基于拟力法的弹塑性单自由度体系的塑性耗能谱研究

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1、犬－‘ｉｌｉｉ大擎ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹｆｉＳＳ士享位文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ基于拟力法的弹塑性单自由度体系的塑性耗能谱研究结构工程学科专业——一＿＿一作者姓名救师曲激婷副教授指导２０１５年６月答辩日期硕士学位论文基于拟力法的弹塑性单自由度体系的塑性耗能谱研究Ｓｔｕｄｙｏｎｌａｓｔｉｃｅｎｅｒｓｅｃｔｒｕｍｏｆｅｌａｓｔｏｌａｓｔｉｃｓｉｎｌｅｄｅｒｅｅｏ

2、ｆｐｇｙｐｐｇｇｆｒｅｅｄｏｍｓｙｓｔｅｍｂｙＦｏｒｃｅＡｎａｌｏｇｙＭｅｔｈｏｄ作者姓名：舒宇学科、专业：结构工程学号：２１２０６０３９指导教师：曲激婷副教授完成日期２０１５．６：大理工大香ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中巳经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包

3、含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他巳申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均巳在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。该袖学位论文题目：ｉｍ七ＡｋＩＭｉ作者签名：日期：日＾３—月＿＿年」￡大连理工大学硕士学位论文摘要塑性耗能是结构进入非弹性阶段后消耗地震总输入能的能量之一，由于塑性变形是不可恢复的一，通常认为累积塑性耗能是导致地震作用下结构发生破坏的个重要因素。

4、因此一，对塑性耗能进行更深入研究时，塑性能量谱是需要解决的基础问题。拟力法是种变位移的计算方法，它计，计，与传统非线性分析方法相比较算量小算速度快，稳定性较好一，在非线性动力分析中具有定的可靠性。将拟力法运用到结构能量分析中，能够很好的将耗能分析带进结构的构件层面上。因此，将拟力法运用到塑性耗能谱的建立中，能够使结构分析结果更加精确。因此，本文主要研究内容如下：１运用静态缩聚方法，将结构转动自由度缩聚掉，对结构运动方程进行改进，保。留水平位移自由度，基于拟力法理论，建立结

5、构塑性耗能表达式根据等效单自由度体系的假定和振型分解法，提，建立了等效单自由度体系塑性耗能的计算公式出两种基于。等效单自由度体系估算多自由度体系塑性耗能的方法，并探讨了两种方法的适用条件以多个结构为例，通过对比分，分别计算等效单自由度体系和多自由度体系的塑性耗能析验证了所提出的两种结构塑性耗能估算方法的有效性和适用条件。２考虑地震动工程特性参数和结构动力特性参数，探索单自由度体系塑性耗能谱的可能影响因素，考虑双线性力与位移关系，对基于拟力法理论的单自由度体系塑性耗能的表达

6、式进行改进。将地震动作用于单自由度体系中，根据地震动结束时体系的塑性耗能反应谱曲线，分别分析了地震动加速度幅值、地震动加速度峰值与速度峰值的比值、地震强震持时以及结构阻尼比、结构屈服强度系数以及屈服后刚度折减系数等因素对结构塑性耗能反应谱的影响。３根据塑性耗能的影响因素，建立不同场地类别的三段式的单位质量结构的塑性耗能谱。根据频谱特性和强震持时进行了标准谱的峰值的计算，考虑地震动加速度峰值、结构阻尼比、屈服强度系数和刚度折减系数的作用，计算了塑性耗能谱的峰值调整系数，并根

7、据阻尼比和屈服强度系数计算下降曲线段的衰减系数。将建立的塑性耗能谱与实际地震动的塑性耗能谱进行对比。关键词：塑性耗能谱拟力法；塑性耗能；等效单自由度体系；影响因素；－－Ｉ基于拟力法的弹塑性单自由度体系的塑性耗能谱研宄ＳｔｕｄｙｏｆｌａｓｔｉｃｅｎｅｒｓｅｃｔｒｕｍｏｆｅｌａｓｔｏｌａｓｔｉｃｓｉｎｌｅｄｅｒｅｅｏｆｆｒｅｅｄｏｍｐｇｙｐｐｇｇｓｙｓｔｅｍｂｙＦｏｒｃｅＡｎａｌｏｇｙＭｅｔｈｏｄＡｂｓｔｒａｃｔＰｌａｓｔｉｃｅｎｅｒＰＥ

8、ｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｄｉｓｓｉａｔｉｖｅｍｏｄｅｓｏｆｔｈｅｅａｒｔｈｕａｋｅｉｎｕｔｅｎｅｒｆｏｒｇｙ（）ｐｑｐｇｙｉｎｅｌａｓｔｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｈｉｃｈｉｓｅｎｅｒａｌｌｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｏｂｅｔｈｅｍａｉｎｄａｍａｅｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｄｕｅｔｏｇｙｇｔｈｅｕｎｒｅｃｏｖｅｒａｂｌｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｐｌａｓｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｗｈｅｎｒｅｓｅ