云南永胜地震动时频谱输入及结构可靠性研究

论文摘要

地震信号是非平稳随机过程,由于其在时域及频域上皆有较强的非平稳特性,非平稳地震动会导致结构遭受较大的损失。传统的地震信号分析方法不能同时得到信号特征分别在时域和频域上的分布情况,由于小波变换理论在分析非平稳随机过程时能同时得到信号特征在时域及频域上的分布情况,所以本文选择谐波小波来研究实际地震动时频功率谱。通过研究地震动时频功率谱,将以往对地震动的时域分析或者频域分析推广到时域-频域二维层面进行精细化分析,加深了对非平稳地震动时频特性的了解,为结构随机地震反应分析提供相关理论基础。本文从能量的角度建立了功率谱密度函数与瞬时功率的关系,得到了功率谱与谐波小波系数的估计关系,基于谐波小波理论建立了时频功率谱估计模型。对实际地震信号进行分析,分别从时域及频域上验证了该模型的正确性。研究了云南永胜地震记录的基本时频特性,得到了该地区地震记录的能量在时域上及频域上分布情况。对建筑结构进行随机振动分析,得到了永胜地震作用下的结构随机动力反应,利用基于谐波小波建立的时频功率谱模型对结构动力反应进行时频功率谱估计,并基于MapkoB过程假设的首超破坏准则进行了结构的动力可靠性研究。研究得到,在地震起震阶段的结构可靠性最高,在加速度峰值段结构可靠性出现急剧衰减,加速度衰减段结构可靠度趋于平稳。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 主要研究内容
•   1.4 创新点
• 第二章 时频分析理论基础
•   2.1 傅里叶变换
•   2.2 小波理论
•   2.3 信号能量计算方法
•     2.3.1 时域能量
•     2.3.2 频域能量
•   2.4 本章小结
• 第三章 地震动时频功率谱研究
•   3.1 谐波小波数学特性
•   3.2 谐波小波时频功率谱估计
•   3.3 时频功率谱计算步骤
•   3.4 实际地震动时频谱特征
•   3.5 时频功率谱验证
•     3.5.1 时域上功率谱验证
•     3.5.2 频域上功率谱验证
•   3.6 本章小结
• 第四章 永胜地震动时频谱分析
•   4.1 云南永胜地震记录
•   4.2 永胜地震记录分类
•   4.3 地震记录时频谱特征
•     4.3.1 第一类地震记录时频特征
•     4.3.2 第二类地震记录时频特征
•     4.3.3 第三类地震记录时频特征
•   4.4 自相关系数分析
•   4.5 地震记录时频能量特征
•     4.5.1 时域能量分布特征
•     4.5.2 时域累积能量分布特征
•   4.6 地震记录频域能量特征
•     4.6.1 频域能量分布特征
•     4.6.2 频域累积能量分布特征
•   4.7 本章小结
• 第五章 随机地震反应及可靠性分析
•   5.1 随机地震反应分析
•   5.2 性能水准划分
•   5.3 结构可靠度理论
•   5.4 结构动力可靠度计算
•     5.4.1 “基本完好”水准下的可靠性
•     5.4.2 “轻微破坏”水准下的可靠性
•     5.4.3 “严重破坏”水准下的可靠性
•     5.4.4 “完全倒塌”水准下的可靠性
•     5.4.5 结构动力可靠性分析
•   5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
•   6.1 主要研究结论
•   6.2 展望
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间科研成果清单

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 孙凯

导师: 肖梅玲

关键词: 非平稳地震动,时频功率谱,谐波小波,谱频分析,动力可靠度

来源: 云南大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 云南大学

分类号: TU435

总页数: 88

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