多点地震动模拟及工程应用

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1、多点地震动模拟及工程应用重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：李青指导教师：李英民教授专业：土木工程学科门类：工学重庆大学土木工程学院二O一五年五月SimulationandApplicationofMulti-pointGroundMotionsforEngineeringStructuresAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringByL

2、iQingSupervisor:Prof.LiYingminMajor:CivilEngineeringCollegeofCivilEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,China.May2015中文摘要摘要随着国内大跨度结构构筑物的兴起，大跨度结构的地震反应受空间变化效应的影响也引起国内外众多学者的重视，学者们做了大量研究工作取得了一定的理论成果，如何将这些成果更好的应用到工程中去仍有很多工作要做。本文立足于现有多点地震动研究理论，从多点地震动相关模型参数规范化标

3、定、合成程序界面化实现、合理性检验、工程应用四个方面，进行了深入的研究分析。主要研究内容包括：①介绍了两种较为成熟的多点地震动合成理论，并详细讨论了相干函数模型、功率谱模型、视波速、局部场地效应、非平稳性，给出了选用建议；研究了反应谱-功率谱转换方法，基于规范反应谱转换的功率谱拟合出Clough-Penzien功率谱模型参数的建议取值，为多点地震动规范化模拟做好铺垫。②本文将上述理论和现行规范对应，编制了人机交互的多点地震动模拟程序MGMS-I，用户仅需输入相关参数即可按规范要求生成考虑行波效应、相干效应、局部场

4、地效应的多点地震动，同时给出了算例来说明程序的具体使用方法。③本文基于随机过程理论、谱分析理论以及时间序列相似性分析理论对合成的多点地震动进行了检验，建立了较为完备的多点地震动检验体系。通过定性和定量的检验，验证了合成地震动的合理性。④工程应用上，讨论了大跨度结构在多点输入下时程反应分析的输入方式，并以典型的大跨度结构多跨连续刚构桥为例进行了地震响应分析。分析时，分别考虑了一致激励、行波效应、相干效应、局部场地效应四种情况，其中行波效应又针对不同视波速情况单独进行了研究。数值分析结果表明，地震动空间变化效应对结构

5、影响不能忽视，需要综合考虑。文章最后也指出了本文研究的局限之处，并对后续研究提出了看法。关键词：多点地震动合成，功率谱模型参数，多点地震动检验，大跨度结构，多点输入I英文摘要ABSTRACTAsthedevelopmentofdomesticlong-spanstructures,seismicresponsesoflong-spanstructureaffectedbyspatialvariationeffectscausetheattentionofmanyscholarsallovertheworld,sc

6、holarshavedonealotofresearchandobtainedsometheoreticalachievements.However,thereisstillanamountofworkneededtoapplytheseresultstoengineeringusing.Inthisthesiswhichisbasedonon-handresearchingresults,fouraspectsincludingmulti-pointgroundmotionmodelparameterscali

7、bration,programinterfacedesign,reasonablenesstestandengineeringapplicationareresearchedandanalyzed.Themainresearchcontentsinclude:①Thisthesispresentstwomaturealgorithmsinspatiallyvaryingearthquakegroundmotionsimulatingfields.Coherencefunctions,powerspectrumde

8、nsityfunctions,apparentwavevelocity,localsiteeffect,andnon-stationarycharacteristicswereanalyzedindetail.Themethodsusedfortransformationofresponsespectrumintopowerspectrumwerealsoanalyzed