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对于工程结构而言,在其使用年限内,不可避免地会受到如海浪、强风、地震等随机动力作用的影响。在对工程结构进行随机动力作用的反应分析及可靠性研究时,首先需要对随机动力作用进行合理而有效的描述。为此,研究者们通常采用经典的谱表示方法和正交展开的方法进行随机函数的模拟。对于经典的谱表示方法而言,在进行蒙特卡罗数值模拟时,往往需要高达数百个乃至上千个随机变量的模拟才能保证所需的精度,从而极大地增加了分析的难度和计算工作量;而对于正交展开方法而言,在进行随机函数模拟时,必须求得原函数的相关函数,这对于某些特殊较复杂的函数来说,不易求得其相关函数。 首先,本文在总结常用的随机函数模拟方法的基础上,分别采用随机函数-谱表示方法和正交展开的方法,通过引入标准正交随机变量的随机函数表达形式,实现了用一个基本随机变量来模拟海浪浪高的随机过程的目的,同时,对两种方法模拟出的海浪浪高的随机函数-谱表示模型及正交展开模型进行了验证分析,表明了随机函数-谱表示方法及正交展开方法的合理性及优越性。并对两种模拟方法的优缺点进行了对比分析,得出对于海浪随机过程的模拟,采用随机函数-谱表示方法更容易实现的结论。 其次,采用上述的随机函数-谱表示模型,结合目前研究者们常用的桩柱上某一高处的波浪力谱,分别实现了用一个随机变量和两个随机变量来模拟桩柱上某一高处波浪力过程的目的,建立了桩柱上某一高处的波浪力的随机函数-谱表示模型,并对该模型进行了验证分析,得到了较为理想的结果,并得出了在波浪力模拟的过程中,用两个随机变量来模拟更容易实现的结论。 再次,结合实际情况,在目前常采用的海浪总波浪力谱的基础上,采用随机函数-谱表示方法,实现了用两个随机变量来模拟海浪总波浪力过程的目的,同时对模拟出来的模型进行了验证分析,结果较为理想。为以后的工程随机动力作用反应分析和结构可靠度研究奠定了坚实的理论基础。 最后,对本文研究的内容进行了总结,并提出了还需继续研究的内容。