基于非平穩(wěn)隨機(jī)理論的結(jié)構(gòu)抗震分析研究.pdf

1、分類號(hào)：TU352.11密級(jí)：公開UDC：624.04學(xué)號(hào)：356006509002南昌大學(xué)博士研究生學(xué)位論文基于非平穩(wěn)隨機(jī)理論的結(jié)構(gòu)抗震分析研究基于非平穩(wěn)隨機(jī)理論的結(jié)構(gòu)抗震分析研究StudyonSeismicAnalysisofStructuresBasedonNonstationaryStochasticProcessThey鄭永陽(yáng)培養(yǎng)單位（院、系）：建筑工程學(xué)院指導(dǎo)教師姓名、職稱：扶名福教授申請(qǐng)學(xué)位的學(xué)科門類：工學(xué)學(xué)科專業(yè)名稱：固

2、體力學(xué)論文答辯日期：2017年05月27日答辯委員會(huì)主席：評(píng)閱人：2017年05月27日摘要I摘要結(jié)構(gòu)抗震分析是一個(gè)極其復(fù)雜和極具挑戰(zhàn)性的課題，一直以來都是結(jié)構(gòu)工程、巖土工程和力學(xué)等學(xué)科的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一；在大部分情況下，抗震設(shè)計(jì)也是構(gòu)筑物和建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制性條件。同時(shí)由于結(jié)構(gòu)抗震分析綜合性很強(qiáng)，涉及到地震、材料、力學(xué)和工程等多個(gè)學(xué)科，需要將相關(guān)學(xué)科的知識(shí)結(jié)合起來。一旦結(jié)構(gòu)抗震方法使用不當(dāng)，預(yù)定抗震設(shè)防目標(biāo)將無(wú)法實(shí)現(xiàn)；甚至在強(qiáng)烈地

3、震發(fā)生時(shí)，造成建構(gòu)筑物倒塌和損毀。由于地震波具有非常強(qiáng)烈的非平穩(wěn)性，用傳統(tǒng)的傅里葉變換僅能獲取其頻域的信息，而不能獲得時(shí)變頻譜信息；同時(shí)又由于地震波具有非常顯著的空間非一致性，地震的非平穩(wěn)性及空間非一致性一同對(duì)結(jié)構(gòu)在地震作用下的反應(yīng)有著非常大的影響，地震波的這些特性給結(jié)構(gòu)抗震研究帶來更多挑戰(zhàn)。結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)在結(jié)構(gòu)抗震研究中得到了廣泛的應(yīng)用，目前主要采用時(shí)域和頻域的分析計(jì)算方法，由于地震波時(shí)變頻譜特性，傳統(tǒng)計(jì)算方法不能滿足工程應(yīng)用要求，迫切需

4、要建立時(shí)頻域的分析計(jì)算方法。為解決傳統(tǒng)的單純時(shí)域或者頻域方法的制約，小波變換被運(yùn)用到結(jié)構(gòu)抗震分析研究中來；但運(yùn)用基于小波變換理論的來解決該問題仍面臨諸多困難，如小波變換中所涉及的尺度參數(shù)與頻率之間的關(guān)系轉(zhuǎn)換問題等。本文將非平穩(wěn)隨機(jī)理論引入到傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震理論中，基于小波變換等時(shí)頻分析理論建立地震波的時(shí)變功率譜模型和結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析方法，取得了如下幾方面的成果：1.首先從地震波的非平穩(wěn)性特征出發(fā)，利用小波變換等時(shí)頻分析方法對(duì)已記錄的地震波進(jìn)行

5、時(shí)變功率譜估計(jì)計(jì)算，結(jié)合已有的功率譜模型，根據(jù)場(chǎng)地等條件進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，建立時(shí)變地震波功率譜模型，并給出相關(guān)模型參數(shù)。結(jié)合現(xiàn)有地震臺(tái)陣所收集的數(shù)據(jù)，研究地震動(dòng)空間變化特性，建立地震動(dòng)空間變化模型。2.將小波變換方法引入到傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算理論中，基于小波變換理論建立結(jié)構(gòu)的時(shí)頻模型和結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析方法。3.通過理論分析和對(duì)實(shí)際強(qiáng)震的反應(yīng)譜計(jì)算，并通過統(tǒng)計(jì)分析，建立物理意義明確，形式更為簡(jiǎn)單且安全系數(shù)更合理的抗震反應(yīng)譜統(tǒng)一計(jì)算公式。4.利用實(shí)際