基于强震记录的建筑结构的时变特性研究

论文摘要

位于美国加州洛杉矶市北好莱坞地区的喜来登环球旅馆,是一幢规则的20层钢筋混凝土框架结构,在1994年1月17日美国加州北岭地震中获得了16条强震记录。本项研究根据这些强震观测数据,利用系统识别的方法,研究了该结构的物理参数和模态参数在强震过程中的时变特性。主要工作如下: 1、收集并总结了美国加州喜来登环球旅馆的结构设计方案、场地信息、强震观测记录等资料。 2、对该建筑物在地震中的强震记录进行了分析和解释。 3、识别了喜来登旅馆结构的模态参数的时变特性。 4、识别了喜来登旅馆结构的物理参数的时变特性。 5、根据识别出来的物理参数,建立结构动力模型,分析结构的地震反应。将计算得出的结果和强震记录进行比较,验证识别结果的正确性。 6、根据强震记录识别出的结构的模态参数和物理参数,研究了结构层间刚度的时变规律。 7、分析了结构的扭转效应和高阶振型对反应的贡献,并识别了结构抗扭刚度的时变特性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 论文选题背景
• 1.2 目前国内外研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.4 研究目的和意义
• 1.5 论文结构
• 第二章 利用卡尔曼滤波识别结构参数原理
• 2.1 卡尔曼滤波特性
• 2.2 卡尔曼滤波原理
• 2.3 利用卡尔曼滤波识别结构模态参数
• 2.3.1 状态方程的建立
• 2.3.2 递推方程的建立
• 2.3.3 判敛准则
• 2.4 利用卡尔曼滤波识别结构刚度、阻尼
• 第三章 结构模态参数识别
• 3.1 等效线性化原理
• 3.2 利用强震观测记录识别结构模态参数
• 3.3 算法分析
• 3.3.1 发散现象的分析与克服
• 3.3.2 和其他算法的比较
• 第四章 结构物理参数识别
• 4.1 物理参数的初步识别
• 4.1.1 结构模型的建立
• 4.1.2 初值的给定和判敛准则
• 4.1.3 计算结果和分析
• 4.1.4 结构模型验证
• 4.2 结构层间刚度识别
• 4.2.1 结构层间地震反应计算
• 4.2.2 层间刚度识别
• 4.2.3 识别结构及其分析
• 4.2.4 结构地震反应分析
• 第五章 结构扭转效应的初步分析
• 5.1 结构扭转效应分析
• 5.2 抗扭刚度时变特性分析
• 5.2.1 识别方法
• 5.2.2 识别结果及分析
• 第六章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 进一步的工作
• 附录
• 参考文献
• 致谢