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利用HHT能够分析瞬时频率的特点，提出了基于HHT边际谱的时频响函数概念，并定义了中心频率，用于反映结构动力特性在地震过程中的变化，从而揭示结构在地震作用下损伤的时变发展状况。对El Centro地震波作用下的三层剪切模型加速度响应的HHT时频响分析表明，采用中心频率能成功并且直观地显示地震作用下结构损伤的出现时刻及其发展情况。通过对一单层钢筋混凝土模型的地震模拟振动台试验实测数据的分析，进一步验证了本文方法的正确性和有效性。