抗震分析中的多点激励问题
TMD多点控制体系随机地震响应分析的虚拟激励法
TMD多点控制体系随机地震响应分析的虚拟激励法
朱以文;吴春秋
【期刊名称】《地震工程与工程振动》
【年(卷),期】2003(23)6
【摘要】对于频率分布密集或受频带较宽的地震激励的结构,其响应不再以某一单一振型为主,须考虑采用多点控制。
本文对受TMD多点控制的结构进行了研究。
文中建立了带有多个子结构系统的以模态坐标和子结构自由度为未知量的统一运动方程。
针对所得方程为非对称质量、非对称刚度、非经典阻尼的情况,本文给出了使用直接法求解的格式。
地震随机响应分析采用了虚拟激励法,可以考虑各振型之间的耦合项,计算量小且精度高。
本文的方法适用于带有多个子结构的系统的一般性问题,具有广泛的应用价值。
【总页数】5页(P174-178)
【关键词】多点控制;主结构;子结构;随机地震响应
【作者】朱以文;吴春秋
【作者单位】武汉大学土木建筑工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】P315.96
【相关文献】
1.水工建筑物随机地震响应分析的虚拟激励法 [J], 荆岫岩;林家浩
2.拱坝—地基体系的多点输入虚拟激励法及随机响应分析 [J], 陈健云;林皋
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4.广义Maxwell阻尼结构随机地震响应分析虚拟激励法 [J], 贺王涛;李创第
5.大跨度结构TMD减震系统多点激励的地震随机响应分析 [J], 吴春秋;朱以文因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
多点输入下大跨空间结构地震反应分析方法的研究
多点输入下大跨空间结构地震反应分析方法的研究随着现代建筑技术的发展，大跨空间结构在公共建筑、体育场馆、交通枢纽等领域的应用越来越广泛。
然而，这些结构在地震作用下的安全性问题也日益凸显。
因此，研究多点输入下大跨空间结构的地震反应分析方法具有重要意义。
本研究针对多点输入下大跨空间结构的地震反应问题，提出了一种基于时程分析的地震反应分析方法。
该方法考虑了多点输入下结构的动力特性和地震波的传播效应，能够更准确地预测结构在地震作用下的反应。
具体研究内容包括：1. 建立多点输入下大跨空间结构的动力模型。
通过分析结构的几何特性和材料特性，建立结构的质量、刚度和阻尼矩阵，从而得到结构的动力模型。
2. 分析多点输入下地震波的传播效应。
根据地震波的传播规律，研究地震波在不同位置的输入特性，以及地震波在结构中的传播过程。
3. 基于时程分析的地震反应分析。
利用结构的动力模型和地震波输入特性，采用时程分析方法，计算结构在地震作用下的位移、速度和加速度反应。
4. 地震反应分析结果的验证与优化。
通过对比分析实验数据和理论计算结果，验证所提出方法的准确性和可靠性，并对方法进行优化和改进。
本研究旨在为多点输入下大跨空间结构的地震反应分析提供一种有效的方法，为结构设计、施工和维护提供理论依据。
同时，本研究也有助于提高大跨空间结构在地震作用下的安全性，为我国地震工程领域的发展做出贡献。
5. 研究多点输入下大跨空间结构的非线性地震反应。
考虑结构的非线性特性，如材料非线性和几何非线性，研究结构在地震作用下的非线性反应。
6. 分析多点输入下大跨空间结构的损伤机理。
研究结构在地震作用下的损伤演化过程，分析损伤对结构整体性能的影响。
7. 探讨多点输入下大跨空间结构的抗震设计方法。
基于地震反应分析结果，研究结构的抗震设计原则和方法，提出合理的抗震措施。
8. 研究多点输入下大跨空间结构的地震风险评估。
通过分析结构的地震反应和损伤特性，评估结构在地震作用下的风险水平，为结构的安全评估提供依据。
第四讲-2 多点地震动输入
结构多点输入动力方程建立-1：
多自由度体系结构受多点激励的动力平衡方程可表示为：
t t t c c k k u u u m m g 0 g g mT m cT c k T k p (t ) gg g u g g gg u g g gg u g g
rk 为影响矩阵的第k列, 是与第k个基础位移u gk相关的影响向量, 是由于第k个基础位移u gk 1而在结构其他自由度处产生的静力位移。
Ng
g mrk u gk (t ) p eff (t ) mru
基础有一定的时间差(行波效应) 的方式进行地震反应分析。
多点输入结构反应和单一输入一样，目前分为确定性分析方法和随机分析方法， 确定性分析方法又可以分为反应谱法、直接积分法和随机振动法。结构特别是大 跨度结构的地震响应分析应包括的主要研究内容见下图。现简要介绍目前多点结 构分析中的几种分析方法。
地震作用
t t t m m c c k k 0 g u g u g u mT m cT c k T k p (t ) gg g u g g gg u g g gg u g g
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。
大跨斜拉桥多维多点地震激励减震控制方法分析
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
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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
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多点激励下结构抗震可靠度分析的反应谱方法
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
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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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大跨度斜拉桥多点激励的时程分析(最终修改)
大跨度斜拉桥多点激励的时程分析冯德梁，李远富（西南交通大学 土木工程学院，四川 成都 610031）摘要 利用大型有限元程序ANSYS ，对跨度组合为144+392+144m 的双塔双索斜拉桥进行地震动的动力响应分析，在计算过程中地震波是以加速度方式加载并考虑时间历程的影响，对结果进行分析，有利于桥梁结构的抗震设计。
关键词 斜拉桥；时间历程；地震响应0引言地震反应分析是评价大跨度结构抗震设计水平和结构安全性的一个重要方面，多点激励则是更为合理、更加符合大跨度结构实际情况的地震动输入方式。
时程分析法在一定程度上克服了反应谱法的局限性，它将连续结构物离散为多个节点、多自由度体系，各个支点自由的输入激励；既能处理线性问题又能处理非线性问题，既能处理一致激励的情况又能处理非一致情况。
随机振动法与时程分析法不同，随机振动法中无论是作为输入的地震动，还是作为输出的结构响应都是随机过程，这与实际情况相符合[1-3]。
1工程概况某斜拉桥组合为130+ 364+130m 的双塔双索斜拉桥，其支座场地类型为III 类，假想在七级地震下，地震波采用天津波。
斜拉索在主梁的边梁处每5m 布置一根，在主跨处每7m 布置一根，在主塔的每一侧设置26根斜拉索，斜拉桥为双塔双索。
其中索塔高为120m 。
其斜拉桥的部分参数如表1。
根据国家地震局标准的烈度表，基本烈度为7、8、9度时，地面运动的最大水平速度a 的值分别为0.125g ，0.25g ，0.5g 。
而实际天津波的地震记录s /cm 56.75a vmax =。
因此，计算中必须将实际地震记录的峰值折算成所需的基本烈度。
一般2/a a v =，若为七级地震，则对于天津记录乘以系数0.8114[5]，天津波x 和y 方向的加速度值如图2。
图1 斜拉桥模型 图2 天津波加速度表1 材料性能用于建模的位置 EX/Pa PRXY DENS/kg.m -3主梁、索塔 2.5e10 0.20 2500 刚性鱼刺横梁、主塔连接梁1e20 0 2500 斜拉索2.0e110.2568002参数建模该结构为全对称的结构。
多点激励下大跨度斜拉桥地震反应分析
多点激励下大跨度斜拉桥地震反应分析
林均岐;白春旭;陈永盛;王杰
【期刊名称】《地震工程与工程振动》
【年(卷),期】2009(29)6
【摘要】大跨斜拉桥是交通运输的枢纽工程,一旦在地震中遭到破坏,将会造成巨大的直接和间接经济损失。
由于大跨斜拉桥的跨度大,在地震中地震波到达不同桥墩的时间存在差异,这会对大跨斜拉桥的地震反应产生很大影响。
因此,对大跨斜拉桥在多点输入下的反应开展研究,对进行正确有效的抗震设计,确保其抗震安全性具有非常重要的意义。
本文分析了多点激励下大跨度斜拉桥的地震反应,并与一致激励下大跨度斜拉桥的地震反应进行了对比,研究了多点激励对大跨度斜拉桥地震反应的影响。
【总页数】8页(P154-161)
【关键词】斜拉桥;地震反应;多点激励;一致激励
【作者】林均岐;白春旭;陈永盛;王杰
【作者单位】中国地震局工程力学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】P315.952.5
【相关文献】
1.大跨度斜拉桥多点激励地震反应分析 [J], 史志利;李忠献;陈平
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.大跨度斜拉桥多点激励作用下结构地震响应分析 [J], 何友娣;李龙安;阮怀圣
4.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
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多点激励下高墩大跨桥梁抗震性能分析
多点激励下高墩大跨桥梁抗震性能分析
李正英;王泽国;牟德健
【期刊名称】《土木建筑与环境工程》
【年(卷),期】2012()S2
【摘要】基于OpenSEES平台,建立高墩大跨桥梁的弹塑性结构模型,对比分析在一致地震激励及行波输入下桥梁结构的地震反应特性,并对行波输入下高墩桥梁的破坏过程进行详细研究。
分析结果表明,地震波频谱特性及地震动输入方式对桥墩的出铰位置和破坏顺序有较大影响;高墩的破坏主要表现为弯曲破坏,单墩墩顶截面出铰或达到极限状态往往先于墩底截面,设计时应引起重视。
【总页数】4页(P181-184)
【关键词】高墩;桥梁;行波输入;抗震性能
【作者】李正英;王泽国;牟德健
【作者单位】重庆大学土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU
【相关文献】
1.基于多点激励的大跨径高墩连续刚构桥行波效应分析 [J], 雷敏
2.多点激励下高墩大跨刚构桥抗震性能研究 [J], 刘猛;郑儒霞;相仁凤
3.城市大跨矮墩桥梁抗震性能分析 [J], 闫鹏
4.铁路高墩大跨T构桥梁抗震性能分析 [J], 杜细春;李中辉
5.铁路高墩大跨T构桥梁抗震性能分析 [J], 杜细春;李中辉
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摘要：本文针对工程抗震分析中大跨度结构多点激励问题的分析方法进行了理论总结，并结合实际算例，对采用相对运动法和大质量法进行多点激励问题分析的计算结果与精确解进行了研究对比，给出了相关的结论。
关键词：多点激励相对运动法大质量法一、引言地震时震源释放的能量以地震波的形式经过不同的路径、地形和介质传播至地表，由于波的传播特性导致地震地面运动具有随时间和空间不断变化的特征。
通常在结构的地震反应分析中，只是考虑地震地面运动的时变特性，而忽略地震地面运动随空间变化所带来的影响。
对于高层与高耸结构、中小跨度桥梁等在水平面内的几何尺寸比较小的结构物来说，地震地面运动的空间效应影响很小，计算结果能够满足工程需要 [1]。
但对于大跨度结构，由于跨越尺度较大，不同支承点处输入的地震地面运动则存在着一定的差异，从而对结构的地震反应有一定的影响。
由于不同支承点处输入的地面运动存在着差异，但从结构分析的力学机理来说都是一致的，因此统称为多点激励效应。
考虑多点激励使得大跨度结构的地震反应分析更加符合实际情况，显得更为合理[2]。
二、多点激励动态时程分析方法的应用大跨度结构多点激励动态时程分析的方法主要有相对运动法（rmm，relative motion method）和大质量法（lmm，large mass method）[3]。
1．相对运动法对于多自由度体系，多维多点输入的地震反应动力平衡方程为（1）式中[m]、[c]、[k]分别是结构的总体质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵，、、分别为结构的绝对位移向量、速度向量和加速度向量，为地震作用引起的外荷载向量。
设桥梁结构支承点相应于地震动输入的自由度数为，非支承点的自由度数为，在绝对坐标系下，式（1）的动力平衡方程可写为分块矩阵的形式，即（2）式中、、和、、分别表示支承点和非支承点处的位移、速度和加速度向量。
将结构的绝对位移分解为准静力响应和动力响应之和，其中非支承点处的准静态响应定义为（3）式（3）的力学意义为结构支座节点的静位移引起的结构非支承点处的位移，即所谓的准静态响应。
将式（3）代回式（2）的第一个方程可得（4）当假定阻尼矩阵正比于刚度矩阵时，上式右边第二项为；当阻尼为其它形式并且较小时，此项也很小，因此可以从上式中略去[3]。
由此可以近似得到（5）对集中质量体系，，式（5）变为（6）采用此式进行动力计算的优点在于只需要根据支承点处的加速度时程就可以进行计算得到非支承点处的动力响应，而不需要知道速度向量和位移向量。
2．大质量法大质量法是对结构模型进行动力等效的一种分析方法，这种方法在处理多点激励问题时需要解除支承点沿地震作用方向的约束，并赋予节点大质量，其数值通常远远大于结构体系的总体质量，此时式（2）中支承点处的质量矩阵应改为，其中的表达式为（7）式中为第个支承点所赋予的节点大质量。
同时为了强迫支承点处的动力响应时程与初始模型保持一致，在各节点大质量上作用随时间变化的节点荷载，其中为各支承点处输入的加速度时程，由此式（2）的动力平衡方程可以改为（7）由式（7）的第二个方程可以得到支承点处的加速度，即支承点处的加速度响应时程与输入的多点激励加速度时程基本保持一致。
对比式（2）和式（7）的第一个方程，可知当相同时，由该两个方程求得的非支承点处的动力响应、、是一致的。
由于大质量法在求解过程中不涉及位移的分解，因此采用大质量法求解结构在多点激振下的动力响应，可以通过直接积分的方法得到结构的总体地震反应，即相对位移法中准静态响应和动力响应的和，大质量法可以适用于非线性分析。