复杂结构抗震设计CCQC法及工程应用

本书以具有非比例阻尼特性的复杂结构为研究对象，基于随机振动理论和复模态理论，系统阐述了建立复振型分解反应谱法的过程及其工程应用。内容包含两部分：第一，对复杂结构在一维、多维、多点及非平稳地震动输入下的复振型分解反应谱法进行了系统阐述，并详细讨论了各种近似计算方法及其误差产生的原因，以及大型复杂结构基于复模态的实用振型求解方法；第二，对反应谱法在隔震、减震结构抗震分析中的应用进行了实例说明。

本书的编写着力于物理概念和计算方法的阐释和解读，并尽量用通俗易懂的语言和数学工具来说明复振型分解反应谱法的建立过程。写作上由浅入深，不仅建立了物理意义明确、求解精度高、易于工程设计人员掌握和使用的计算方法和计算公式，而且辅以有助于理解和实际应用的大量实例以飨读者。

本书适合作为地震工程研究领域高校教师及学生的参考用书，也可作为从事结构抗震设计的工程师以及抗震设计软件研发人员的参考用书。

第1章绪论1

1.1结构动力反应计算方法的发展1

1.2一般有阻尼结构体系的分类3

1.3内容安排6

第2章一般有阻尼结构地震反应计算方法10

2.1单自由度体系的地震反应分析方法10

2.2地震反应谱16

2.3多自由度结构地震反应的时域分析方法22

2.4多自由度结构地震反应的频域分析方法29

2.5振型叠加法与反应谱理论31

2.6本章小结38

参考文献38

第3章基于复模态理论的振型分解反应谱法39

3.1结构阻尼特性判别39

3.2基于复模态理论的振型分解40

3.3复振型叠加法41

3.4复振型分解反应谱法45

3.5多自由度结构地震反应的数值计算52

3.6阻尼分布和高阶振型对结构地震反应的影响59

3.7非比例阻尼结构的强迫解耦方法64

3.8本章小结70

参考文献70

第4章具有过阻尼特性结构的复振型分解反应谱法72

4.1阻尼系统分类72

4.2具有过阻尼特性结构的复振型分解法76

4.3过阻尼单自由度体系的?Duhamel?积分79

4.4过阻尼体系的地震反应谱和传递函数81

4.5考虑结构过阻尼特性的?CCQC?法84

4.6数值分析与检验86

4.7本章小结90

参考文献91

第5章部分重频线性系统的地震反应分析92

5.1一般有阻尼线性系统的解耦技术92

5.2一般有阻尼线性系统的时域动力反应98

5.3数值计算方法对亏损系统的适用性105

5.4线性系统产生重特征值的条件109

5.5数值分析与检验114

5.6本章小结116

参考文献116

第6章部分重频线性系统的反应谱法118

6.1一般有阻尼线性系统的动力反应118

6.2振型反应之间的相关系数120

6.3反应谱法129

6.4数值分析与检验133

6.5本章小结135

参考文献136

第7章多维地震动激励下的复振型分解反应谱法137

7.1考虑多维地震动输入的复振型叠加法137

7.2多维地震动输入下的反应谱法141

7.3基于谱强度比的反应谱法145

7.4数值分析与检验148

7.5本章小结156

参考文献157

第8章多点地震动激励下的复振型分解反应谱法158

8.1地震动空间变化158

8.2多点地震动激励下结构动力反应计算165

8.3结构的平稳均方反应169

8.4互相关系数171

8.5复振型分解反应谱法180

8.6三跨连续梁的数值分析186

8.7本章小结194

参考文献195

第9章基于非平稳地震动模型的复振型分解反应谱法197

9.1一般有阻尼结构的非平稳地震反应197

9.2平稳白噪声激励下结构的瞬态反应200

9.3基于非平稳地震动模型的瞬态响应203

9.4考虑地震动非平稳特性的反应谱法211

9.5非平稳地震动模型对结构反应的影响217

9.6结构特性对动力反应的影响224

9.7本章小结231

参考文献232

第10章振型分解反应谱法的简化233

10.1结构振型反应之间的相关系数233

10.2振型反应相关性的判别准则237

10.3实用振型组合方法243

10.4简化方法计算精度分析248

10.5本章小结255

参考文献256

第11章大型复杂结构任意低阶复振型计算方法257

11.1基本模态求解方法257

11.2任意低阶实模态求解方法261

11.3任意低阶复振型求解方法266

11.4基于复向量基的振型叠加法270

11.5数值检验与分析273

11.6本章小结281

参考文献281

第12章复振型分解反应谱法的工程表达与应用283

12.1附加阻尼结构的动力特性283

12.2隔震结构的地震作用286

12.3减震结构的地震作用289

12.4隔震结构实际案例分析291

12.5减震结构实际案例分析303

12.6本章小结321

参考文献321

附录简单积分递推公式322