基于Kanai-Tajimi/Clough-Penzien模型时MTMD的动力特性

研究了由许多刚度和阻尼保持常量且频率呈线性分布的TMD形成的MTMD的地震特性。基于虚拟激励法和Kanai_Tajimi及Clough_Penzien地震谱 ,建立了结构 -MTMD系统的传递函数和动力放大系数 (DMF)。于是MTMD的优化准则定义为Min .Min .Max .DMF。通过最优搜寻得MTMD的最优频率间隔、平均阻尼比、调谐频率比和相应的控制有效性指标。考虑结构受控频率与场地土卓越频率比的不同取值 ,研究场地土卓越频率对MTMD最优参数及有效性的影响。

基于现行抗震规范的Kanai-Tajimi模型参数研究

基于我国现行抗震规范(GB50011-2001)并利用随机极值原理对地震动随机模型Kanai Tajimi功率谱参数进行分析,提出为考虑土体的非线性特性,有必要区分多遇地震作用下和罕遇地震作用下的模型参数;给出了多遇地震作用下与规范相一致的场地土阻尼比和卓越频率,建立了谱强度因子S0与地面最大加速度的关系;对罕遇地震作用下的模型参数进行了初步探讨。

基于Kanai-Tajimi模型的地震作用荷载新型识别方法

目的研究一种识别地震作用荷载的方法,为地震作用荷载的识别与相应结构的动力特性、损伤的识别提供一种新的途径,进一步为结构的安全性、损伤进程和耐久性等研究提供理论参考.方法利用Kanai-Tajimi模型将单位强度白噪声过程模拟为未知的地震作用,并将其作用在结构上,然后根据数值模拟计算得到的结构体系响应作为观测量,采用Kalman滤波对未知荷载状态加以识别.结果最终可以利用结构的加速度响应反演得出地震作用的等效荷载,在人工添加5%观测噪声的条件下,最大误差率为7%左右,而在人工添加10%观测噪声的条件下,最大误差率为8%左右.结论通过算例的验证,说明笔者所采用的方法精度较高,获得了较好的识别效果.

基于时变Kanai-Tajimi模型的爆炸地震动拟合

借鉴完全非平稳地震动的研究方法,将VLACHOS C提出的完全非平稳时变Kanai-Tajimi模型用于爆炸地震动的拟合。结合实际爆炸地震动对这两种模型进行分析验证,通过比较拟合爆炸地震动与实际爆炸地震动的加速度时间历程曲线、反应谱、强度包线、归一化累积能量以及累积穿零次数,从时域和频域两方面来分析拟合效果,通过研究表明,单峰时变Kanai-Tajimi模型更适合用于爆炸地震动的拟合。

考虑随机效应的Clough-Penzien功率谱参数预测模型及地震动合成

国内外学者对典型的地震动参数(a PG,v PG,SAs,I A,Ds等)预测方程的研究不断深入,但对于表征地震动频谱特性的功率谱模型参数预测方程的研究却很少。鉴于地震动的频谱特性与震源特性、传播路径和场地条件紧密相关,该研究基于地震动传播的物理机制建立了Clough-Penizien功率谱(C-P谱)模型参数的预测模型。为了更好地描述不同地震事件不同记录之间的相关性,对模型考虑随机效应,建立了谱参数的预测随机效应模型。采用改进的随机效应一次迭代回归算法,对各类场地C-P谱模型参数的预测随机效应模型进行回归分析,确定了模型系数。结合相位谱的物理传播模型与所提出的C-P谱参数预测模型,构建了“震源-传播路径-局部场地”物理传播机制的随机函数模型。算例分析结果表明,该研究提出的谱参数预测方程模型与实际功率谱拟合较好,模拟得到的地震动记录与原始地震记录的时频特性十分接近,可以较好实现地震动记录的模拟和预测,对地震危险性、易损性和风险分析及抗震设计与评定具有重要的指导意义。

基于水工抗震规范的地震动概率模型研究

地震动的强度和频率全非平稳性对结构反应具有重要的影响,尤其对结构非线性反应更为敏感。在平稳地震动过程的Clough-Penzien功率谱基础上,建议一类全非平稳地震动加速度过程的广义Clough-Penzien演变谱模型。应用非平稳随机过程模拟的谱表示-随机函数方法,针对我国《水工建筑物抗震设计规范》(DL 5073–2000)中的4类场地条件,进行全非平稳地震动演变功率谱模型的参数识别研究。同时,建立4类场地条件下的水工建筑物抗震设计所用地震动的代表性样本集合,为水工建筑物抗震设计提供合理的地震动输入。

基于Kanai-Tajimi谱六参数黏弹性耗能结构地震响应的简明封闭解

频域法在计算线性系统随机响应时应用较广泛,但其显著缺点为:计算多自由度动力系统随机响应功率谱无显示封闭解;获得结构响应的方差和谱矩需要数值积分,分析精度和效率受积分步长和积分区间影响较大。基于以上问题,研究了六参数黏弹性耗能多自由度结构基于Kanai-Tajimi谱地震作用下平稳响应的解析解法。运用该方法对一榀5层建筑结构进行分析,获得了线性多自由度耗能结构地震动系列响应方差及0~2阶谱矩的简明封闭解,并将其与虚拟激励法进行对比分析。研究表明,简明封闭解法是一种非常有效的计算线性多自由度系统随机稳态响应的简明解法。

基于高低频混合模型的近断层脉冲型地震动的模拟

近断层地震动具有显著的时频非平稳特性,文中将近断层脉冲型地震动分解为高频和低频2部分:采用Gabor小波模型和MP03脉冲模型分别模拟低频脉冲分量,通过对比分析确定最优模型;采用完全非平稳时变Kanai-Tajimi模型模拟高频随机分量,然后将两者叠加生成合成的地震动时程。结果表明:在模拟低频分量方面,Gabor小波模型的模拟精度高于MP03脉冲模型,采用完全非平稳时变Kanai-Tajimi模型和Gabor小波模型分别模拟高低频分量,能够较高的反映近断层脉冲地震动波形。

随机地震多点激励作用下对称结构的扭转效应

结合GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》选取与规范各类场地条件相适应的Clough-Penzien地震动随机模型功率谱的谱参数,从多点输入地震角度研究了不同场地、不同设计地震分组情况下单层对称空间刚架结构的动力响应,结果表明:多点非一致地震激励下,即使严格意义上的对称结构也会产生明显的扭转效应,扭转效应大小可采用一致激励下使结构产生同样扭矩的等效偏心率来衡量,且等效偏心率随结构体系的自振周期、平扭周期比、场地条件等因素变化而改变;对于多高层对称结构,多点非一致激励扭转效应的影响主要集中在结构底层附近,这种作用方式类似圣维南局部性原理.

雷达塔频率控制和地震反应分析

为了避免周围建筑对雷达工作的影响,雷达塔通常高达100 m左右,由于雷达工作性能的要求,雷达塔的基频不得小于1.0 Hz,对于如此高大的结构,如何控制其频率,是值得研究的问题。通过大量计算和分析,得出了一些可以显著提高雷达塔的基本频率的规律。同时,应用反应谱法、时程分析法和随机振动法,分析了雷达塔的地震反应。计算结果表明,雷达塔能够满足中国地震规范对层间位移的要求。

随机地震反应谱研究及其应用(英文)

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.

非线性包装系统中关键部件振动可靠度分析

研究非线性包装件中关键部件在真实的具有一定谱特征的随机振动激励下的振动可靠度。考虑到实测随机振动PSD曲线的多峰值特征,采用多阶Kanai-Tajimi模型模拟随机振动的功率谱密度,将真实随机振动在标准正态随机变量空间中离散化表达。考虑包装件中的关键部件,将包装件建模为二自由度非线性支座激励系统,应用模型修正因子法,将非线性包装件等效表示为一个线性化系统,应用一阶可靠度方法分析包装系统中关键部件的首次穿越损坏概率。应用数值分析的方法分析包装件中各参数变化对损坏概率的影响。该研究对于计算包装件损坏概率、优化包装件参数以提高振动可靠度,具有重要的指导意义。

TMD系统在单层球面网壳竖向减震中的应用

随着空间网格结构朝着大跨度、大空间的方向发展,结构在竖向地震作用下的响应不容忽视。为降低单层球面网壳在竖向地震作用下的结构响应,采用TMD系统对其进行竖向减震控制。以K8型单层球面网壳为研究对象,基于Kanai-Tajimi过滤白噪声模型合成了4条代表不同场地类别的激励波进行动力时程分析,以结构最大节点位移、最大Mises应力和最大加速度综合减震率为参考指标,探求了TMD质量比、调谐频率、阻尼比等参数对减震效果的影响规律,并优化分析了TMD系统在网壳上的布置位置。对网壳结构进行了矢跨比参数分析,比较发现:网壳矢跨比分别为1/7、1/5和1/3时,TMD系统减震效果呈随矢跨比增大而下降的趋势。建议TMD系统应用于单层球面网壳上时,其矢跨比不宜大于1/5。