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虚拟激励法的工程应用及参数研究
| 论文题名： | 虚拟激励法的工程应用及参数研究 |
| 关键词： | 桥梁;随机振动;虚拟激励;行波效应;隔振;等效线性化 |
| 摘要： | 中国是一个多发地震国家,确保桥梁在地震荷载下的安全运营具有十分重要的意义,以往的经验表明进行科学合理的抗震设计是减轻因地震造成损失的有效途径.目前国内外的桥梁抗震设计规范中反应谱方法是采用的最基本的方法,但它不能考虑地面运动的空间变化,这对于跨度不大的桥梁是可以的,但是对于跨度达数百米甚至更大的桥梁就未必合适了.对于大跨度结构地震分析必须考虑由于地面变形而导致桥梁支座之间的相对运动,即多点激励问题.时间历程法可以处理这类问题,但它的主要缺点是计算结果严重依赖于所选取的地震动时程曲线,并且计算量非常大.随机振动方法在处理多点激励问题时具有极大的优越性,但由于以往算法的复杂性,随机振动方法并没有在国内外地震工程中获得实际应用.目前这一状况已因随机振动的高效算法--虚拟激励法的出现将被改观.该文采用虚拟激励法进行了桥梁随机振动分析研究.研究工作包括:(1)运用Kaul方法和迭代修正方法将新规范中规定的反应谱转化为功率谱曲线,以便采用随机振动法进行同反应谱法一致设防水准的结构地震响应分析.在目前缺乏实测地面加速度功率谱数据的情况下是有一定实用价值的.(2)对行波效应下大跨度桥梁动力响应规律研究.考虑或不考虑行波效应,计算结果可以相差一倍甚至更远.这表明行波效应之重要性.规范反应谱方法难于反映这种影响,对大跨度桥梁可能产生不安全的设计.在此情况下使用随机振动方法是适宜的.当视波速难于确定时,可以取若干个可能值分别进行计算,取最不利情况作为设计的参考.(3)对于考虑地震空间效应时大跨度桥梁有效频率区间的下界、上界的确定问题,该文通过大量计算和比较,给出了合理的取值.(4)以实际桥梁为例,对三种抗震方法的比较研究:计算结果进行了多方面的比较(包括均匀地面激励、行波效应和部分相干效应).对于中国工程设计和相关规范的编制有一定的参考价值.近一个世纪以来,将建筑物与由强震产生的激烈地面运动分离开来的思想吸引着许多人,为了达到这个目的,近年发展了很多工程抗震新技术.大部分隔震技术采用的都是底部设置的由橡胶隔震支座和阻尼器等部件组成的隔震层.在强烈地震作用下,减/隔振支座会进入弹塑性状态而表现滞迟特性,通过这种强烈耗能的特性实现了对大震的抵御,最终达到预期防震要求.在进行减/隔振结构随机地震响应分析时,该文采用Bouc-Wen微分方程模型描述进入非线性支座的滞变特性,以虚拟激励法代替习用的Lyapunov方程法,结合等效线性化技术进行结构非线性随机振动分析.与传统的求解李亚普诺夫方程法相比,计算精度保持一致,但是计算效率得到很大提高. |
| 作者： | 李丽媛 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 林家浩;张亚辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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