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面向工程多点输入的非平稳地震动合成研究的开题报告
一、选题背景及意义
在土木工程、建筑工程、交通工程等领域，地震动是一种主要的外力载荷，因此对于工程结构的安全性评估以及抗震设计具有重要的意义。在实际的工程设计中，常常需要进行地震动的合成，以便于预测结构在不同地震条件下的响应。随着计算机技术的发展，基于计算机的地震动合成方法逐渐取代了传统的基于模拟地震仪的合成实验方法，具有更高的效率和更灵活的应用范围。
然而在工程实际中，往往需要考虑多个输入点的非平稳地震动合成问题，使得地震动合成问题变得更为复杂。因此，面向工程多点输入的非平稳地震动合成研究是一个非常重要和有意义的课题，对于提高地震灾害风险评估、加强工程结构设计和改善地震预警等方面都有积极的推动作用。
二、研究内容和方法
本文拟研究面向工程多点输入的非平稳地震动合成问题，主要内容包括以下几个方面：
1.多点输入的地震动处理与模拟
首先需要对于地震动数据进行处理与模拟，包括地震动的特征分析，各点地震动输入的时程处理，地震动的频谱分析与参数匹配等内容。在地震动模拟方面，可以采用基于时间域的随机振动合成法、基于频域的波形合成法等方法，模拟多点输入的地震动条件下的复杂动力响应特性。
2.多点输入的地震动合成算法设计
在进行多点输入的地震动合成时，需要考虑多个输入点的耦合效应、非平稳性以及不同点之间的相位关系等问题。因此，本文将采用基于协方差合成的方法，利用空间频谱和互协方差矩阵对地震动进行合成，并通过多个不同的容限分析方法进行评估。
3.地震动合成数值实验与算例分析
本研究将结合已有的地震动数据进行多点输入的地震动合成计算，并采用有限元分析方法模拟结构在地震动作用下的响应，分析不同点之间的相互作用以及不同合成方法带来的工程结构抗震性能差异，从而对工程地震动合成中的优化设计提供参考意见。
三、研究进度安排
2019年9月-2019年10月：初步了解和综述多点输入的地震动合成研究现状，学习地震动数据处理与模拟方法。
2019年11月-2020年1月：根据实际工程案例，筛选历史地震数据并进行特征分析和处理，并利用随机振动合成和波形合成方法进行多点输入的地震动模拟。
2020年2月-2020年4月：根据协方差合成方法，进行多点输入的地震动合成算法设计，并进行数值实验。
2020年5月-2020年6月：利用有限元分析方法模拟结构在地震动作用下的响应，对多点输入的地震动合成方法进行工程性能分析。
2020年7月-2020年8月：进行算例分析并撰写论文。
四、参考文献
1.章远,严修齐.工程随机振动学[M].发展出版社,1997.
2.Shinozuka,M.,&Feng,M.Q.(2002).Simulationofmultivariateandmultisupportgroundmotionforseismicperformanceofcomplexstructures.JournalofEngineeringMechanics,128(2),152-166.
3.Iervolino,I.,&Chioccarelli,E.(2010).Amethodforgeneratingmultivariatenon‐stationarygroundmotioncompatiblewithprobabilisticseismichazardassessment.EarthquakeEngineering&StructuralDynamics,39(2),175-197.
4.Zhai,C.X.,&Wang,G.L.(2014).Covariance-basednon-stationarygroundmotionmodelingbycombiningspectralrepresentationandcorrelationanalysis.SoilDynamicsandEarthquakeEngineering,66,12-23.