高清PDF《钢管混凝土拱桥近断层地震抗震性能分析》邢帆

本书将大跨度钢管混凝土拱桥结构（如下承式系杆拱桥及飞鸟式梁拱组合桥）的抗震性能为研究内容，以若干破坏影响力巨大的历史地震动记录（美国北岭地震、我国台湾集集地震、我国汶川地震等)的频谱特性研究为切人点，基于ANSYS有限元软件讨论了钢管混凝土拱肋材料非线性、几何非线性、初始几何缺陷等因素对结构的抗震性能影响问题，并通过小波分析方法实现了建立描述近断层地震作用大小的评价指标。而DA分析是近年发展起来的用于评估地震动作用下结构性能的一种参数化分析方法，能够考虑结构抗震能力的不确定性和随机因素，是今后抗震性能评估的发展趋势。基于以上内容，在研究了近断层地震作用下的DA动力稳定问题后，发现脉冲型近震的破坏力巨大，有可能造成非线性极值动力失稳，结构的失稳临界荷载会明显降低。使用新的评价指标WAPA(Weighted Average Peak Acceleration)作为IDA分析强度指标M(Intensity Measure),可显著改善DA曲线簇的离散性，也有利于了解研究近断层脉冲运动对钢管混凝土拱桥结构所造成的动力失稳破坏特点，同时为进一步的地震易损性分析提供了更好的研究工具和思路。书中特别附有如何进行LP小波分解与重构、如何建立WAPA加权小波分量峰值加速度指标以及编写汉宁窗功率谱和L-P小波局部谱密度分析等MATLAB语言程序，以供读者借鉴和参考。
本书适用于从事桥梁结构抗震专业的工程技术人员和高等院校的研究生等使用。

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第1章绪论1
1.1研究背景1
1.2结构地震响应分析方法3
1.2.1静力理论4
1.2.2反应谱理论4
1.2.3动力理论4
1.2.4非线性静力Pushover方法5
1.2.5动态增量DA方法6
1.3钢管混凝土拱桥抗震研究概况7
1,4地震非平稳性及其对弹塑性地震响应的影响10
1.5近断层地震（近场地震）研究进展12
1.6基于DA的结构地震易损性研究展望13
本章小结17
参考文献18
第2章非平稳信号时频分布估计23
2.1概述23
2.2经典频域分析方法23
2.3短时傅里叶变换25
2.4小波变换25
2.4.1连续小波变换26
2.4.2二进小波变换27
2.5时变谱估计30
2.6基于小波变换的时-能密度法31
2.7时-频分布估计实例32
本章小结34
参考文献34
第3章钢管混凝土拱桥非线性地震响应分析36
3.1概述36
3.2考虑自重作用的初应力模态分析36
3.3材料非线性问题37
3.3.1钢管混凝土拱肋材料37
3.3.2钢管风撑材料38
3.4几何非线性问题38
3.5地震频谱特性问题39

3.6实例分析40
3.6.1有限元模型41
3.6.2结构动力特性42
3.6.3几何非线性影响42
3.6.4材料非线性影响44
3.6.5地震频谱非平稳性影响46
本章小结49
参考文献50
第4章近断层地震频谱特性与作用指标研究51
4.1概述51
4.2近场地震记录数据及其顿谱特性51
4.2.1地震持时选取52
4.22近斯层地震动频谱特性54
4.2.3各场地地震领谱特性与作用特点总结61
4.3地震低频信号对结构作用效果64
4.4衡量地震动对结构作用效果的指标67
4.41结构对地震动频率成分的能量选择放大效应68
4.4.2地震动信号总能量与小波分量能量69
4.4.3对各分量峰值的加权平均方法69
4.4.4WAPA评价指标效果验证70
本章小结72
参考文献72
第5章基于DA分析的钢管混凝土拱桥动力稳定研究74
5.1概述74
5.2动力稳定经典理论及工程实用判定准则74
5.3基于高性能计算的DA分析实现方法77
5.4动力稳定影响因素79
5.4.1几何、材料非线性影响79
5.4.2初始几何缺陷影响…80
5.5近断层地震动作用下的动力失稳82
5.5.1动力失稳临界荷载的精确值82
5.5.2近断层地震DA曲线簇的离散性84
本章小结86
参考文献86
第6章专题88
6.1近断层地震时-频谱特性小波变换分析88
6.1.1概i述88
6.1.2改进的L-P小被与局部谱密度分析88
6.1.3非脉冲型近断层强震局部谱卓越谱峰值分析89
6.1.4低频加速度脉冲对结构的破坏作用91

6.1.5结论93
6.2近断层地震对飞鸟式钢管混凝土拱桥作用效应93
6.2.1概述93
6.2.2工程背景及有限元模型94
6.2.3结构动力特性95
6.2.4地震动频谱特性95
6.2.5非线性地震反应分析97
6.26结论99
6.3近断层地震作用下高速铁路梁拱组合桥抗震性能评估研究综述99
6.3.1高速铁路梁拱组合桥动力特性与抗震性能99
6.3.2对基于性能的抗震设计的必要性101
6.3.3概率性地震需求分析方面存在的问题103
6.3.4对建立高速铁路梁拱组合桥抗震性能评估理论体系的构想104
6.3.5总结105
参考文献106
附录109
附录A地震波加速度记录的二进L-P小波分解和重构（通过调用自编M文件函数LPD1和LPR1）109
附录B借助MATLAB软件建立WAPA指标（通过调用自编M文件函数WAPA1)112
附录C汉宁窗功率谱和L-P小波局部谱密度分析（通过调用自编M文件函数PWELCH_hanning和LP_SpecDen22)114

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