基于双线型恢复力模型的弹塑性时程分析和能量法研究

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1、基于双线型（申请工学硕士学位论文）恢复力模型的弹塑性基于双线型恢复力模型的弹塑性时程时程分分析和能量法研究析和能量法研究培养单位：土木工程与建筑学院学科专业：结构工程研究生：闫勇闫指导教师：黄斌教授勇武汉2014年4月理工大学万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目基于双线型恢复力模型的弹塑性时程分析和能量法研究英文NonlinearTime-HistoryAnalysisandEnergyResearch题目BasedOnDouble-linearRestoringForceMod

2、el研究生姓名闫勇姓名黄斌职称教授学位博士指导教师单位名称土木工程与建筑学院邮编430070申请学位级别硕士学科专业名称结构工程论文提交日期2014.04论文答辩日期2014.05学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人2014年04月2万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料

3、。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人承诺所提交的学位论文（含电子学位论文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使

4、用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期3万方数据武汉理工大学硕士学位论文摘要众所周知，地震给我国人民的生命财产安全造成了巨大的危害和损失，对于抗震方法的深入研究已经显得刻不容缓。基于能量的抗震设计方法不仅包含了力和位移两个非常重要的结构参数，还考虑了代表结构损伤的累积滞回耗能，避免了基于承载力和反应谱法所不能考虑的弹塑性位移和基于位移抗震设计方法所不能考虑结构累积损伤的不足，能够全面地反映地震对结构的影响以及结构的抗震性能

5、，非线性结构能量法研究的前提就是能够准确地进行结构的时程响应计算。论文在前人研究成果的基础上，通过理论分析、数值建模和大量仿真计算，较准确地得到了非线性结构时程响应的计算方法，并利用能量法对SDOF(Single-Degree-Of-Freedom)和MDOF(Multiple-Degree-Of-Freedom)结构进行了地震响应分析。论文的主要内容如下：1.对于逐步积分法中的Newmark-法进行了深入的研究，通过Matlab软件编程得到了无条件收敛的逐步积分方法的程序。通过Matlab软件

6、建立了SDOF和MDOF的线性和非线性模型，与此同时，利用ANSYS有限元分析软件中COMBIN40单元建立了对应的SDOF和MDOF的线性和非线性模型，并用瞬态分析模块进行地震响应分析。2.对于Matlab程序和ANSYS程序，分别就SDOF线性无阻尼系统在简谐荷载下及SDOF线性体系在地震波作用下的情况进行对比验证，探讨Matlab时程计算程序的准确性和收敛性。3.对于双线型恢复力模型，研究了5种不同的拐点处理方法。为了寻求有效的处理方法，分别研究了SDOF、2DOF和3DOF非线性体系在地震

7、波作用下的动力响应。分别通过时程对比、误差时程分析、平均误差以及验证动力平衡方程，寻找最有效和合适的拐点处理方法。4.对Matlab和ANSYS分析结果，运用上述数值方法对能量平衡方程进行验证，并计算了多自由度非线性系统的总输入能、阻尼耗能和滞回耗能。绘制SDOF和MDOF非线性体系的总输入能量谱、阻尼耗能谱、滞回耗能谱以及等效速度谱；对总输入能的影响因素进行了分析，寻找使总输入能最小的措施。关键词：时程分析，能量分析，总输入能，能量谱，阻尼比，拐点I万方数据武汉理工大学硕士学位论文Abstrac

8、tAsisknowntoall,theearthquakecausedgreatdamageandlosstoourlifeandpropertysecurity,sofurtherstudyofseismicmethodhasbecomeurgent.Seismicdesignmethodbasedonenergycannotonlycontainsforceanddisplacement,whicharetwoimportantparametersofthestructure,