多点输入下大跨空间结构地震反应分析方法研究

论文摘要

对于大跨空间结构,地震动空间变化的影响不容忽视。本文围绕这一课题,对多点输入下的结构分析模型和方法进行研究,并提出了一些合理的建议,然后用这种分析方法对实际工程结构进行了多点输入的地震时程分析,并与单点输入下的结构反应进行了对比,得到结构在多点输入下反应特点。本文具体从以下几个方面开展研究工作:1)结构在多点地震动输入下的时程反应分析模型和分析方法的实现。本文介绍了多点地震动输入下结构地震反应时程分析的四种模型,并选择了本文使用的分析模型,给出了基于地震位移输入下大跨空间结构行波法及单点输入法时程分析的具体实现。2)对多点位移荷载输入的动力分析方法的误差分析。本章将从时间步长,质量、静力和动力参与系数,振型截取三个方面对使用位移荷载作输入时存在的一些误差进行总结,并建议参数的合理取值。3)大跨结构在多点地震动输入下的反应分析。本文以八车位维修车库和球面屋盖网壳结构这两个大跨度空间结构为例,通过对其在多点输入与单点输入下的动力时程计算结果的对比分析,归纳出多点输入下结构的反应特点,提炼出行波效应对结构的影响规律,并针对算例1建议可以不考虑多点输入下的结构最小跨度。本文的研究为进一步开展多点地震动输入下的大跨空间结构的抗震设计方法和抗震性能研究奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.2.1 空间相干函数
• 1.2.2 多点输入结构反应分析方法
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第二章 多点输入的时程分析方法
• 2.1 引言
• 2.2 相干函数的选取
• 2.2.1 相干函数的定义
• 2.2.2 相干函数的选取
• 2.3 考虑空间相关性的地震动场的模拟
• 2.4 多点输入运动方程的建立和求解
• 2.5 多点输入地震时程反应分析的实现
• 2.6 小结
• 第三章 结构在多点地震动输入下的时程反应分析模型
• 3.1 引言
• 3.2 直接输入位移时程法模型
• 3.3 支座大质量法
• 3.4 支座大刚度法
• 3.5 相对运动法
• 3.6 小结
• 第四章 多点位移输入的动力时程分析法的误差分析
• 4.1 引言
• 4.2 重要参数的说明
• 4.2.1 质量参与系数
• 4.2.2 静力荷载参与系数
• 4.2.3 动力荷载参与系数
• 4.3 范例说明
• 4.3.1 高频响应的影响
• 4.3.2 时间步长大小的影响
• 4.3.3 振型截取的影响
• 4.4 小结
• 第五章 大跨空间结构在多点输入下的地震反应分析
• 5.1 引言
• 5.2 算例1—八车位维修车库空间网架结构分析
• 5.2.1 计算模型
• 5.2.2 地震波的选用
• 5.2.3 地震波的传播
• 5.3 算例2—球面网壳屋盖结构分析
• 5.3.1 计算模型
• 5.3.2 地震波的选用
• 5.3.3 地震波的传播
• 5.4 小结
• 第六章 结语与展望
• 6.1 本文的主要结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士期间主要参与的课题