅值影响不大，但自相关函数的随机噪声项明显改变了地震动功率谱在频域上的分布特征，因此会对结构反应产生一定的影响。由于篇幅所限详细内容将在下一篇文章中作进一步探讨。 相似文献
8.
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
9.
建筑物的抗震设防需要尽可能地掌握未来大地震强震动记录信息,但大地震强震动记录的匮乏阻碍了抗震设防实践的发展。经验格林函数方法作为模拟地震动的主要方法,可以提供可靠的大地震强震动记录,但也存在着许多问题,如缺乏对大地震断层滑动分布不均匀的描述、用经验确定小震数目、模拟方法受到大小地震相似条件的限制等。文中对上述经验格林函数方法存在的问题进行了研究,改进的经验格林函数方法,有效地解决了上述问题。并用其对唐山大地震进行了模拟,并把模拟的地震动时程和反应谱与实际记录相比较,发现用改进方法模拟的地震动加速度反应谱比用未改进方法模拟结果更接近实际的地震动记录加速度反应谱。由此说明改进的经验格林函数可更准确的模拟地震动。 相似文献
10.
《地震工程与工程振动》2020,(3)
地震动空间相干函数计算主要两类方法,一是采用谱窗方法对功率谱和互功率谱进行平滑的非参数方法,另一类是采用K-T(Kainai-Tajimi)谱拟合功率谱和互功率谱的参数方法。本文选取了SMART-1台阵第5次和第45次地震的水平分量加速度记录,采用AR(Auto-Regressive)自回归模型的参数方法,计算了不同台站间距的相干系数,并选用Loh相干函数模型,对两种方法的相干系数进行拟合,分别得到了拟合参数和标准差。结果表明:(1)基于AR自回归模型方法得到的拟合标准差小于非参数法;(2)非参数法和参数法的相干系数有明显差别;(3)随着间距的增大,基于非参数法的相干系数随着频率增大而变小的程度放缓,而基于参数法的相干系数明显反映出相干系数符合随着频率增大而变小,同时也随距离的增大而减小的共识。 相似文献
11.
平稳随机地震地面运动过程模型及其统计特征 总被引：8，自引：3，他引：5
地震地面运动过程具有强烈的随机性,应用随机理论对实际工程结构进行地震可靠性分析和抗震设计与加固时都需要建立合理的随机地震地面运动模型,本文选择3种典型的随机地震动模型,即理想白噪声模型、金井清模型和改进的金井消模型,分析了它们的物理概念、频域特征以及适用范围。引入状态向量,建立状态方程．通过复振型叠加法分析了地震地面运动过程的时域统计特性,推导出3种随机地震动模型的相关函数的解析表达式．这些结果可为结构随机地震反应时域分析和抗震可靠性评估提供基础。 相似文献
12.
Jiang Jinren Lu Qinnian and Sun JingjiangInstitute of Engineering Mechanics SSB Harbin ChinaHarbin University of Architecture Engineering Harbin China 《中国地震研究》1995,(4)
The statistical characteristics of strong ground motion specified by response spectrum and power spectral density function are studied using 190 strong-motion records of the Haicheng and Tangshan earthquakes in China and 138 earthquakes in the western United States.The response spectrum is normalized by the peak ground acceleration(i.e.,represented as spectral magnification factor),and the power spectral density function is described by the Kanai-Tajimi spectrum.The statistics and dependence of parameters are evaluated,and correlations between the spectral magnification factor or Kanai-Tajimi spectral parameters and the site condition,epicentral distance,or local magnitude are investigated.The statistical characteristics of spectra China and the U.S.A.are compared.Based on the results obtained the values of the statistics on spectral parameters for earthquake engineering applications in China are suggested. 相似文献
13.
以反应谱和功率谱密度函数表征的强震运动的统计特性 总被引：1，自引：0，他引：1
文中利用我国海城和唐山地震１９０条强震记录和美国西部１３８条强震记录研究了以反应谱和功率谱密度函数表征的强震运动的统计特性。反应谱用最大地面加速度归一化，即表为谱放大系数，功率谱密度函数用金井清谱描述。文中研究了参数的统计值和依赖性，以及谱放大系数和金井清谱参数与场地条件、震源和震中距等之间的相关性，分析比较了中美两国强震运动谱的统计特性，并对我国地震工程应用的强震运动谱的统计参数值的选取提出了建议。 相似文献
14.
H. U?ur Koyliioglu Ahmet ?. Çakmak Søren R.K. Nielsen 《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》1997,16(2):95-112
A nonlinear hysteretic model for the response and local damage analyses of reinforced concrete shear frames subject to earthquake excitation is proposed, and, the model is applied to analyse midbroken reinforced concrete (RC) structures due to earthquake loads. Each storey of the shear frame is represented by a Clough and Johnston hysteretic oscillator with degrading elastic fraction of the restoring force. The local damage is numerically quantified in the domain [0,1] using the maximum softening damage indicators which are defined in closed form based on the variation of the eigenfrequency of the local oscillators due to the local stiffness and strength deterioration. The proposed method of response and damage analyses is illustrated using a sample 5 storey shear frame with a weak third storey in stiffness and/or strength subject to sinusoidal and simulated earthquake excitations for which the horizontal component of the ground motion is modeled as a stationary Gaussian stochastic process with Kanai-Tajimi spectrum, multiplied by an envelope function. 相似文献
15.
In this paper, a numerical sensitivity analysis of the site effect on dynamic response of pipelines embedded in some idealised soil deposits resting on a halfspace covering a wide range of soil profiles encountered in practice and subjected to vertically propagating shear waves, is presented. The power spectrum of the lateral differential displacement between two distant points due to the site effect is formulated analytically by using an analytical amplification function of a viscoelastic inhomogenous soil profile overlying either a compliant halfspace or a bedrock, represented by a more realistic continuous model. Also, Kanai-Tajimi spectrum parameters are estimated and expressed analytically from the soil profile model. Finally, results in the form of stochastic response spectrum of pipelines, for different key soil and pipeline parameters, are given and discussed. 相似文献
16.
R. S. Jangid 《地震工程与结构动力学》2004,33(15):1417-1428
Earthquake excitation is often modelled by non‐stationary random process (i.e. uniformly modulated broad‐band excitation) for analysis of structural safety subjected to seismic hazards. In this paper, the non‐stationary response of a single‐degree‐of‐freedom (SDOF) system to non‐stationary earthquake motion is investigated for different shapes of modulating functions. The evolutionary power‐spectral density function (PSDF) of the displacement of the SDOF system is obtained using the time‐varying frequency response function and the PSDF of the earthquake excitation. The close form expressions for time‐varying frequency response function are derived for different shapes of the modulating functions. In order to study the effects of the shape of the modulating function, a comparison of the non‐stationary earthquake response of the SDOF system is also made for different modulating functions having the same energy content. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
17.
Izuru Takewaki 《地震工程与结构动力学》2001,30(4):519-535
Since earthquake ground motions are very uncertain even with the present knowledge, it is desirable to develop a robust structural design method taking into account these uncertainties. Critical excitation approaches are promising and a new non‐stationary random critical excitation method is proposed. In contrast to the conventional critical excitation methods, a stochastic response index is treated as the objective function to be maximized. The power (area of power spectral density (PSD) function) and the intensity (magnitude of PSD function) are fixed and the critical excitation is found under these restrictions. It is shown that the original idea for stationary random inputs can be utilized effectively in the procedure for finding a critical excitation for non‐stationary random inputs. The key for finding the new non‐stationary random critical excitation is the exchange of the order of the double maximization procedures with respect to time and to the power spectral density function. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
18.
针对工程中常见的非平稳地震动激励,进一步建立了时变功率谱估计的理论框架。首先,在多个样本情形下,采用信号处理中的时频分析方法对非平稳激励的时变谱估计理论进行了讨论。当激励样本数量有限时,对Priestley提出的估计方法进行了介绍。其次,以地震工程中常用的Kanai-Tajimi谱模型为目标,分别对均匀调制与一般调制谱的估计结果以及不同估计方法的精度与收敛性进行评价后,提出了能够方便工程应用的建议。最后,针对SMART-Ⅰ(Strong Motion Array in Taiwan,Phase Ⅰ)密集台阵第45次地震记录的多组三维样本,揭示了EW、NS、UD三个方向时变谱的典型特征以及各方向间的时变相干性。结果表明:与短时Fourier变换相比,复Morlet小波与广义谐和小波估计谱具有较好的精度与收敛性,Priestley方法估计单个样本具有优势;SMART-Ⅰ台阵地震动具有强度和频率的双重非平稳性,三个方向具有弱相干性。研究结论可为拓展谱估计理论的工程应用以及后续大跨结构多维多点非平稳地震响应的分析提供参考。 相似文献