快速多点输入反应谱法在大跨空间网格结构中的应用

应用快速反应谱法分析了多点输入下大跨空间网格结构的地震响应,通过对网架和网壳两种结构形式在一致输入和多点输入下结构节点的加速度响应对比分析,考查了两种输入方法下不同视波速时网架和网壳结构响应的差异和变化规律,并分析了视波速和结构跨度对这种差异的影响。其中,分别考查了多点输入下视波速为Vapp=50,100,200,500 m/s共4种情况,同时考查了拟静力加速度对不同结构形式的结构响应的影响,为大跨空间结构设计提供理论依据。同时,计算表明,快速反应谱法是一种高效、精确的结构抗震分析方法,对于分析网壳、网架这样复杂大跨度结构在多点输入下的地震响应是很合适的,为理论和实践搭建了桥梁。

多点输入反应谱法的理论研究

根据大跨度空间网格结构的特点,忽略拟静力反应项与动力反应项的耦合项,提出了多点输入反应谱计算的简化方法。该方法所表示的结构地震动反应主要由拟静力响应和动力响应两部分组成,其中拟静力响应是由地面各点输入位移不一致引起的;动力响应部分主要是由结构在地面加速度作用下引起的,它在形式上与传统反应谱法保持一致,但考虑了多点输入的影响。从将地震动功率谱密度函数简化为白噪声和频响函数对地震动频率的选择性两方面入手,对拟静力反应和动力反应部分的组合系数进行了研究并简化。结果表明,简化方法是可行的,它一方面减少了计算工作量,另一方面又保证了计算精度。采用多点输入时程分析法和多点输入反应谱法,计算了哈工大体育场罩篷的地震反应,计算结果证实了多点输入反应谱理论的正确性。

多点输入反应谱方法的简化

从地震动功率谱密度函数和频响函数两方面对多点输入反应谱法中的关键相关系数又进行了简化 .首先将H i(ω)Hj(ω)写成实部和虚部和的形式 ,然后根据实部和虚部系数的特点以及频响函数对地震波的分量有很强的选择性的性质 ,将实部和虚部的系数分别进行简化 .简化后的系数不需要再进行繁杂的积分运算 ,计算简单易行 ,节省了计算时间 ,并可获得满意的计算精度 .

大跨度空间网格结构多点输入反应谱计算方法的研究

根据大跨度空间网格结构的特点,忽略拟静力反应项与动力反应项的耦合项,提出了多点输入反应谱计算的简化方法。该方法所表示的结构地震动反应主要由拟静力响应和动力响应两部分组成,其中拟静力响应是由地面各点输入位移不一致引起的;动力响应部分主要是由结构在地面加速度作用下引起的,它在形式上与传统的一致输入反应谱保持一致,但考虑了多点输入的影响。结果表明,简化方法是可行的,它一方面减少了计算工作量,另一方面又保证了计算精度。

多点输入下大跨结构反应谱分析方法研究进展

在大跨度结构的抗震研究领域,多点输入反应谱方法因其形式简洁、物理意义明确、应用方便等优点而获得了广泛重视和迅速发展,并已在一些重大工程项目的抗震分析中得到了应用。本文首先详细阐述了近年来国内外多点输入反应谱分析方法的研究现状;然后介绍了多点输入反应谱法的应用情况,包括基于该方法进行的大跨度结构地震反应分析和抗震可靠度分析;最后,提出了今后研究中一些需要进一步解决的问题。

多点输入反应谱中相关系数ρ_(ijkl)的简化

对多点输入反应谱计算公式中的相关系数进行了简化,简化从频响函数和积分的特性两方面进行。首先将Hi(ω)Hj(ω)*写成实部与虚部和的形式,然后根据积分的特性,将相关系数中的积分次数由原来的i×j×k×l次(i、j为结构的振型个数;k、l为结构的支承点个数)减少到5×j×k×l次,仍为精确解,且计算时间大大缩短,使多点输入反应谱法的推广应用成为可能。

基于反应谱法的多点激励下桥梁结构抗震可靠性分析

基于随机振动理论,利用多点非一致地震力激励理论方法,分析了大跨度桥梁结构的抗震可靠度反应谱计算方法,并且给出结构峰值反应的均值、标准差计算公式,克服了既有设计方法不能给出标准差而无法直接进行可靠性分析的缺点,并利用简化后的复杂参数分析方法,在保证数据准确性的同时提高了计算效率。最后,以一刚构桥为例,对多点激励下桥梁结构抗震可靠度反应谱法加以计算,并与一致激励下的结果相比较,从而说明本文方法的可靠性。

多点输入反应谱中耦合系数的研究

首先利用虚拟激励法推导了仅考虑行波效应下多点输入反应谱表达式,重点对多点输入反应谱中动位移耦合系数ρijpq及拟静位移耦合系数ρSpq的计算方法及其特性进行了研究。为了避免繁琐的积分运算,提出了一种"拟合+插值"的耦合系数计算方法,不但精度高,而且大大提高了计算效率。研究表明,ρijpq相对于地震波到达支座点的时差Δt具有明显的三角函数的关系;从总体趋势上看,ρijpq绝对值基本随ωj/ωi的增大而减少,这一点与一致输入时的振型耦联系数ρij相同。在仅考虑行波效应的情况下,可以认为,各支座点的拟静力位移完全相关,即ρSpq=1,结构拟静力位移谱与地震动的位移谱相同。

非经典阻尼的位移输入模型和多点反应谱注记

为注记和揭示底部单元为非经典阻尼下位移输入模型与多点反应谱的准确性与稳定性,本文涉及理论推导与计算分析两个层面.讨论了在时域模型中底部单元分别为经典与非经典阻尼的区别,在时域模型的基础上推导给出底部单元为非经典阻尼时多点反应谱公式,并通过算例验证.分析结果表明:底部单元为非经典阻尼时,位移输入模型不会出现底部单元刚度有关的阻尼项;理论上证明了在底部单元为非经典阻尼下位移输入模型和多点反应谱不存在结果不收敛问题;验证了底部单元为非经典阻尼下,采用位移输入模型计算结果的准确性和稳定性.

精确考虑单质点体系动力二阶效应的反应谱法

为探讨同时考虑P-Δ和P-δ效应对单质点体系动力响应的影响,从"刚度折减"的角度进行了理论研究和数值计算.文中推导了精确考虑二阶效应的结构侧移刚度折减系数计算公式,指出二阶效应对结构动力响应的影响可以视为结构侧移刚度的折减;提出了精确考虑单质点体系二阶效应的反应谱法的理论公式,并依据抗震设计规范标准反应谱进行了简化;分析了静力和动力情况下,精确考虑二阶效应和只考虑P-Δ效应的区别;还根据有限元数值计算结果对精确考虑二阶效应影响的理论公式进行了验证,结果表明理论公式与数值结果吻合较好.

多点激励反应谱法研究现状与发展

首先简要地说明了大跨度结构在抗震分析中的特点以及目前常用的计算大跨度结构多点激励地震反应的三种方法,继而详细地论述了近年来大跨度结构多点地震激励反应谱分析方法的国内外研究现状,最后对该领域的发展方向以及进一步深入研究时所需要注意的问题进行了初步的探讨.

遗传算法在多点反应谱法最值问题中的应用

首先编制了多点激励反应谱法的程序,提出利用MATLAB遗传算法工具箱求得参数变化区间上的反应谱函数的最大值,同时对比了利用传统的穷举法求得的最值,验证了遗传算法的有效性。

大跨度结构多点地震反应计算方法的比较

分析比较了直接求解法、位移输入法、相对运动法和大质量法4种不同多点地震动输入下大跨度结构地震反应的计算方法.以一实际工程为例进行了算例计算和结果比较,数值结果表明,直接求解法、位移输入法和相对运动法3种方法的计算精度较高,建议采用.大质量法计算结构加速度反应精度较高,但是位移和内力反应会出现严重的失真现象.位移失真原因主要是由程序中数值积分引起的,且大质量法并不能保证计算中的地震位移输入和实际的位移激励一致.

多点输入计算方法的工程应用

采用多点输入时程分析法和多点输入反应谱法,计算了视波速为100、200、300、400、500M/S五种工况下AMECO维修机库的地震反应,计算结果证实了多点输入反应谱理论的正确性,对多点输入下结构地震内力的分布规律进行了分析。

地震多点反应谱模型存在缺陷的改进与验证

推导出基于位移和位移-速度输入模型的多点反应谱。阐述了基于位移输入模型所导出反应谱的缺陷及其逻辑必然性,说明了基于加速度模型导出的多点反应谱计算结果有效的偶然性、必然性及其适用范围,并给出数值算例予以验证。分析表明：基于位移-速度导出的多点反应谱理论严格;基于位移输入模型导出的多点反应谱会导致底部单元内力不收敛,计算结果不合理;基于加速度输入模型导出的多点反应谱结果虽然有效,但适用于经典阻尼体系,在推导过程中的忽略项在理论上具有误差相互抵消的特点。

大跨度桥梁结构有限元抗震分析的多点输入法

本文考虑地震动场的空间相关性 ,对大跨度桥梁结构在多点输入地震作用模式下的抗震分析方法进行了研究。该法由响应量幅值的平方直接求得特定频率点 ,该响应量的功率谱值 ,进而可求得其均方值等统计特性 ,与传统的均匀输入法相比 。

多点输入对简支梁桥地震反应的影响

本文基于随机振动理论的反应谱方法，研究了多点 输入下简支梁桥的地震反应，计算结果表明，多点输入对简支梁桥支座的地震的反应具有显著影响。

浅述结构多点输入抗震分析方法

本文介绍了结构地震反应分析的时程分析法、反应谱法和随机分析方法,对三种分析方法的原理、特点及应用进行了对比研究。同时对各个方法的优缺点加以说明,并指出这三种分析方法的使用范围。

空间相关非平稳地震动反应谱拟合

为了给大跨度结构的抗震分析提供空间多点相关地震动加速度时程,在前人研究的基础上,提出根据标准设计反应谱合成非平稳空间相关多点地震波的方法.从规范反应谱出发得到功率谱,然后由地震动的空间相关性得到功率谱矩阵,用三角级数法生成各点地震动.生成的地震波具有地震动的空间相关性,同时还考虑了强度和频率的双重非平稳性,在保证相关性的前提下对初始波进行修正使其反应谱与规范反应谱逼近.数值算例表明,利用该方法生成的地震动加速度反应谱具有较高的拟合精度,合成的多点时程可用于大坝等延伸结构多点激励的地震动输入.

多点输入下门式桁架结构的抗震分析

以大跨度门式桁架结构为研究对象,用时程分析法考察了多点输入对不同跨度结构地震反应的影响.时程分析结果表明,行波效应与部分相干效应对结构地震反应的影响基本一致;水平多点输入的考虑将提高跨中杆件的地震反应.结合门式桁架结构的具体结构形式,介绍了基于振型组合理论的平均反应谱法(ARSM法),类似于传统的反应谱法,ARSM法的优点在于通过简单的振型组合可计算出多点输入下门式桁架结构的最大地震反应.时程分析结果和ARSM法计算结果的比较验证了ARSM法的正确性.基于ARSM法对多点输入下门式桁架结构的地震反应作了更深入地分析,并对这类结构的多点输入抗震设计提出了具体建议.