地震動特性對結(jié)構(gòu)非線性響應(yīng)的影響分析.pdf

1、在地震區(qū)保證抗震結(jié)構(gòu)在較強(qiáng)地震作用下安全可靠的較成熟方法, 應(yīng)首推以非線性動力時程反應(yīng)分析為基礎(chǔ)的多波驗算。在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的模型化之后, 影響驗算結(jié)果的最大不確定性因素就是如何合理地選取地震波。一般來說, 選取的地震波應(yīng)該盡可能地與房屋在設(shè)計使用期限內(nèi)以較大概率將要遭受的地震動相似。就現(xiàn)有的研究結(jié)果看, 為達(dá)到上述目的, 一般認(rèn)為應(yīng)主要控制地震波的加速度幅值、頻譜特性和持時這三個最重要的地震動特性, 并在一定程度(或平均意義) 上與目

2、標(biāo)反應(yīng)譜一致。如果對輸入地震波不加限制, 分析結(jié)果的差異可以高達(dá)幾倍甚至幾十倍。但即使嚴(yán)格按照前述方法控制, 仍然可能出現(xiàn)在幾條反應(yīng)譜相近的地震波作用下, 各模擬彈塑性動力反應(yīng)結(jié)果之間的差異較大, 甚至相差幾倍以上的現(xiàn)象。這說明僅僅通過控制上述三個因素對地震波進(jìn)行判斷, 還沒有說明問題的全部, 一些上述方法未能控制住的地震動特性有時可能會對結(jié)構(gòu)的非線性動力反應(yīng)產(chǎn)生顯著影響。 此外，雖然地震動的非平穩(wěn)特性被越來越多的研究者所認(rèn)識

3、，但是其對結(jié)構(gòu)非線性響應(yīng)的影響卻一直沒有較為深入的研究。傳統(tǒng)的反應(yīng)譜和功率譜缺乏對地震動時間信息的表達(dá)，而由小波變換得到的地震動局部譜(時變譜)能更準(zhǔn)確地反應(yīng)地震動的非平穩(wěn)性。更為重要的是，小波變換可以將地震動能量在時間上的分布進(jìn)行調(diào)整而不改變能量在頻率上的分布，對考察地震動非平穩(wěn)性對結(jié)構(gòu)非線性響應(yīng)的影響非常有利。 最后，進(jìn)行結(jié)構(gòu)地震時程分析時，輸入地震波的確定是基礎(chǔ)，僅依靠現(xiàn)有的地震加速度記錄往往不能滿足要求。而人造地震波由于

4、在滿足需求的烈度、持時及頻譜特性等方面具有任意性和統(tǒng)計性等特點(diǎn)，已逐漸成為輸入地震波的一個與實際地震動記錄同等重要的來源, 并且將在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中扮演越來越重要的角色。但是，人造地震波能否反映對結(jié)構(gòu)響應(yīng)影響很大的實際地震波的非平穩(wěn)特性？這還有待考察。 本文將采用結(jié)構(gòu)非線性分析程序OpenSees建造五榀平面結(jié)構(gòu)模型，利用基于ARMA模型的人造地震波法構(gòu)造幾條人工地震波，并將人工地震波和隨機(jī)篩選的實際地震波輸入結(jié)構(gòu)模型中。在對比