基于可靠性的抗震设计 Ⅰ:等效线性系统

这是关于基于可靠性的抗震设计的两部份研究中的第一部份。在如地震荷载那样的随机荷载作用下的可靠性分析和基于可靠性的抗震设计中，经常要求对多自由度（MDOF）非弹性结构进行重复的时程解答，而使计算上花费过大。为减轻这种困难，得出了一种近似的方法。该方法采用保密系统一、二振型和整体屈服特性简单的等处非线性系统代替多自由度系统。使用过去地震中的大量实际记录进行回归分析为基础的两个经验响应修正系数可达到等效化。本文在给出地震激励作用下的特殊阻力矩框架的可靠性分析的数值算例，证明计算上的优点和方法的精确性。

基于线性定常系统等效的分数阶阻尼结构动力响应数值求解

分数阶导数是阻尼器本构模型的常用表达,相关结构动力响应的解析解答难以获得,高效时域数值求解具有重要实践意义。针对应用广泛的Riemann-Liouville型分数阶阻尼结构,引入基于多步预估-校正机制的Adams-Moulton算法计算分数阶导数,继而在各离散时刻构造等效线性定常动力系统,最终结合Newmark-β数值积分方案建立各时刻求解显式公式,实现高精度动力响应的直接快速求解。以单自由度振子受简谐荷载和单位脉冲为例,对比考察解析解、2种直接数值解法和该方法,验证该方法的高精度和稳定性。最后以多层阻尼减震结构受地震作用为例,对比考察迭代数值算法、工程近似算法和该文方法,进一步验证该方法在计算精度和计算效率上的综合优势,揭示工程应用潜力。

基于实测时间序列的非线性系统恢复力识别

提出一种完全基于激励和结构响应实测数据的结构动力系统非线性恢复力识别方法,并通过在一个4层钢结构模型中引入具有非线性特性的磁流变阻尼器(MR)模拟非线性恢复力,基于此模型结构在不同的激励方式下的动力响应测量数据,验证了该方法的有效性。对于结构的各自由度均受到激励的情况,运用最小二乘拟合算法识别出等效线性系统的物理参数(质量、刚度和阻尼矩阵),进而得到模型结构振动过程中MR阻尼力随时间变化情况并与实验实测结果进行了比较。针对结构仅在有限自由度上受到激励的情况,对以上方法进行了改进,提出了一种非线性系统恢复力的非参数化识别方法,利用结构中弹性恢复力的对称关系,分步确定了结构各层间恢复力模型,从而得到MR恢复力的大小并与实测结果进行了比较。结果表明,基于时域实测信号的非线性系统恢复力识别法在完整激励和非完整激励下均能有效地识别结构的非线性恢复力特性。文章所述方法可以运用于工程结构在动力荷载作用下的损伤发生发展过程的监测与识别。

应用ATC-40能力谱法评估结构目标位移

基于性能的抗震设计思想已得到国际上的普遍认可,其发展的一种趋势是建立简单的非线性方法确定结构非线性行为。非线性静力方法作为计算结构非线性行为的一种方法在工程界已得到普遍应用,其中ATC-40使用的能力谱法及改进的能力谱法是简化的非线性静力分析的主要方法。本文通过实例详细介绍并对比研究了这两种方法,发现ATC-40能力谱法低估了结构变形,改进的能力谱法(用非弹性设计谱建立需求谱)提供了相对较为准确的值。