大跨隔震结构地震响应分析的位移输入模型研究

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大跨隔震结构具有跨度大、功能性强、抗震性能显著等优点而被人们青睐。目前许多规范对结构采用一致地震动输入,对于空间尺寸较小、跨度不是很大的结构采用一致地震动输入基本上满足要求,但对于大跨结构,地震波在传播过程中,会受地震动场空间变异性的影响,因此此时需要考虑采用多点激励。本文采用时程分析研究了位移输入模型在大跨隔震结构中的应用,在此研究过程中的主要工作有:1、系统阐述了多点激励下大跨结构常用计算模型的理论机理及各模型的适用范围,其中包括位移输入模型、加速度输入模型、大刚度法输入模型和大质量法输入模型。同时从理论公式、输入方式、误差原因等方面阐述了位移输入模型与大刚度法、大质量法的差异。2、对于普通结构,从位移输入模型与加速度输入模型的推导过程可知两种输入模型忽略了不同的阻尼项,会引起计算结果产生差异,而且差异的大小与采用的阻尼组成成分有关。通过剪切模型算例验证了两种输入模型计算结果的偏差主要来源于质量阻尼部分。3、应用位移输入模型可直接求得结构响应的绝对位移,适用于线性体系也适用于非线性体系,因此在工程领域广泛应用。但是位移输入模型在推导过程中忽略了一项阻尼力,对于隔震结构,忽略耦合阻尼项可能会产生较大的计算误差。通过对比位移输入模型与不忽略耦合阻尼项的计算模型,研究耦合阻尼项的忽略对结构地震响应产生的误差。同时研究了采用不同阻尼比、不同地震波时,应用位移输入模型对结构地震响应产生的误差。4、对于大跨隔震结构,采用人工合成地震动,研究应用位移输入模型对地震响应产生的误差。同时考虑由于结构跨度不同产生不同地震动时,应用位移输入模型对结构计算结果产生的误差。
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