可视化技术在抗震体系与隔震体系的地震反应分析中的应用研究
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摘要
结构地震动力反应的可视化分析，是科学计算可视化技术在建筑结构抗震分析中延伸。科学计算可视化(Visualization in Scientific
Computing，简称VISC)是发达国家在20世纪80年代后期提出并发展起来的一个新的研究领域。目前，随着有限元法和计算机软硬件的迅猛发展，科学计算可视化技术已经成为分析、研究各种系统的重要工具。在隔震结构的动力反应分析中，可视化技术的应用研究必将成为建筑隔震领域的重要分支。
可视化仿真技术应用于结构动力分析涉及到的学科很多，有结构动力学，计算机图形学，图形与图像处理，计算机语言等。可视化将计算机得到的计算数据以文本、图形或图像描述出来，使不可见变为可见。本文论述了隔震体系地震反应的可视化系统组成，探索了将VISC技术应用于结构地震分析的有效途径和关键技术方法。本文以MATLAB作为开发工具，对可视化的结构地震动力反应系统进行了设计，并对所设计的系统进行了功能检验。
The seismic analysis visualization of structure is a stretch of the scientific computing visualization. The visualization of scientific calculation is a new area, and was put forth in the 1980 and have received a rapid development since then. The visualization technology is extensively used in the engineering area with the rapidly development of finite element method and the computer software and hardware. It is certain that the application of visualization technology must be extensively used in the seismic analysis of base isolation system.
The seismic analysis visualization of structure is related to many subjects, such as structural dynamics, computer graphics, technology of graphics processing, computer language, and so on. Scientific Visual used the texts pictures, images and graphics to describe the computeral data and make them visible. In this paper, the visualization system of the analysis method of earthquake response was given. The analysis methods of VISC used in earthquake response of base isolation system is discussed, and the key technical method of the VISC used in earthquake analysis was probed. Used MATLAB , the visualization system of structure earthquake response was designed.
Computing，简称VISC)是发达国家在20世纪80年代后期提出并发展起来的一个新的研究领域。目前，随着有限元法和计算机软硬件的迅猛发展，科学计算可视化技术已经成为分析、研究各种系统的重要工具。在隔震结构的动力反应分析中，可视化技术的应用研究必将成为建筑隔震领域的重要分支。
可视化仿真技术应用于结构动力分析涉及到的学科很多，有结构动力学，计算机图形学，图形与图像处理，计算机语言等。可视化将计算机得到的计算数据以文本、图形或图像描述出来，使不可见变为可见。本文论述了隔震体系地震反应的可视化系统组成，探索了将VISC技术应用于结构地震分析的有效途径和关键技术方法。本文以MATLAB作为开发工具，对可视化的结构地震动力反应系统进行了设计，并对所设计的系统进行了功能检验。
The seismic analysis visualization of structure is a stretch of the scientific computing visualization. The visualization of scientific calculation is a new area, and was put forth in the 1980 and have received a rapid development since then. The visualization technology is extensively used in the engineering area with the rapidly development of finite element method and the computer software and hardware. It is certain that the application of visualization technology must be extensively used in the seismic analysis of base isolation system.
The seismic analysis visualization of structure is related to many subjects, such as structural dynamics, computer graphics, technology of graphics processing, computer language, and so on. Scientific Visual used the texts pictures, images and graphics to describe the computeral data and make them visible. In this paper, the visualization system of the analysis method of earthquake response was given. The analysis methods of VISC used in earthquake response of base isolation system is discussed, and the key technical method of the VISC used in earthquake analysis was probed. Used MATLAB , the visualization system of structure earthquake response was designed.
引文
1．王增忠．结构地震动力分析可视化初探．工程抗震．1997(3)：21-24．
2．王克海．大跨桥梁结构抗震可视化实用技术的研究．2001年博士论文．
3．袁耀明．从可视化到视算一体化．系统仿真学报．1996(5)．
4．张勇等．有限元计算结果的可视化处理．CAD技术．1995(6)：56-58．
5．张跃，张丛哲．建筑结构设计与施工过程的可视化计算．计算机世界．第五期D版：1998．2．16．
6．吴炜煜．工程设计领域计算机应用发展方向与技术对策．工程设计CAD及自动化．1995(6)
7．江见鲸，贺小岗．《工程结构计算机仿真分析》．北京：清华大学出版社，1996年7月．
8．丛杨，殷明著．《用户界面开发技巧与实例》学苑出版社．1994年5月第一版。
9．卢传贤等编著《使用计算机图形学》西南交通大学出版社．1989．12月．
10．[美]John H.Mathews,Kurtis D.Fink著；陈渝，周璐等译．《数值方法(MATLAB版)》第三版．电子工业出版社．2002年6月第一版．
11．马兴义，杨立群等编著《MATLAB 6应用开发指南》机械工业出版社．2002年1月第一版．
12．导向科技编著《MATLAB6.0程序设计与实例应用》 中国铁道出版社．2001年12月第一版．
13．飞思科技产品研发中心编著《MATLAB6.5辅助图像处理》．电子工业出版社．2003年1月第一版．
14．李立．隔震与减震技术．中国抗震研究四十年．北京．地震出版社．1989．
15．洪峰，王前信．基底隔震的研究与应用．世界地震工程．1994(2)．
16．高振世主编．《建筑结构抗震设计》．中国建筑工业出版社．1996．
17．陈兴冲主编《工程结构抗震设计》，重庆大学出版社．2001．
18．王斌，刘之洋．多层框架减震结构的地震反应分析．第三届全国地震工程学术会议论文．
19．徐礼华．结构隔震体系地震反应分析．武汉城市建设学院学报．1998(4)．
20．吴晓涵著《面向对象结构分析程序设计》．科学出版社．2002年．
21．邓方宝．姜丽红．MATLAB在科学计算可视化中的应用．上饶师范学院学报．2002(6)22-25．
22．王继龙．计算机科学领域的可视化技术．计算机与现代化．2000(6)：19-22．
23．田怀文．张军月．可视化仿真系统的设计实践．机械科学与技术．2000(3)．
24. Donald Hearn, M. Pauline Baker. Computer Graphios C Verison, 2nd Edition. 清华大学出版社。1998。
25. B.Westermo, F. Udwadia Periodic response of a sliding oscillator system to harmonic excitation. Earthquake engineering & structural dynamics. 1983(1):135-146.
26. Masashi iura, Kunihito Matsui,et al. Analytical expressions for three different modes in harmonic motion of sliding structures. Earthquake engineering & structural dynamics. 1992(9):757-769.
27. NHinrichs, et al. on the modeling of fiction cscillators. J.ofsornd and vibration, 1998(3):435-459.
28. Stephen R. Schach. Software Engineering with Java, 1990.
29. Warnier J D. Logical Construction Programs, Van Nostrand, 1974.
30. Foley.J, Dam A V, Feiner S. Computer Graphics;Principles and Praetici. 2nd Edition. Addison-Wesley, 1990.
31. Durbeck R and sherr S, eds. Output Hardcopy Device. New York:AcademicPress, 1988.
32. Rogers D F, Adams Jalan. Mathematical Elements For Computer Graphics. 2_(nd) Edition. Mcgraw-Hill, 1990.
33. Law A M, Kelton W d. Simulation Modeling and Analysis. McGraw-Hill, 1991
2．王克海．大跨桥梁结构抗震可视化实用技术的研究．2001年博士论文．
3．袁耀明．从可视化到视算一体化．系统仿真学报．1996(5)．
4．张勇等．有限元计算结果的可视化处理．CAD技术．1995(6)：56-58．
5．张跃，张丛哲．建筑结构设计与施工过程的可视化计算．计算机世界．第五期D版：1998．2．16．
6．吴炜煜．工程设计领域计算机应用发展方向与技术对策．工程设计CAD及自动化．1995(6)
7．江见鲸，贺小岗．《工程结构计算机仿真分析》．北京：清华大学出版社，1996年7月．
8．丛杨，殷明著．《用户界面开发技巧与实例》学苑出版社．1994年5月第一版。
9．卢传贤等编著《使用计算机图形学》西南交通大学出版社．1989．12月．
10．[美]John H.Mathews,Kurtis D.Fink著；陈渝，周璐等译．《数值方法(MATLAB版)》第三版．电子工业出版社．2002年6月第一版．
11．马兴义，杨立群等编著《MATLAB 6应用开发指南》机械工业出版社．2002年1月第一版．
12．导向科技编著《MATLAB6.0程序设计与实例应用》 中国铁道出版社．2001年12月第一版．
13．飞思科技产品研发中心编著《MATLAB6.5辅助图像处理》．电子工业出版社．2003年1月第一版．
14．李立．隔震与减震技术．中国抗震研究四十年．北京．地震出版社．1989．
15．洪峰，王前信．基底隔震的研究与应用．世界地震工程．1994(2)．
16．高振世主编．《建筑结构抗震设计》．中国建筑工业出版社．1996．
17．陈兴冲主编《工程结构抗震设计》，重庆大学出版社．2001．
18．王斌，刘之洋．多层框架减震结构的地震反应分析．第三届全国地震工程学术会议论文．
19．徐礼华．结构隔震体系地震反应分析．武汉城市建设学院学报．1998(4)．
20．吴晓涵著《面向对象结构分析程序设计》．科学出版社．2002年．
21．邓方宝．姜丽红．MATLAB在科学计算可视化中的应用．上饶师范学院学报．2002(6)22-25．
22．王继龙．计算机科学领域的可视化技术．计算机与现代化．2000(6)：19-22．
23．田怀文．张军月．可视化仿真系统的设计实践．机械科学与技术．2000(3)．
24. Donald Hearn, M. Pauline Baker. Computer Graphios C Verison, 2nd Edition. 清华大学出版社。1998。
25. B.Westermo, F. Udwadia Periodic response of a sliding oscillator system to harmonic excitation. Earthquake engineering & structural dynamics. 1983(1):135-146.
26. Masashi iura, Kunihito Matsui,et al. Analytical expressions for three different modes in harmonic motion of sliding structures. Earthquake engineering & structural dynamics. 1992(9):757-769.
27. NHinrichs, et al. on the modeling of fiction cscillators. J.ofsornd and vibration, 1998(3):435-459.
28. Stephen R. Schach. Software Engineering with Java, 1990.
29. Warnier J D. Logical Construction Programs, Van Nostrand, 1974.
30. Foley.J, Dam A V, Feiner S. Computer Graphics;Principles and Praetici. 2nd Edition. Addison-Wesley, 1990.
31. Durbeck R and sherr S, eds. Output Hardcopy Device. New York:AcademicPress, 1988.
32. Rogers D F, Adams Jalan. Mathematical Elements For Computer Graphics. 2_(nd) Edition. Mcgraw-Hill, 1990.
33. Law A M, Kelton W d. Simulation Modeling and Analysis. McGraw-Hill, 1991