基于彈性波理論的框架地震效應分析.pdf

1、隨著大跨度桁架、框架、空間網(wǎng)架、格架在土木工程、離岸工程、空間站等結構的廣泛應用,這類結構的動力分析重新受到工程師和研究人員的關注。目前的工程設計多用有限元等數(shù)值方法進行動力響應分析,但有限元法主要適用于結構低頻運動的分析,且離散后自由度數(shù)目和計算工作量大。如果動力響應是由沖擊載荷引起,那么初始階段的瞬態(tài)響應中富含高頻分量,用彈性波頻域分析方法求解比較合適。回傳波射矩陣法(MRRM, Method of Reverberation Ra

2、y Matrix)是Pao[1]與他的合作者提出的桁架和框架結構瞬態(tài)響應的一種新的頻域矩陣分析法,他們通過實驗驗證了這種分析方法精度很高。本文基于Bernulli梁理論,將回傳波射矩陣法的動力分析擴展到結構受地面運動加速度載荷的情形,將回傳波射矩陣法應用于框架地震效應分析。論文計算了一根左端簡支,右端受階躍位移δH(t)作用的矩形截面梁,將MRRM解與Mindlin理論得到的解析解進行對比,驗證MRRM在承受節(jié)點位移載荷時分析和程序的正

3、確性。將El Centro地震的加速度在頻域變換為速度和位移,將該地震位移作用在5根鋼梁構成的一榀框架上,并用MRRM計算結構動力響應。將上述地震波作用在一跨29根鋼梁構成的橋梁上,用MRRM分別計算不考慮行波效應(兩支座同時輸入水平地震波)和考慮行波效應(右支座較左支座延后輸入地震波)情況下的結構動力響應。計算表明MRRM能對地面地震運動產(chǎn)生的地震效應進行有效的分析,橋梁的行波效應計算表明,計入行波效應使有些單元的最大應力比不計入行波