大跨度网格结构的多点地震输入分析

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地震输入问题是结构地震反应分析的前提和基础。在进行大跨度网格结构地震响应分析时,通常假设该结构基础各处作用相同的地面运动,这相当于将地基视为刚体。如果结构尺寸远小于地基的地震波长,这种假定尚可接受。而实际上,由于地震机制、地震波的传播特征、地形地质构造的不同,使得入射地震波在空间和时间上均是变化的,即使其它条件完全相同,由于结构的支座各点到震源距离的不同,地震波在结构基础面上传播要经历一定的时间,各支撑点接收到的地震波必然存在时间滞后,在同一时刻,结构各支承点所承受的地面运动是不同的,这就是所谓多点地震输入问题。本文以大跨度网格结构为研究背景,选用EICENTRO波(1940),应用ANSYS程序,建立了跨度为160m和80m的双层网壳模型。在对模型进行模态分析基础上,利用APDL语言编制地震波一致输入程序和考虑行波效应的多点输入程序,对网壳计算一致输入和多点输入下的地震反应。对应两种跨度的网壳模型提取7个节点和8个单元比较一致输入与多点输入对网壳动力反应的改变;通过改变结构跨度,分析多点输入对不同跨度的结构的影响;通过改变地震波视波速,分析地震波视波速变化对网壳的影响。分析结果表明:动力分析方面,通常多点输入提取结果大于一致输入,各比较项目的幅值变化方面有一定规律性。在纵波作用下,竖向位移Uz、竖向加速度a_z、轴力在多点输入下的幅值除以一致输入下的幅值,所得的幅值放大系数在地震波波速V=200m/s时最大,而且基本上随着地震波的波速增大而减小;在横波作用下,横向位移Uy、横向加速度a_y、轴力的幅值放大系数也是在地震波波速V=200m/s时最大,但一些节点的横向位移Uy、横向加速度a_y和一些单元的轴力的放大系数在地震波波速V=800m/s比V=400m/s要大。
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