结构多维地震作用研究综述及展望_地震动输入

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大跨空间网格结构多点地震动输入下冗余特性研究的开题报告

大跨空间网格结构多点地震动输入下冗余特性研究的开题报告1.选题背景大跨空间网格结构是现代建筑中常见的一种结构形式。

在遭受地震等自然灾害时，这种结构无论在安全性能还是破坏程度方面都与普通建筑结构大不相同。

因此，如何保证大跨空间网格结构在地震中的安全性成为了工程设计和研究领域的重要问题。

多点地震动输入是实际工程中普遍存在的问题，需要通过研究冗余特性，为大跨空间网格结构的抗震设计提供理论支持。

2.选题意义通过研究大跨空间网格结构在多点地震动输入下的冗余特性，不仅能够深入探究这种结构的受力特性，而且还能指导工程实践中的抗震设计。

在现代建筑抗震设计中，如何提高结构的冗余特性具有重要的理论和实践意义。

本研究将通过对大跨空间网格结构多点地震动输入下冗余特性的研究探讨这一问题。

3.研究内容本研究将从以下两个方面展开：（1）大跨空间网格结构的抗震设计通过对大跨空间网格结构的工程设计，可以得到该结构在地震等自然灾害中的表现。

本研究将通过数学模型和仿真计算的方法对大跨空间网格结构的抗震设计进行探究。

（2）多点地震动输入下的冗余特性分析本研究将分析多点地震动输入对大跨空间网格结构的影响，然后探讨结构中冗余特性的表现。

这一部分研究将采用数值模拟和理论分析的方法进行，以建立稳健的理论基础。

4.预期成果本研究的预期成果包括：（1）对大跨空间网格结构的抗震设计进行深入的理论研究和实际模拟计算分析。

（2）通过实验和仿真计算的方法，全面地分析多点地震动输入下大跨空间网格结构的冗余特性。

（3）提出可行的结构优化方案，为大跨空间网格结构抗震设计提供技术创新思路和全面指导。

5.研究重点和难点本研究的研究重点和难点在于：（1）如何建立大跨空间网格结构的完整数学模型，包括其实际力学特性，结构性能和结构受力特点的表征等。

（2）分析多点地震动输入对大跨空间网格结构的影响，探究冗余特性表现的方法和手段等。

（3）针对目前大跨空间网格结构在多点地震动输入下的安全性问题，提出可行的抗震设计优化方案。

地下结构抗震分析中地震动输入方法的比较研究

地下结构抗震分析中地震动输入方法的比较研究汪精河;周晓军;毛露露;胡鸿运【期刊名称】《现代隧道技术》【年(卷),期】2015(052)003【摘要】在地下结构地震响应数值模拟中,地震动输入方式的选取会直接影响到计算结果的精度和可靠性.文章基于粘弹性边界,剖析了加速度输入、位移输入和应力输入三种方法的计算原理,采用ANSYS进行数值算例分析,研究了三种输入方法的差异性.结果表明:三种输入方法得到的衬砌内力幅值包络图相似,数值差异明显;不同输入方法会显著影响粘弹性边界的吸能效果,粘弹性边界应采用与其相适应的应力输入方法.研究内容可为地下结构抗震分析中地震动输入方法的选择提供依据.【总页数】7页(P103-109)【作者】汪精河;周晓军;毛露露;胡鸿运【作者单位】西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,土木工程学院,成都610031;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,土木工程学院,成都610031;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,土木工程学院,成都610031;西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,土木工程学院,成都610031【正文语种】中文【中图分类】TU311.3【相关文献】1.地下结构抗震动力可靠度分析 [J], 严松宏;高峰;高波2.地震动的小波分析技术在高层结构抗震设计中的应用研究 [J], 张长浩;封建湖;王勋涛;王虎3.地震动的小波分析技术在高层结构抗震设计中的应用研究 [J], 张长浩;封建湖;王勋涛;王虎;4.地震动波动输入方法在高土石坝动力分析中的应用研究 [J], 魏匡民;陈生水;李国英;米占宽;沈婷5.地下结构抗震简化分析方法比较研究 [J], 许成顺;许紫刚;杜修力;李洋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

多点多维输入下大跨度空间网格结构地震响应分析的开题报告

多点多维输入下大跨度空间网格结构地震响应分析的开题报告1. 研究背景和意义：大跨度空间网格结构是一种新型的建筑结构形式，具有较高的结构可靠性和抗震性能，同时还能够满足多种使用功能。

随着其在实际工程中的应用不断增多，如何对其进行抗震分析与设计也成为了学术界和工程界关注的重点。

目前，对于大跨度空间网格结构的抗震性能分析，国内外学者提出了许多方法，如有限元法、振动台试验等，但这些方法都存在一定的局限性。

本研究将从多点多维输入入手，通过对大跨度空间网格结构的地震响应进行分析，旨在为其抗震设计提供更为准确可靠的参考依据，同时为相关领域的学术研究提供新的思路和方法。

2. 研究目标和内容：（1）研究大跨度空间网格结构地震响应的分析理论和方法，探究其特点和局限性；（2）对大跨度空间网格结构进行多点多维输入的地震响应分析，建立模型并模拟地震载荷作用过程；（3）通过分析与对比模拟结果，评估大跨度空间网格结构的抗震性能，并提出相应的设计建议。

3. 研究方法和步骤：（1）资料收集：通过文献调研、工程案例分析等方式，了解大跨度空间网格结构的研究现状和已有的抗震分析方法。

（2）理论探究：根据资料收集结果，深入研究大跨度空间网格结构的地震响应分析理论和方法，并探究其特点和局限性。

（3）建立模型：基于多点多维输入的地震载荷，建立大跨度空间网格结构的有限元模型，并进行合理的网格划分和参数设定。

（4）模拟分析：通过已建立的有限元模型，模拟地震载荷作用下大跨度空间网格结构的地震响应，得出相应的计算结果。

（5）结果与分析：对模拟结果进行综合分析与对比，评估大跨度空间网格结构的抗震性能，并提出相应的设计建议。

4. 预期结果和意义：通过本研究，可得出大跨度空间网格结构在多点多维输入下的地震响应分析结果，评估其抗震性能，并提出相应的抗震设计建议。

该研究为大跨度空间网格结构的抗震设计提供了新的思路和方法，同时也为相关领域的学术研究提供了重要的参考和借鉴。

第四讲-2 多点地震动输入

t s d u u u u g u g 0
u s为由于基础位移u g的拟静力位移，显然随时间而变化; u d 为结构的动力位移；当结构各基础经历一致地面运动时p g (t ) 0.
k k T g
2, 直接积分法（动力时程反应分析）动力时程反应分析可以描述结构在动力荷载作用下的结构反应情况，对大跨度结构来说主要分为结构建模和结构输入两大部分。近年来，随着计算手段的完善和具有较强分析模拟能力软件的开发与利用，结构特别是大跨度结构的地震反应分析有了深入、全面的发展，较之20世纪80年代以前主要以SAP或ADINA软件为蓝本的分析更推进了一步，出现了一些国内外通用的计算软件。目前各国学者对结构动力时程反应分析，在结构建模方面多采用三维动力分析模型，并着重对地震波输入模型的影响效果进行深入的探讨。地震波在介质中传播对大跨度结构地震时程反应影响的有效模拟是近年来在大跨度结构抗震研究的热点之一，其中尤以多点输入模型的建立为主要研究领域，主要以分析空间两点地震波的变异规律，如行波效应、传播衰减、频率变异、入射角度变化等为主。直接积分法是在结构的各支点输入地震动，求出结构的反应时程。鉴于多点输入的特殊性，结构反应计算公式必须重新推导。
t m g u g cu t cgu g kut k g u g 0 mu
ut u s u d
d cu d kud p eff (t ) mu s m g u g ) (cu s cgu g ) (kus k g u g ) p eff (t ) (mu
地震发生时，从震源释放出来的能量是以波的形式传至地表，引起地面振动。对于平面尺寸较大的结构，各支点的地震动是不同的，产生变化的原因大致有三点。

多点地震输入下大跨空间结构试验研究与响应分析研究进展

钢结构工程研究⑨《钢结构》2012增刊多点地震输入下大跨空间结构试验研究与响应分析研究进展1赵博1 王元清2 陈志华1 石永久2(1.天津大学建筑工程学院，天津300072；2清华大学结构工程与振动教育部重点实验室，清华大学土木工程系，北京 100084)提要：大跨空间结构应考虑地震动的空间效应，进行多点地震输入响应分析。

本文详细阐述了结构多点地震输入响应计算原理，比较了时程分析法、随机振动法和反应谱法的基本原理及优缺点；对大跨空间结构多点地震输入的试验研究作了简要的介绍并综合现有研究成果，分析网格结构在多点地震输入作用下的响应规律。

文章最后对大跨空间结构多点地震输入响应需要进一步开展的研究提出了建议。

关键词：大跨空间结构；多点地震输入；时程分析；随机振动；反应谱；抗震试验；网格结构1．引言一般进行结构地震反应分析时，通常采用地面运动的一致输入，因此只考虑了地震动的时间变化性而忽略了其随空间变化的特点。

但随着结构跨度的增大，地震动随空间的变异性得到了越来越多的重视。

随着对地震的了解不断深入，人们发现以下四种因素均有可能导致地震动随空间变化，且有可能对结构在地震动中的响应产生影响[1]：(1)地震波在不同土层介质中散射和反射引发的不相干效应(incoherence effect)；(2)地震波传播过程中到达不同地点的时间不同，即行波效应(wave-passage effect)；(3)地震波传播过程中能量耗散引发的地震波幅值衰减，即衰减效应(attenuation effect)；(4)不同场址的地质条件不同引起地震波的振幅和频率变化，即场地效应(site-response effect)。

在对大跨度结构进行抗震设计时，需要考虑多点地震输入的影响已经成为国内外学术界和工程界的共识。

因此，对大跨结构采用考虑地震动空间变化效应的多点输入分析方法是非常必要的。

虽早在二十世纪中期就有学者对大跨度结构多点输入地震响应进行了研究[2]，该领域至今仍未建立完善的理论体系，多点输入抗震设计也没能广泛应用于实际工程设计中，目前欧洲规范(EN 1998-2)[3]和我国《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)[3]等规范或标准建议对地质不连续或超过规定跨度的桥梁结构进行多点输入地震响应分析计算。

大跨空间网架结构多点输入地震反应研究

ＪＫｖＪｔ，
，
Байду номын сангаас
度方向约束地基节点，这时只需要为每一荷载步指定时间和相应的加速度的方向和大小即可。具体过程为：建立有限元模型并设置支座约束一选定求解类型一确定载荷步选项和分析选项一定义第一支座所需地震波文件
并输人数据一根据各支座间时差定义并输入其他支座需要的地震波文件一等待求解过程一进行计算数据的后处理
摘要：本文进行了多点地震动输入时，大跨空间网架结构的动力有限元分析，介绍了求解动力方程的方法，并且给出了运用大型有限元软件实现的过程，通过具体算
例的分析，给出了空间大跨网架结构多点地震动输入下的
Ｍｘｓ＋Ｃ＋ＫＸｘｓｓ＝一ＭＸｈ－Ｉ一／ｈ —Ｃ｝，ｑｘｈ｝Ｘ
钢，密度７８０ｋ０ｅ，弹性模量２０００Ｐ，泊松比０３／ｍ１０Ｇａ．。 Ⅲ类场地，地震设防烈度为８度，采用真实强震Ｅ一Ｃｎｒ１ｅｔｏ
４００）３００
Ｍ＋ＣＹｔＹｔ＋Ｋ。＝一Ｍ一ＣＹＹｄｓＹ一ＭＸｔ一ＣＸｂ．
（）６
动力性能规律，对工程具有一定的指导意义。关键词：大跨空间；网架结构；多点输入；地震反应
中图分类号：Ｔ３１３Ｕ１．文献标识码：Ｂ
０前
言
式中＝一Ｋ
称为拟静模态矩阵；为结构内部＝０这样，

大跨度空间结构多维多点随机地震反应分析的开题报告

大跨度空间结构多维多点随机地震反应分析的开题报告开题报告题目：大跨度空间结构多维多点随机地震反应分析一、研究背景大跨度空间结构在现代建筑中得到越来越广泛的应用，如体育场馆、会展中心、机场航站楼等。

这些结构的特点是跨度大、体量大、结构复杂，面对复杂的外部环境因素，要求其具有较强的抗震性能，以保障结构在地震等突发事件发生时安全可靠运行。

因此，研究大跨度空间结构的抗震性能成为建筑工程领域的重要问题。

现有的抗震分析方法主要针对单点地震反应或者选取有代表性的地震记录进行分析。

然而，这种方法忽略了地震的随机性及其与结构的相互作用。

在实际的地震灾害中，不同的地震事件对于结构的破坏程度是具有随机性的，因此需要考虑多点多维的随机地震反应分析。

二、研究目标本课题旨在研究大跨度空间结构的多维多点随机地震反应分析方法，探索比较可靠且具可行性的工程实践方案，从而更好地提高大跨度空间结构的抗震性能，降低地震灾害的风险。

具体目标包括以下几个方面：1. 基于大跨度空间结构的工程背景，分析其抗震需求，建立反应分析模型；2. 了解随机振动理论与方法，确定随机地震反应的相关参数，建立相关计算模型；3. 探究多维多点地震反应分析方法及工具，如有限元法、Monte Carlo模拟等；4. 根据模型计算及分析结果，对大跨度空间结构的抗震设计进行优化，并得到具体方案；5.进行分析结果的验证与验证，对该分析方法及方案进行评估，得正式结论。

三、预期成果本课题将探究大跨度空间结构的多维多点随机地震反应分析方法，并建立相应的计算模型，根据分析结果得到具体的优化方案，提高大跨度空间结构的抗震性能，降低地震灾害的风险。

预期成果包括：1. 大跨度空间结构的抗震设计理论分析框架；2. 大跨度空间结构多维多点随机地震反应分析模型；3. 大跨度空间结构的抗震设计优化方案；4. 论文和学术报告。

四、研究计划1. 第一阶段（前期准备，两周）：研究相关文献，了解大跨度空间结构的抗震需求及现有的抗震分析方法，明确本研究的目标与研究思路。

工程结构的地震动输入问题

• 解答
– dx(t)= -x’’g(T)e-ew(t-T)sinwd(t-T)/wddT
– x(t)= -1/wdJ0-t{x’’g(T)e-ew(t-T)sinwd(t-T)dT}
dT T
back
.
反应谱的定义
x’’g(t)
s(t)= f(x’’g, ς, T1)
ς Duhamel 积分
Max
back
特解（强迫振动）
• 输入过程的离散化——微脉冲 -x’’g(T)dT
– dx(t)=e-ew(t-T)[A0coswd(t-T)+B0sinwd(t-T)]
• 冲量作用
– 前后位移为0： A0=x(T)=0
• 动量定律：x’(T)=-x’’g(T)dT
– B0=[x’(T)+ewx(T)]/wd=-x’’g(T)dT/wd
的不确定性是无法降低的 – 结构模型化（包括结构动力分析模型和结构恢复力模型的确定）是必
需的，与此有关的不确定性可以通过模型和算法的改进予以降低 – 迄今为止的各种破坏指标与准则几乎都是在特定加载制度下某种结构
或子结构试验的基础上提出的，还没有一种被广泛接受，当推广应用到其它的加载形式和不同的结构类型时具有不确定性。 – 尽管地震动输入所包含的与震源和传播介质的随机性等有关的固有不确定性不能降低且必须接受，但与地震动模型化及参数的非完备知识等有关的系统不确定性将随着强震观测数据的日益积累以及地震预测技术的提高而逐渐降. 低
按静力法计算。
底部剪力法
弹性将结构第一振型的最大响应视为结构的总地震最大适用范围很有限，属振型
反应谱响应，按静力方法求解。
分解法的特例。
将输入在时域上进行离散，在各时段内的动力问题与线性结构的不同在于结

地震动输入

地震动输入方式
反演—正演输入模型假设岩基为水平分层的、向两端无限延伸的均匀弹性介质并考虑基岩质量，按一维反演方法将地表岩石的设计地震动反演至基岩深部，将反演得到的深部基岩运动作为输入，正演求得基岩和坝体的地震反应。该输入模型的突破在于能在一定程度上反映地基岩体沿深度放心的不均匀性。但正演求解体系中存在限制，即只能采用反演时用到的四周均为有限的地基模型，致使无法反映无限地基辐射阻尼的影响。
边界问题
以上几种地基模型是建立在有限地基的基础之上的，忽视了无限地基对振动能量的耗散作用，无法反映地震动能量向无限地基逸散。由于地震能量向无限远域逸散会降低结构的地震响应，类似一种阻尼效应，因此被广泛称为“辐射阻尼”。在有限范围地基的人工边界处实现地震波的无反射是计入辐射阻尼影响的实质。如何在合理的有限地基范围的基础上，在边界处采用合理有效的处理方案是近年来研究的热点。（边界元方法、无穷元方法和透射边界等方法）林皋院士等提出了比例边界有限元法。这种方法在计算域的边界上进行离散，问题的维数降低一维，节约了计算工作量。该方法能够方便地处理地基介质各向不同性和地基介质模量沿深度按某一定规律发生变化等问题。张楚汉院士等提出了地基无限元模型、边界元模型、无限元—无限边界元耦合模型进行无限地基辐射阻尼的影响研究，并针对传统模型只能在频域求解无法适应坝体横缝非线性计算的缺点，提出频段变换法，将在频域中描述的地基动力复刚度变换为等效的时域量。廖振鹏院士等提出并逐步完善了人工透射边界理论和方法。该方法直接从单侧波动的一般运动方程导出，与波动方程和物理边界条件的特殊性无关，属于直接在时域中用无反射的人工边界模拟波动能量向远域地基逸散，为大型非线性开放系统的地震动力分析提供了实用方法。陈厚群院士等在高拱坝抗震分析研究中引入了人工透射边界的理论和方法，与解耦的显式有限元方法相结合，并在静动组合算法、数值稳定理论等方面做了进一步完善，已经成功应用于工程实践中。

多维地震动作用下基础隔震结构地震响应分析_江宜城

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图 3 隔震结构的计算模型
5 基础隔震结构随机反应
假设地震动输入为平稳随机过程 , 结构
在双向水平分量和绕竖直轴旋转的扭转分量
共同作用下 , 其振动方程为 :
[ M ]{ U¨} + [ C ]{ U} + [ K]{ U}
= - [ M ] Ig{ U¨g}
(4)
式中 , [ M ] 、 [ C ] 、 [ K] 分别为结构的质
t)
k=1
-
1 ω2i
¨qi (
t
)
-
2ωζi qi ( t) i
(7)
设结构的任一反应量为 :
3n
6 Q ( t) = Ni qi ( t)
(8)
i =1
将式 (7) 代入式 (8) 得 :
3n
6 Q ( t) = Ni i =1
3
6 Aik ¨ugk ( t) Bi¨qi ( t) + Ci qi ( t) (9) k=1
【关键词】基础隔震等级线性化扭转分量
Abstract The seismic response of the horizontal and torsional coupling vibration of a base isolated structures under multiΟcomponent ground motion excitation is analyzed in this pa2 per . Calculating results show that the assumption of equivalent linearization is rational and fea2 sible. For a based isolated structure ,the response due to the torsional component of the ground motion is always larger that the one without torsional component . If the base is isolated and there is no eccentricity in the isolation layer ,then the structural response will be reduced. This shows the base isolation technique can effectively reduce the structural response due the joint action of horizontal and torsional components of the ground motion excitaiton.

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