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抗震分析中的多点激励问题【摘要】本文探讨了抗震分析中的多点激励问题。
在介绍了研究背景、研究目的和研究意义。
在详细阐述了多点激励的概念、在抗震分析中的应用、分析方法、模型的建立以及在实际工程中的应用。
结论部分强调了解决多点激励问题对抗震设计的重要意义，提出了未来研究方向并进行总结。
多点激励问题的研究对提高抗震设计的准确性和可靠性具有重要意义，对未来研究方向提供了启示。
通过本文的阐述，读者进一步了解了多点激励在抗震分析中的重要性，并对相关领域的研究产生了兴趣。
【关键词】抗震分析、多点激励、抗震设计、概念、应用、分析方法、模型建立、实际工程、解决问题、研究方向、总结。
1. 引言1.1 研究背景抗震设计是建筑工程中非常重要的一个环节，可以有效地减少地震对建筑物造成的破坏和人员伤亡。
在抗震设计中，地震力的计算是至关重要的一步，而地震力的计算需要进行抗震分析。
在进行抗震分析时，通常会采用激励信号来模拟地震作用，以便评估建筑物在地震作用下的响应情况。
在实际工程中，地震波是一个复杂的三维波动场，建筑物受到的地震作用并不是单一方向的，而是来自不同方向和不同位置的多点激励。
如何准确地模拟和分析多点激励对建筑物的影响，成为了当前抗震设计中亟待解决的问题。
多点激励问题的解决将有助于提高抗震设计的准确性和可靠性，为地震发生时建筑物和人员提供更好的保护。
本文将围绕多点激励问题展开讨论，探讨多点激励在抗震分析中的应用、分析方法和建模技术，旨在为抗震设计提供更为准确和有效的分析手段。
1.2 研究目的研究目的是通过对抗震分析中的多点激励问题进行深入研究，探索其在工程实践中的应用和意义。
具体来说，我们旨在深入探讨多点激励的概念及其在抗震分析中的具体应用方式，探讨多点激励分析方法的理论基础和实际操作技术，以及建立多点激励模型在工程设计中的实际应用。
通过对多点激励问题进行系统分析和研究，旨在为提高抗震设计的准确性和可靠性提供理论和技术支持，促进工程设计领域的进步和发展。
大跨斜拉桥多维多点地震激励减震控制方法分析
全伟;李宏男
【期刊名称】《大连理工大学学报》
【年(卷),期】2010(050)004
【摘要】首先利用SIMULINK仿真工具箱建立了大跨度斜拉桥在多维多点地震激励下的半主动减震控制分析模型.然后采用拟合规范反应谱的多点人工地震动时程,研究并比较分析了一致激励以及同时考虑行波效应和部分相干效应等激励工况下,行波波速以及部分相干程度对斜拉桥减震效果的影响规律.数值结果表明:无论是有控还是无拉结构,考虑多点激励后,主粱中踌跨中出现较大竖向位移和轴力,且竖向位移随着行波波速的减小和部分相干程度的减弱呈增大的趋势;行波效应和部分相干效应总体上对减震效果的影响很小;主动和半主动控制算法控制效果接近,优于始终提供最大阻尼力的被动控制算法.
【总页数】7页(P540-546)
【作者】全伟;李宏男
【作者单位】大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁,大连,116024;铁道第三勘察设计院桥梁处,天津,300142;大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁,大连,116024
【正文语种】中文
【中图分类】U441.3
【相关文献】
1.大跨度斜拉桥多维多点随机地震激励响应分析 [J], 郑史雄;张金;贾宏宇;张克跃;康锐
2.不同地震激励下大跨度独塔斜拉桥减震控制研究 [J], 丁兰;张谢东;朱伟伟
3.大跨度斜拉桥在多点随机地震激励作用下的响应分析 [J], 张翠红;吕令毅
4.大跨度钢管混凝土拱桥在多维多点地震激励作用下的平稳随机响应 [J], 赵灿晖;周志祥
5.大跨度叠合梁斜拉桥多维多点非平稳随机地震响应分析 [J], 赵雷;刘宁国
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多点激励下结构抗震可靠度分析的反应谱方法
李建华;李杰
【期刊名称】《防灾减灾工程学报》
【年(卷),期】2004(24)3
【摘要】既有的多点激励反应谱方法均只能给出结构地震峰值反应的均值,而不能给出峰值反应的标准差,从而无法进行合理的结构抗震可靠性分析。
本文首先介绍了一种多点激励下结构随机地震反应分析的简化反应谱方法,在此基础上,发展了基于多点激励反应谱理论的结构抗震可靠度计算方法。
以一两绔连续梁为例,通过Monte Carlo模拟对这一方法进行了验证。
计算结果表明,本文建议的可靠度分析方法具有良好的精度。
【总页数】5页(P242-246)
【关键词】多点激励;反应谱方法;抗震可靠度分析
【作者】李建华;李杰
【作者单位】同济大学建筑工程系
【正文语种】中文
【中图分类】P315.9
【相关文献】
1.多点激励下减震桥梁结构抗震可靠度分析的哈密顿蒙特卡洛子集模拟法 [J], 贾少敏;王子琦;陈华霆;赵雷
2.基于反应谱法的多点激励下桥梁结构抗震可靠性分析 [J], 柳春光;杜勇刚;刘鑫
3.多点激励下结构随机地震反应分析的反应谱方法 [J], 李杰;李建华
4.多点非一致激励长跨结构抗震可靠度分析 [J], 丁光莹;李杰
5.多点非一致激励下钢筋混凝土梁桥弹塑性抗震可靠度分析 [J], 张振浩;隗磊军;杨伟军
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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。
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。
三塔斜拉桥多点激励地震反应特性分析
武保华
【期刊名称】《现代交通技术》
【年(卷),期】2014(011)005
【摘要】以某空间框架式索塔3塔连续梁支承体系斜拉桥为例,采用多点时程反应分析方法研究了纵向和横向多点激励(仅考虑行波效应)对该类型桥梁地震响应的影响.研究结果表明:纵向多点地震激励下,行波效应对3塔斜拉桥中塔受力影响较小,边塔较大;同样,行波效应对两中跨主梁影响相对较小,两边跨则较大.横向多点地震激励下,无论是对于3塔斜拉桥中塔还是边塔,行波效应对于主塔受力是有利的,随着行波波速的降低,主塔响应呈下降趋势,对主梁来说,则可能放大主梁地震响应;存在一个最不利行波波速,在该行波波速下,结构响应取最大值.
【总页数】5页(P15-18,58)
【作者】武保华
【作者单位】宜兴市交通运输局,江苏宜兴214200
【正文语种】中文
【中图分类】U442.55
【相关文献】
1.斜拉桥一致激励与多点激励地震反应分析 [J], 朱北平;徐凯燕
2.大跨度斜拉桥多点激励地震反应分析 [J], 司徒文林;徐凯燕;陈丹丹
3.斜拉桥一致激励和多点激励下的地震反应分析 [J], 徐凯燕;魏德敏;刘灿
4.斜拉桥多点激励下的地震反应分析 [J], 徐凯燕;魏德敏;刘灿
5.多点激励下大跨度斜拉桥地震反应分析 [J], 林均岐;白春旭;陈永盛;王杰
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多维多点激励下老山自行车馆屋盖结构的地震反应分析杨志;韩庆华;周全智;刘健【摘要】采用有限元动力时程法,分析了老山自行车馆在多遇地震及罕遇地震下的反应,考虑了地震运动的多维性,并研究了地震行波效应对结构的影响.将静力等效方法应用于大跨度结构抗震设计中,把复杂的地震作用转化为结构静力荷载,为大跨度空间结构考虑行波效应时的抗震概念设计提供简单易行的方法.结果表明:地震行波对网壳边缘处的杆件影响不大,对网壳中部杆件内力影响较大,且波速越小中部杆件内力越大;行波效应对大跨度空间结构影响显著,设计时应予考虑;在类似结构初步设计中,罕遇地震静力等效系数可取2.0,多遇地震静力等效系数可取1.27.【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2007(040)011【总页数】7页(P1277-1283)【关键词】大跨度空间结构;行波效应;多维地震;多点激励【作者】杨志;韩庆华;周全智;刘健【作者单位】天津大学建筑工程学院,天津,300072;天津大学建筑工程学院,天津,300072;天津谢克斯特海事工程咨询有限公司,天津,300457;天津谢克斯特海事工程咨询有限公司,天津,300457【正文语种】中文【中图分类】TU393.3;P315.96震害经验与理论研究分析表明地震时的地面运动是一种复杂的多维运动，包括3个平动分量和3个转动分量．结构在单维与多维地震作用下的反应是不同的，尤其是网壳作为一种空间结构体系，呈现明显的空间受力和变形特点，水平和竖向地震对网壳结构的反应都有较大影响，对网壳结构的地震反应分析要考虑水平和竖向地震的同时作用才符合实际情况．现行的抗震规范中，除欧洲规范考虑了地震波的空间变化性外，其余规范都是采用一致地震波输入．一致地震波输入对空间尺寸小的建筑物是可以接受的，而对于大跨度结构，若仍采用传统的计算方法，显然过于粗糙．在对以往的地震空间变化的影响研究当中，大多是以桥梁为研究对象[1—3]．近年来，随着大跨度建筑物的兴起，如体育场馆等，跨度达到了几十米甚至上百米，关于大跨度结构研究的专著相继出版[4—5]，地震行波效应对大跨度空间结构的影响越来越受到关注．为举办2008年北京奥运会自行车比赛而兴建的老山自行车馆采用了双层球面网壳结构．老山自行车馆位于北京市石景山区老山街，总建筑面积32 500 m2，赛道周长250 m，观众座位6 000个．该场馆建成后将是国内唯一的全天候室内木质赛道自行车馆，也是目前国内跨度最大的球面网壳结构之一，如图1所示．该网壳的覆盖平面直径为149.536 m，矢高14.69 m，矢跨比约1/10，表面积为18,240 m2，网壳支承于高度为10.35 m 的倾斜人字型钢柱上，柱顶支承跨度为133.06 m，柱脚周边直径为126.40 m．钢结构总高度为28.36 m，柱脚标高为7.15 m，网壳厚度2.8 m，为跨度的1/47.5．结构的恒荷载为1.1 kN/m2（含金属屋面檩条、马道等及下弦吊载），基本雪压为0.4 kN/m2．采用大型有限元分析软件ANSYS对老山自行车馆进行数值分析．有限元模型如图2所示．模型杆件采用link8单元，截面尺寸与设计规格相同，杆件数为8 364，节点数为2 083，在屋面节点上按节点控制面积施加荷载等效质量单元，在人字柱底部节点施加大质量．抗震设防烈度为8度，采用天津波（上下及南北向，周期0.9 s）输入，结构的重力荷载取结构自重标准值和雪荷载组合值（组合系数 0.5）之和，进行多遇地震及罕遇地震下结构的计算．对模型输入地震波时，考虑地震作用的多维性，根据双层网壳结构的对称性，忽略地震扭转效应，仅输入水平和竖向地震波．抗震规范规定：采用时程法分析结构在多遇地震作用下的反应，当抗震烈度为8度时，加速度峰值取70 cm/s2，罕遇地震加速度峰值为400 cm/s2．对模型输入天津波时，按 1（水平）∶0.65（竖向）的比例对其进行调幅，作用于结构的罕遇地震波经调幅后如图3所示．地震现象表明，纵波使结构物产生上下颠簸，横波使结构物产生水平方向摇晃，面波则使结构物产生既上下颠簸又左右摇晃的振动．由于面波的能量大于体波，所以对结构物和地表造成的破坏以面波为主．文献[5]指出：纵波波速一般为200～1,400 m/s，横波的波速一般为100～800 m/s；面波是体波经地层界面多次发射、折射形成的次生波，波速约为横波的0.9倍．文中地震波采用竖向及水平向（平行y轴振动）双向同时激励于结构，其效应类似于面波的效应，波速的范围定为100～800 m/s．具体分析时，为便于比较，分成3组：波速400 m/s，波速800 m/s，波速无穷大（即不考虑行波效应）．地震波的行进方向假设沿x轴负向．采用子空间迭代法对老山自行车馆有限元模型进行模态分析，得到结构的前 20阶频率，如表 1所示．结构的前6阶振型如图4所示．多遇地震取阻尼比，罕遇地震取阻尼比，由结构的固有频率可得结构小震时瑞利阻尼系数，大震时瑞利阻尼系数．取地震作用时间10 s，为结构基本周期的11.2倍．分别取网壳与xz平面成0°（第1组）、60°（第2组）和120°（第3组）平面内的上弦杆件单元研究，第2组单元如图5所示．4.1 地面一致振动当不考虑行波效应时，假定地面一致振动，各柱脚同时受到地震激励．第2组单元中7003号单元在静力作用下的内力值为－712.3 kN，小震时最大内力值为－803 kN，比静力时提高了12.7%．其内力时程曲线如图6所示．由图7可知，边缘杆件地震内力系数较大，是因为这些杆件本身静内力较小，与地震位移系数类似，是由地震内力系数的定义造成的．忽略网壳边缘特殊杆，小震的地震内力系数有以下规律：第2组、第3组单元比第1组单元地震内力系数大，受地震影响更显著；网壳中部地震内力系数较小，1/4跨度杆件地震内力系数较大；总体来看，各杆件内力系数沿径向分布比较均匀．计算静力等效系数时，忽略边缘杆件的影响，将上弦各组杆件地震内力系数的外包络线值取平均值，得静力等效系数为1.227．4.2 行波效应的影响由图8可以看出，第1组杆件中部的杆件在一致地震时内力系数最大，1/4跨处杆件内力系数随波速减小而增大，当波速为400 m/s时其值最大；第2组、第3组杆件地震内力系数分布规律类似，在中部地震内力系数随波速减小而增大，在1/4跨地震内力系数随波速增大而增大，行波效应在中部影响最显著．就结构而言，应该在不同波速下结构都保证安全，因此，考虑行波效应计算地震内力系数时，取各组杆件在不同波速地震作用下内力系数的外包络线最大值平均得1.265．5.1 一致地面运动单元7003在罕遇地震作用下的内力时程曲线如图6所示，各组单元地震内力系数分布如图9所示．不计边缘特殊点的影响，将各组包络线取平均得到大震下不考虑行波效应时静力等效系数为1.67．表2列出了其在大震、小震的结果，在大震作用下，地震内力比静力提高了38%，地震动内力比小震时提高了2.9倍．5.2 行波效应的影响单元 7003在不同波速下的时程曲线如图 10所示，由图可以明显看出，行波效应影响显著，波速越小，杆件内力越大，具体结果见表3．由表3可知，不同波速下，杆件地震动内力变化显著，当波速为 800 m/s时，动内力系数为不考虑行波效应时的 2.1倍，当波速为400 m/s时，动内力系数为不考虑行波效应时的3.5倍，行波效应影响是相当大的．由图11~图13可以看出，第1组单元地震内力系数比其他两组小，即与地震行进方向一致的杆件受地震影响小，而与水平地震分量振动方向一致的杆件受地震影响大，说明水平地震分量对结构影响显著．为了更好的说明行波效应对网壳结构的影响，取同一波速各组单元内力系数最大值，它代表了该波速下网壳的地震反应，不同波速的数值就代表了不同波速对网壳的影响，如图14所示．由图14可以看出，并非波速越小，结构地震内力越大，行波波速对网壳不同部位影响也不相同，在网壳中部行波效应最明显，当不考虑行波效应时，地震动内力系数为 0.38，当波速为800 m/s时为0.83，当波速为400m/s时为1.55，考虑行波效应的地震动内力在波速为800 m/s、400 m/s时分别为不考虑行波效应的2.2倍、4.1倍，行波效应对大跨度空间结构的影响是不可忽略的．不计边缘点的影响，将不同波速下各组单元地震内力系数最大值取平均值得到考虑行波效应时的静力等效系数为2．地震是一种复杂的地面运动，结构在地震作用下的反应也很复杂，在结构设计时采取一种比较简便易行的方法来考虑地震的影响是十分有意义的，本文提出采用静力等效的办法，得到了计及行波效应影响的静力等效系数．经过对结果数据的比较选择，可以得到各组单元在不同波速下沿半径内力的最大值，采用静力等效法计算的结果与时程分析的结果比较如图 15所示．由图15可以看出，采用静力等效法的结果除中部外普遍比动力时程的结果大，说明采用静力等效法设计在这些地方是偏于安全的，总体来看，数据吻合较好，因此利用静力等效法来对大跨度空间网壳结构进行概念设计是可行的．但也应注意到，在网壳中部静力等效法误差达 20%，且比动力时程分析的结果小，是偏于不安全的，因此大震时做动力时程校核是必要的．（1）采用时程分析时，罕遇地震波峰值提高到多遇地震波峰值的 5.7倍，但实际计算结果表明，大震时结构杆件内力并没有线性地提高到小震时的 5.7倍，而是比该值小，例如单元7003仅提高2.9倍，这是结构的几何非线性和大震时结构阻尼增大造成的．（2）文中地震波采用竖向及水平向双向同时激励于结构，且行进方向与波振动方向垂直，其效应类似于面波的效应．计算结果表明：与地震行进方向一致的杆件受地震影响小，而与水平地震分量振动方向一致的杆件受地震影响大，说明水平地震分量对结构影响显著．（3）行波效应对大跨度空间结构影响显著．并非波速越小，结构地震内力越大，行波波速对网壳不同部位影响也不相同，在网壳中部行波效应最明显，当不考虑行波效应时，地震动内力系数为 0.38，当波速为800 m/s时是0.83，当波速为400 m/s时是1.55，考虑行波效应的地震动内力在波速为800 m/s、400 m/s时分别是不考虑行波效应的2.2倍、4.1倍，可见行波效应对于大跨度空间结构的影响不可忽略．（4）地震是一种作用于结构的复杂的地面运动，如何有效地将之简化，从而提供设计上的参考，一直是人们关注的问题．本文采用静力等效法，将地震这一复杂的作用转化为静荷载．通过静力等效法与动力时程法计算结果的对比，发现静力等效法简单实用，完全可以满足概念设计的要求．对于类似大跨度网壳屋盖结构，本文推荐在初步设计时，考虑行波效应 8度区罕遇地震静力等效系数取2.0，多遇地震取1.27．【相关文献】［1］陈幼平，周宏业. 斜拉桥地震反应的行波效应［J］. 土木工程学报, 1996, 29（6）：61-68. Chen Youping，Zhou Hongye. Seismic behavior of cable-stayed bridges under travelling wave excitation［J］. China Civil Engineering Journal，1996，29（6）：61-68（in Chinese）.［2］刘洪兵，朱唏. 大跨度斜拉桥多支承激励地震响应分析［J］. 土木工程学报，2001，34（6）：38-44 Liu Hongbing，Zhu Xi. Seismic response analysis of long-span cable-stayed bridges under multi-support excitation［J］. China Civil Engineering Journal，2001，34（6）：38-44（in Chinese）.［3］潘旦光，楼梦麟，范立础. 多点输入下大跨度结构地震反应分析研究现状［J］. 同济大学学报，2001， 29（10）：1213-1219. Pan Danguang，Lou Menglin，Fan Lichu. Status of seismic response analysis of long-span structures under multiple support excitations［J］. Journal of Tongji University，2001, 29（10）：1213-1219（in Chinese）.［4］蓝天，张毅刚. 大跨度屋盖结构抗震设计［M］. 北京：中国建筑工业出版社，2000. Lan Tian，Zhang Yigang. Seismic Design of Long-Span Roof Structures［M］. Beijing：China Architecture and Building Press，2000（in Chinese）.［5］曹资，薛素铎. 空间结构抗震理论与设计［M］. 北京：科学出版社，2005. Cao Zi, Xue Suduo. Seismic Analysis and Design of Spatial Structures［M］. 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