建筑物的阻尼性能对其地震反应有重要影响。国内外最近十多年的相关研究表明,建筑物阻尼性能具有非线性性质,而当前各国建筑抗震设计规范中广泛采用的常阻尼比模型不能真实地反映建筑物的非线性阻尼性能,这可能导致建筑物抗震设计结果产生较大的偏差。围绕着钢筋混凝土建筑的非线性阻尼性能及其地震反应分析方法,本论文进行了以下几个方面的研究工作: 1.在收集了大量建筑物、建筑结构模型以及钢筋混凝土、砌筑砂浆等主要建筑材料的阻尼比试验数据基础上,深入探讨了建筑物的阻尼机理,定量分析了钢筋混凝土建筑物阻尼性能的主要影响因素及其非线性阻尼性能的变化规律。 2.根据建筑物阻尼机理和阻尼性能主要影响因素的分析,提出了各种结构形式钢筋混凝土建筑非线性阻尼比计算表达式,这些表达式充分考虑了建筑物主要构成材料的阻尼性能、建筑物结构形式、构造方法、结构变形性能和结构变形状态等因素对建筑物阻尼比的影响,能够合理地反映建筑物的非线性阻尼性能,并具有较强的实用性。 3.对建筑物动力特性及损伤的识别方法进行了深入研究和探讨,阐述了Hilbert-Huang变换(HHT)法分析过程和具有的优势,论述了采用经验模态分解(EMD)法提取建筑物模态振动反应的步骤和注意事项,以及如何利用Hilbert变换识别结构的瞬时频率和损伤发展过程,如何利用相对Hilbert边际谱识别结构模态振型,并通过算例分析验证了本文方法的有效性。 对时变阻尼比的相关概念进行了详细的阐述和分析,提出了局域阻尼比的概念,推导了通过自由振动反应识别局域阻尼比的方法。研究了如何将能量法和HHT变换相结合,来识别地震中建筑物局域阻尼比。 采用本文提出的识别方法,分析了Northridge地震中两栋建筑物的动力特性参数,分析结果说明,本文分析方法能够有效地识别地震中建筑物模态频率变化规律和阻尼性能,进而较为可靠地评估建筑物在地震中的损伤发展过程和损伤程度。这两栋建筑物的地震损伤识别也进一步证实了本文方法的可行性。 4.通过大量的数值计算,分析了非线性阻尼比对建筑结构振动反应的影响,数值分析结果说明,非线性阻尼结构振动反应与常阻尼比结构的振动反应有着较大的差异。在某些情况下,常阻尼比分析模型的分析结果可能偏于不安全。 5.以本文提出的钢筋混凝土建筑物非线性阻尼比计算表达式为基础,通过数值模型计算,首次提出了建筑抗震设计反应谱的非线性阻尼修正系数,进而建立了非线性阻尼地震影响系数曲线,该曲线不仅充分考虑了设防烈度和场地条件对