多維多點輸入下單榀鋼管拱桁架非線性地震反應(yīng)分析.pdf

1、鋼管拱桁架是當(dāng)前應(yīng)用較多的一種大跨空間結(jié)構(gòu)體系，廣泛應(yīng)用于人群密集或配置重要設(shè)施的公共場所。對于大跨度拱桁架結(jié)構(gòu)，地震動的行波效應(yīng)和多維地震作用的影響不可忽視。因此，考慮行波效應(yīng)和多維地震作用，對拱桁架結(jié)構(gòu)在多維多點輸入下的非線性地震反應(yīng)分析有著重要的工程實用價值。圍繞這一課題，本文以跨度84m的單榀鋼管拱桁架結(jié)構(gòu)為研究對象，采用ANSYS有限元程序，考慮結(jié)構(gòu)自重、幾何非線性和材料非線性，運用支座大質(zhì)量法時程分析模型，分析該結(jié)構(gòu)在多維多

2、點輸入下的非線性地震反應(yīng)。本文的主要工作如下: 1.比較該結(jié)構(gòu)在單維輸入和多維輸入，一致輸入和多點輸入的反應(yīng)。結(jié)果表明:多維多點輸入時，跨中上、下弦桿件和1/8跨處下弦桿件的軸力響應(yīng)隨視波速的減小其值明顯增大，上、下弦桿件受力(軸力)比更多維一致輸入更均勻，下弦進(jìn)入塑性的桿件明顯增多；多點輸入時，水平X向分量單獨作用對特征點的位移響應(yīng)比豎向分量單獨作用大，跨中Z向位移隨著視波速減小其響應(yīng)明顯變大，且多維地震作用與水平X向分量單獨

3、作用的響應(yīng)差也明顯逐漸變大；多點輸入時，水平X向分量單獨作用對關(guān)鍵桿件的軸力響應(yīng)比豎向分量單獨作用大，多維地震作用與水平X向分量單獨作用的響應(yīng)差基本隨著視波速的減小而逐漸減小，多維地震作用各關(guān)鍵桿件軸力響應(yīng)最值所對應(yīng)的視波速不同?？梢?，分析結(jié)構(gòu)在地震作用下的動力響應(yīng)，需考慮多維激勵和地震動的行波變化，在可能范圍內(nèi)多選幾種波速計算，取其最不利響應(yīng)。 2.選用El Centro波、寧河波和人工波，多維一致輸入，分析結(jié)構(gòu)在不同地震波作

4、用下的動力響應(yīng)。結(jié)果表明:該結(jié)構(gòu)的總體位移和軸力響應(yīng)在寧河波作用下最大，人工波次之，El Centro波最小。 3.對該跨度結(jié)構(gòu)取三種矢跨比，分析結(jié)構(gòu)不同矢跨比在多維一致輸入和視波速100m/s多維多點輸入下的反應(yīng)。結(jié)果表明:結(jié)構(gòu)的特征點位移和軸力響應(yīng)，總體是多點輸入大于一致輸入；上弦桿軸力最值基本隨著矢跨比的減小而增大，下弦桿軸力最值變化不大；一致輸入時，特征點位移和下弦桿件塑性發(fā)展程度隨著矢跨比的減小而減?。徊ㄋ?00m/s