行波效应对大跨度空间结构随机地震响应的影响
行波效应对大跨度空间结构随机地震响应的影响
世纪优秀人才支持计划 ( N CET- 06- 0229 ) 作者简介: 丁 阳 ( 1966 ) , 女, 教授, 博士, 主要从事钢结构与空间结构设计理论与工程应用研究. E-m ai:l dingyang@ tju. edu. cn
本文将采用虚拟激励法, 重点讨论结构地震峰值响应随地面视波速变化的规律和行波效应对结构地震 响应的影响。首先, 对一个双支座单自由度体系进行研究, 分析内力功率谱及内力峰值随地震波视波速变化 的规律, 研究行波效应的作用机理。然后将所得结论推广到多地面支撑点、多自由度体系。最后针对一实际 大型空间网壳结构在不同地震视波速下随机地震响应, 进一步讨论行波效应对结构地震响应的影响规律。
中图 分类号: P315196; TU 311
文献标志码: A
Influence of w ave travelling effect on random seism ic responses of long-span spatial structures
D ING Y ang, ZHANG Jiw e,i L I Zhongx ian
( 2)
式中: Sii ( X ) 和 Sjj ( X ) 分别是第 i 个支撑点和 j 个支撑点地面加速度自功率谱密度函数; i 是单 位复数;
Qij ( X, dij ) 表示两个地面支撑点处地震动振幅之间的比例关系, 本文考虑完全相干的 情况, 即 Qij ( X,
考虑行波效应的某大跨桥梁地震响应分析
考虑行波效应的某大跨桥梁地震响应分析孙黄胜;刘华;时凌云【摘要】在一致激励和非一致激励作用下分别计算了某大跨度桥梁结构的地震响应,对比分析了桥梁结构的位移反应、杆件内力和桥墩处剪力,分析了行波效应对大跨度结构反应的影响程度.同时分析了在不同行波速度下行波效应的影响程度.结果表明,当考虑地震行波效应时,桥梁结构部分节点位移反应增大;桥墩处斜撑杆件轴力增大,部分杆件内力基本不变;全部桥墩的总地震剪力减小,但各桥墩处剪力均有所增大.当考虑不同波速影响时,随着地震波速增加,节点的相对位移减小,各桥墩基底剪力和部分杆件内力减小,但均比一致激励时大.【期刊名称】《山东科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(037)003【总页数】8页(P51-58)【关键词】行波效应;模态分析;时程分析;桥梁;地震响应【作者】孙黄胜;刘华;时凌云【作者单位】山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东青岛266590;山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东青岛266590;青岛理工大学工程质量检测鉴定中心,山东青岛266033【正文语种】中文【中图分类】TU328大量地震记录表明，地震时地表各处的振动不同，即使相距仅几十米，振动的幅值、相位与频谱特征也不尽相同[1]。
由于地震地面运动是一复杂的时间-空间过程，地震波在其传播过程中具有的行波效应、局部场地效应和部分相干效应等使其传到地表的各点地面振动不完全相同，使结构反应变得复杂[2,3]。
随着结构跨度的增大，地震动的变异对结构的影响不可忽视。
已有研究表明:对于大跨度空间结构，地震动的行波效应影响显著[4-6]。
因此，在对大跨度空间结构进行抗震分析时应考虑地震动的行波效应。
闫晓宇等[7]通过地震模拟振动台阵试验，对一致激励、行波激励和局部场地效应等对刚构桥地震响应进行了研究，结果表明，行波效应对该大跨刚构连续桥梁的无控制地震反应、半主动控制地震反应和减震效果均有显著影响。
大跨桥梁结构地震动空间效应的影响研究
大跨桥梁结构地震动空间效应的影响研究摘要：本文通过总结国内外对大跨桥梁结构地震动反应分析方法，分析了大跨桥梁的多点激励和行波效应问题，为同类桥梁设计提供参考。
关键词：地震动，空间效应，反应谱，动态时程分析；1、多点激励及行波效应地震反应分析方法考虑随时间和空间变化的地震动场多点激励时，大跨桥梁结构的地震反应分析方法可以分为两大类：一类是以地震地面运动为确定过程的确定性分析方法，主要包括反应谱法和动态时程分析法；一类是以地震地面运动为随机过程的概率性分析方法，主要是指随机振动法。
(1)反应谱法反应谱法使用简便，工程应用广泛，是当前各国规范首推的抗震设计方法。
反应谱法是基于一致地震激励下单质点系统的线弹性分析而建立的。
由于大跨桥梁较强的空间耦合效应以及目前长周期反应谱方面存在的问题，加上地震地面运动的时空变化特征难以模拟等因素，反应谱法有时会产生很大的误差。
如何改进现有的反应谱法使其适用于多点激励下的大跨桥梁地震反应分析，许多学者基于随机理论提出了改进的反应谱方法，如Yamamura和Tanaka的分组法、Berrah和Kausel的修正系数法DerKiureghian和Neuenhofer的MSRS法、Heredia-Zavoni和Vammarake的组合法等。
刘洪兵、朱唏提出了一种简化的基于单个模态振子振动特性的多支承激励反应法，并对芜湖长江大桥主航道斜拉桥在多支承地震激励下的地震响应进行了研究。
王淑波博士也基于虚拟激励原理提出了HOC系列反应谱组合方法来考虑一致激励、行波输入以及任意相干激励等多种地震输入情况，并认为该系列方法能近似考虑结构的非平稳振动效应。
(2)动态时程分析法动态时程分析法主要依据确定的地震加速度时程求出结构的反应，是公认的精细分析方法。
该方法在计算上能很好地解决多点输入问题，可以近似考虑基础．土—结构相互作用、非线性、非比例阻尼等问题，可以分析结构在地震作用下弹性和非弹性阶段的内力变化以及构件逐步开裂、损坏的全过程。
大跨度结构地震响应研究
大跨度结构地震响应研究摘要:根据结构体型复杂、跨度大、各层结构体系不同的特点,本文结合呼和浩特东客运站通过对站房大跨度结构进行多维多点地震动响应分析,归纳行波效应下结构相应的特点,总结了行波效应对于结构动力性能的影响,为结构设计提供指导。
关键词:大跨结构多维地震多点输入根据建筑功能设计的要求,一系列形式多样、跨度规模大、体型体系复杂的结构越来越多,呼和浩特东客运站主站房结构各层结构体系不同,楼面结构为预应力梁与普通RC楼板结构,而屋盖结构为拱形钢梁和双层球网壳等结构体系的组合;结构体系和材料的不同使结构的阻尼比也不同等,给传统结构设计提出了挑战。
大跨空间结构得到了越来越多应用的同时,对其动力性能也提出了更高的要求。
由于地震波速度一般为每秒几百米至几千米,同时震源也可能不止一个点,而大跨空间结构的跨度较大,各支座间的距离较远,这样就容易导致结构各支座点的地震响应并不一致,存在着空间和时间上的差异。
因此,研究考虑地震动空间变化特性对大跨空间结构的影响具有重要的理论意义和工程应用价值。
1 工程概况呼和浩特东客运站房选址于呼和浩特市主城区东侧京包线上,该站由主站房和站台雨蓬组成,站台雨蓬与主站房之间设伸缩缝兼抗震缝分开。
站房平面尺寸大约为183.500m×315.366m,主要的柱网尺寸有:15.588m×27m、31.177m×27m、62.354×27m(屋面)。
主站房主要分为三层:地面层为出站厅、出站广场及配套设施、设备用房;结构如图1所示。
站房屋面为由切割球形形成曲面和斜面组成,屋盖不设缝。
主要标高分别为20m、21.8m、25.1m、27.8m、31.4m、33.4m和44.9m。
屋盖结构为直径81m的球面钢结构屋盖,中心有一直径12m的开口,沿屋盖径向按圆心角7.5°的间距设置腹板开洞的拱形钢梁,钢梁的上下翼缘为箱形截面,腹板为钢板。
沿环向在拱形钢梁之间布置钢管支撑(与钢梁刚接连接)且每隔圆心角60°另设置斜向支撑。
行波效应对大跨越输电塔-线体系纵向地震响应影响
Ｗ ＩＱ —ｅ Ｌ ｈ ｎ —ａ ｇ Ｅ ｉ ， Ｉ ｅｇ ｌ ｎ ｋ Ｚ ｉ
（ ｏ ｅｅｏ Ｃｖ ｎ ｉ ｅｉｇ Ｃ ｏｇ ｉ ｎｖｒｔ， ｈｎｑｎ ０ ０ ５ Ｃ ｉａ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｉｌ ｇ ｅｒ ， ｈｎｑｎ Ｕ ｉ ｓｙ Ｃ ｏｇ ｉｇ ０４ ， ｈｎ ） ｌ ｉＥ ｎ ｎ ｇ ｅｉ ４
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行波效应对大跨度斜拉桥地震反应的影响
行波效应对大跨度斜拉桥地震反应的影响方诗圣;康小方;王建国;王伟【期刊名称】《桥梁建设》【年(卷),期】2013(043)001【摘要】To study the seismic response characteristics and the influence of traveling wave effect on the seismic response of long-span cable-stayed bridge, a cable-stayed bridge of the same kind was cited as an example and in accordance with the fundamental principle of D Alembert, the dynamic time-history method was used to calculate the dynamic displacement and internal forces of the structure. Two seismic waves with different spectrum characteristics were selected and in consideration of the influence of different apparent wave velocity on the seismic response of the long span cable-stayed bridge, the influence of the traveling wave effect on the seismic response of the bridge was particularly studied and was compared to the results of the seismic response of uniform excitation. The results of the study indicate that with the increase of the apparent wave velocity, the seismic response values of the internal forces of the pylon footings, the displacement of the pylon tops and the internal forces of the pier footings have significant changes and the values tend to approach the seismic response of uniform excitation. The traveling effect has significant influence on the axial force of the main girder and on the shear force of a pylon in the longitudinal direction of the bridge. In thecase of the same acceleration peak value (0. 40g) of the seismic wave, when the different apparent wave velocity are inputted, the seismic response of the structure has differences owing to the different frequency spectrum characteristics of the various waves.%为研究大跨度斜拉桥地震反应特性及行波效应对其影响,以某大跨度斜拉桥为例,依据D'Alembert基本原理,采用动态时程法计算结构动力位移和内力.选用2条不同频谱特性地震波,考虑不同视波速对大跨度斜拉桥地震反应的影响,重点研究行波效应对大跨度斜拉桥的地震反应影响,并与一致激励地震反应结果进行比较.结果表明:随着视波速的增大,各桥塔塔底内力、塔顶位移以及墩底内力的地震响应值有显著变化且趋近于一致激励地震响应;行波效应对主梁顺桥向轴力和塔顺桥向剪力有显著影响;在地震波加速度峰值(0.40g)相同的情况下,由于各条波之间频谱特性的不同,不同视波速输入下结构的地震反应存在一定的差异.【总页数】7页(P23-29)【作者】方诗圣;康小方;王建国;王伟【作者单位】合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】U448.27【相关文献】1.行波效应对大跨度斜拉桥地震反应的影响 [J], 杨剑;赵金钢2.行波效应对预应力混凝土曲线箱梁桥地震反应的影响 [J], 方诗圣;章晓晖;方飞;洪刚;康小方3.行波效应对高墩长联波形钢腹板PC刚构桥地震反应的影响 [J], 梅继洲;徐林4.行波效应对大跨上承式铁路钢桁拱桥地震反应的影响 [J], 张永亮;王云;虞庐松;陈兴冲;刘正楠5.行波效应对公轨两用独塔单索面钢桁梁斜拉桥地震反应影响分析 [J], 曾勇;曾渝茼;谭宇杰;邱周;余浩因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
大跨度空间结构考虑行波效应的地震动随机响应分析
即认为结构所有支座 同时受到相同的地震 地面波作
用 。这 个假 定相 当于 认 为 地 震 波 波 长 远 远 大 于结 构 的平面 尺寸 ， 而结构 各支 座所 受 到 的 同一地 震 波 的 从
不均匀场地中地震波的反射和折射， 以及从一个大的
震 源 区域 的不 同位 置 传 到不 同支 座 的地震 波 叠加 方 式不 同 ， 各支 座所 受 的地震 激 励 并 不完 全 相 干 ； ） （ 局 ３ 部 场地效 应 。不 同支承处 的场地 条件 不 同 ， 它们 影 响
ｓ ｉ ｃ ｒ ｓ ｏ ｓ ｓ ｏ ｖ ｅｓ ｅ ｐ ｎ ｅ ａ ｆ ｅ—ｓ ａ ｓ ｃ ｎｉ ｕ ｕ ｉｉ —ｆ ｍｅ ｒ ｓ ｓ ｎ ｍｅ ｉａ ｌ ｉ ｌｔｄ ｕ ｄ ｒ ｔ ｖ ｌ ｇ ｗａ ｅ ｅ ｅ ｔ －ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗ ｔ ｍｉ ｆ ｉ ｐ ｎ ｏ ｔ ｏ ｓｒ ｄ ｌ ｎ ｇ ａ ｄ ｂ ｉ ｅ ｉ ｕ ｒ ｌ ｙ ｓｍｕ ａ ｅ ｎ ｅ ｒ ｅｉ ｖ ｆ ｃ ｓ ｏ ａ ｅ ｉ ａ ｃ ａ ｎ ｈ
有 的结 构抗震 设计 规 范及 分析方 法都 提 出 了挑 战 。
我 国现行 抗 震设计 规 范是基 于一 致输 入 假 定 的 ，
虑以下三种空间效应 ： ） （ 行波效应 。由于地震波传播 １
速度 是有 限值 ， 当结 构 支 座 之 间 距 离很 大 时 ， 必须 考 虑其 到 达各支 座 的时 间不 同 ； ） 相 干效应 。 由于 （ 部分 ２
跨 海大 桥 、 型会议 中心等 正被 设 计建 造 出来 。怎样 大
构有较大不同。由于大跨度空 间结构具有 较大的平 面尺寸 ， 因此在做抗震分析时， 了确保计算结果 与 为
真实 地震 反应 之 间的误差 不致 过 大 ， 一般 认为 应该 考
行波效应对大跨度多塔斜拉桥地震反应影响
一 —
类 ： 一类是 以地 震 地 面 运 动 为确 定 过 程 的确 定 性 分
析方法 ， 主要包括 反应谱 法 和动 态 时程 分析 法 ； 一类 是
以地震地 面运 动 为 随机 过 程 的概 率 性 分 析 方 法 ， 要 主
是 指随机振 动法 。概率性 地 震反 应分 析 方法 是 建立 在 地 面各点地 震 动 统计 特 征 的基 础 上 ， 已知 支 承 各 点 在
乏Ｃ ｅ ｇ ｅ Ｊ １
［ Ｋ ｓ ］
（） ２
相对 于惯性 参照 系的 各节 位 移 可 以表示 为 如下
两 部分之 和 ：
１ 基 本 理 论 与模 型
（） ３ 考虑 随时 间 和空 间变 化 的 地震 动 场 多点 激 励 时 ， 大跨 桥 梁 结 构 的 地 震 反 应 分 析 方 法 可 以 分 为 两 大 将式（ ） ３ 代入式 （ ） 展 开可 以得到 ： ２ ， （ ＋ ）＋ｃ （ ＋ ）＋ （ ＋ ）＝
脚标 Ｓ 表示 结构 的 自由度 ， 脚标 ｇ表示 基础 与结构相 接 触 的 自由度 ， （ ）可改 写成如下 的分块 形式 ： 式 １
ｓ ｓ
本文 以一座 大跨 多塔 斜 拉 桥工 程 设 计 实 例 ， 用 动 态 采
时程 分析法 ， 析 了行 波 效 应对 大跨 度 多 塔 斜 拉 桥 地 分 震反 应的影 响 ， 并探 讨 了塔 、 纵 向 固定 约束 及 塔 、 梁 梁 纵 向活动两 种 约束 方 式 的情 况 下 ， 波 效 应 对 多 塔斜 行 拉桥地 震反 应 的影 响 ， 进 一 步研 究 多 塔 斜 拉 桥 的结 为 构抗震性 能 打下 了基础 。
振 第２ ９卷第 ｌ Ｏ期
大跨度结构地震行波效应研究
大跨度结构地震行波效应研究
张亚辉;李丽媛;陈艳;林家浩
【期刊名称】《大连理工大学学报》
【年(卷),期】2005(045)004
【摘要】借助于虚拟激励法,深入研究了行波效应对结构地震响应的影响. 对于一具有两个地面支撑的单自由度体系,推导出内力功率谱的解析表达式;以此为基础,分析了地震波视波速对体系极值响应的影响,并讨论了动态相对位移和拟静位移分量对体系极值响应的贡献. 计算结果表明,对于跨度较大或地震波视波速较小的结构,内力随视波速的变化显著发生改变;动态相对位移和拟静位移分量对体系极值响应的影响与结构的自振频率和波速都有很大关系. 最后,对一实际悬索桥采用不同地震波视波速进行了随机地震响应分析,计算结果进一步表明行波效应对结构地震响应的影响非常大.
【总页数】7页(P480-486)
【作者】张亚辉;李丽媛;陈艳;林家浩
【作者单位】大连理工大学,工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁,大连,116024;大连理工大学,工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁,大连,116024;大连理工大学,工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁,大连,116024;大连理工大学,工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁,大连,116024
【正文语种】中文
【中图分类】TU311.3;TU208.5
【相关文献】
1.行波效应对大跨度结构地震响应的影响 [J], 李云;钟铁毅;冯卫军
2.考虑行波效应的大跨度结构地震反应分析 [J], 李彬;朱彬;张士兵
3.大跨度结构地震响应研究 [J], 毛念华
4.大跨度结构考虑行波效应时非平稳随机地震响应 [J], 林家浩;李建俊;张文首
5.大跨度结构考虑行波效应时平稳随机地震响应的闭合解 [J], 张文首;林家浩因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
行波效应对大跨多塔悬索桥地震反应的影响分析
行波效应对大跨多塔悬索桥地震反应的影响分析邓育林;何雄君【摘要】Based on a realistic engineering project of a long-span multi-tower suspension bridge, the seismic response under seismic wave passage is analyzed. And the effect of different longitudinal connections between the middle-tower and the girder, and distinct foundations of the middle-tower on seismic wave passage effect was studied. The results indicate that seismic wave passage can amplify the seismic demand of side-towers, but has minor effects on seismic demand of middle-tower. It also has minor effects on seismic demand of foundations and the displacement of main grider. The effect of seismic wave passage on seismic demand of side-towers increments as the piles foundation of middletower substitute for caisson. But the effect of seismic wave passage on seismic demand of middle-towers increases as the caisson foundation of middle-tower substitute for foundation with longitudinal elasticity spring between the main-tower and the main girder.%以一座大跨3塔悬索桥为工程背景,采用时程分析法分析了行波效应对大跨多塔悬索桥地震反应的影响,比较了行波作用下不同结构体系地震反应的变化规律.研究结果表明:行波效应可能会使边塔的地震反应有较大增长,但对中塔的地震反应影响不大;行波效应对边、中塔基础及梁端位移的反应影响不大;结构体系的变化对行波效应有一定影响,当中塔由沉井基础变为桩基础时,行波效应对边塔的地震反应影响增大;而当中塔与主梁之间设置弹性索,中塔由桩基础变为沉井基础时,行波效应对中塔的地震反应影响增大.【期刊名称】《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》【年(卷),期】2011(035)003【总页数】5页(P443-447)【关键词】三塔悬索桥;行波作用;地震反应;沉井;桩【作者】邓育林;何雄君【作者单位】武汉理工大学交通学院,武汉430063;武汉理工大学交通学院,武汉430063【正文语种】中文【中图分类】U442.55对于大跨悬索桥的行波效应，许多学者进行了研究，Nakamura等［1］采用多点激励的反应谱方法，以及复杂的三维有限元模型，对金门大桥进行了地震反应分析，他们指出，对于大跨悬索桥，由于其柔性的影响，动力反应分量是主要的.此外，行波效应和多点激励对动力反应分量有显著的影响.对于两塔的反应，多点激励会导致较小的结果.A.A.Dumanoglu等［2］对3座欧洲大跨箱梁悬索桥进行了行波效应的比较分析，结果发现，在悬索桥的某些部位，行波效应会大大增加地震反应.胡世德等［3］通过对江阴长江大桥的地震反应分析指出，行波效应会使结构的反应增大.丰硕等［4］以构想中的1座主跨跨度达3 000m的悬索桥为研究对象，探讨行波效应对超大跨度悬索桥地震反应的影响.本文以泰州长江公路大桥为工程背景，分析行波效应对大跨多塔悬索桥地震反应的影响，并比较行波作用下不同结构体系地震反应的变化规律.1 计算模型泰州长江公路大桥为一座大跨3塔悬索桥，总体布置图见图1.2个主跨跨度均为1 080m，主缆的分跨为390m＋1 080m＋1 080m＋390m，加劲梁采用封闭式流线型扁平钢箱梁.边塔为混凝土塔，索塔总高178.0m；中塔为变截面钢塔，索塔总高192.0m，横桥向为门式框架结构，纵向为人字型.在边塔下横梁上设置竖向和侧向支座.边塔采用46根D3.1／D2.8m变截面钻孔桩群桩基础，中塔采用倒圆角的矩形沉井基础.图1 三塔悬索桥布置图（单位：m）2 行波效应影响分析关于地震行进波速，现在学者们普遍认同应取视波速，而不是以前普遍采用的土层剪切波速，本次分析地震行进波速从150m／s开始，考虑到本桥南北两锚碇间距离很大，达2 940m，为较全面地分析地震行波效应的影响，最高波速取8 000 m ／s，且依次取150，250，500，750，1 000，1 500，2 000，2 500，3 000，4 000，5 000，6 000，7 000和 8 000m／s 14个地震行进波速进行了分析，由于结构的对称性较好，本次分析仅考虑地震波从北端向南端传播.2.1 对主塔内力反应的影响图2、图3分别给出了地震动行进波速的变化对北塔塔底、南塔塔底以及中塔塔底截面内力的影响，图中纵坐标表示的是考虑行波效应与不考虑行波效应地震反应的比值，μ为12条波的平均值，σ为12条波的方差.图2 地震行进波速对塔底截面剪力的影响图3 地震行进波速对塔底截面弯矩的影响从图2、图3可以看出：对于边塔，考虑行波效应有时会增大其地震反应，有时也会其减小地震反应，而对于中塔，考虑行波效应总体上减小其地震反应.当波速不断变化时，北塔塔底截面剪力平均值变化幅度为0.90～1.10，弯矩平均值变化幅度为0.75～1.15；中塔塔底截面剪力平均值变化幅度为0.9 0～1.1 0，弯矩平均值变化幅度0.90～1.10；南塔塔底截面剪力平均值变化幅度为0.70～1.25，弯矩平均值变化幅度为0.80～1.20.考虑地震波的变异性，北塔塔底截面剪力最大增大28%，弯矩最大增大40%；南塔塔底截面剪力最大增大42%，弯矩最大增大35%；中塔塔底截面剪力最大增大30%，弯矩最大增大25%.2.2 对基础地震反应的影响图4、图5分别给出了地震动行进波速的变化对北塔基础反力、南塔基础反力和中塔基础反力的影响，图中纵坐标表示的是考虑行波效应与不考虑行波效应地震反应的比值，μ为12条波的平均值，σ为12条波的方差.从图4、图5可以看出：行波效应对边塔基础的水平反力影响不大，在个别波速情况下，对于北塔，平均值最大增加5%，考虑行波效应的变异性，最大增加15%，对于南塔，平均值最大增加7%，考虑行波效应的变异性，最大增加15%；行波效应对边塔基础的反力矩影响较大，对比图2和图3可以看出，其影响规律与对边塔塔底弯矩基本一致，但影响程度略小一点；行波效应对中塔基础的水平反力影响甚微，对反力矩影响也不大，即使考虑行波效应的变异性，最大增大也只有10%，且在大多波速情况下行波效应减小了中塔基础的水平反力及反力矩.图4 地震行进波速对主塔基础水平反力的影响图5 地震行进波速对主塔基础反弯矩的影响2.3 对塔顶主缆抗滑移安全系数的影响图6分别显示了地震行进波速的变化对边塔、中塔塔顶主缆抗滑移安全系数的影响，图中纵坐标表示的是考虑行波效应与不考虑行波效应地震反应的比值，μ为12条波的平均值，σ为12条波的方差.当比值小于1时表示行波效应对主缆抗滑移不利，反之大于1表示行波效应对主缆抗滑移有利.分析时主缆与鞍座鞍槽之间的摩擦系数μ取0.2.图6 塔顶主缆抗滑移安全系数比从图6可以看出：行波效应对北塔塔顶主缆抗滑移安全系数影响较小，且基本上都是对主缆抗滑移有利；而对南塔塔顶主缆抗滑移安全系数有一定的影响，在个别波速情况下，行波效应平均值最大使主缆抗滑移安全系数减小20%左右，考虑结果的变异性，最大使主缆抗滑移安全系数减小50%左右，应当予以重视；行波效应对中塔塔顶主缆抗滑移安全系数也有一定的影响，但大多数情况都是对主缆抗滑移有利，只有个别波速情况下，行波效应平均值最大使主缆抗滑移安全系数减小20%左右，考虑结果的变异性，最大使主缆抗滑移安全系数减小40%左右.2.4 对梁端位移的影响图7给出了地震行进波速的变化对梁端位移的影响，图中纵坐标表示的是考虑行波效应与不考虑行波效应地震反应的比值，μ为12条波的平均值，σ为12条波的方差.从图8可以看出，行波效应对梁端位移的影响很小，行波效应平均值最大使梁端位移减小3%左右，考虑结果的变异性，最大使梁端位移变化也在7%左右. 图7 地震行进波速对梁端位移的影响3 结构体系变化对行波效应的影响图8、图9分别给出了四个模型，地震动行进波速的变化对北塔塔底、南塔塔底和中塔塔底地震内力的影响，取12条波的平均值，图中纵坐标表示的是考虑行波效应与不考虑行波效应比值.图8 地震行进波速对塔底截面剪力的影响比较图9 地震行进波速对塔底截面弯矩的影响比较从图8、图9可以看出：当中塔基础形式不变时，无论中塔与主梁之间是否设置弹性索，行波效应对边塔塔底地震反应的影响规律及影响程度基本一致，即中塔、梁纵向连接方式的变化不会明显改变行波效应对边塔塔底地震反应的影响规律；而如果中塔、梁纵向连接方式不变时，中塔基础采用桩基础时，行波效应对边塔塔底地震反应影响要显著一些，特别是对边塔塔底剪力的影响，行波效应使得塔底剪力平均值最大增大25%左右，而当中塔基础采用沉井基础时，这一数值为15%左右. 从图8、图9还可以看出：当中塔采用沉井基础时，行波效应对中塔与主梁之间设置弹性索时的影响程度比中塔与主梁之间不设置弹性索显著；而当中塔采用桩基础时，无论中塔与主梁之间是否设置弹性索，行波效应对中塔塔底地震反应影响规律及影响程度相差不大；如果中塔、梁纵向连接方式不变时，中塔基础采用沉井基础时，行波效应对中塔塔底地震反应影响要略微显著一些.上面分析表明，当中塔由沉井基础变为桩基础时，由于中塔整体刚度减小，边塔与中塔刚度比增大，使得行波效应对边塔的地震反应影响增大；而当中塔与主梁之间设置弹性索，中塔由桩基础变为沉井基础时，由于中塔刚度增大，边塔与中塔刚度比减小，使得行波效应对中塔的地震反应影响增大.4 结论1）行波效应对边塔的地震反应有一定的影响，在个别波速情况下，行波效应使得边塔塔底反应增加40%左右；而行波效应对中塔的地震反应影响不大，且在大多波速情况下行波效应减小了中塔的地震反应.2）行波效应对边塔基础的水平反力影响不大，但对边塔基础的反力矩有一定的影响，其影响规律与对边塔塔底弯矩基本一致，但影响程度略小一些.行波效应对中塔基础的水平反力影响甚微，对反力矩影响也不大，且在大多波速情况下行波效应减小了中塔基础的地震反应.3）行波效应对梁端位移的影响很小，行波效应平均值最大使梁端位移减小3%左右，考虑结果的变异性，最大使梁端位移变化也在7%左右.4）当中塔由沉井基础变为桩基础时，由于中塔整体刚度减小，边塔与中塔刚度比增大，使得行波效应对边塔的地震反应影响增大.5）当中塔与主梁之间设置弹性索，中塔由桩基础变为沉井基础时，由于中塔刚度增大，边塔与中塔刚度比减小，使得行波效应对中塔的地震反应影响增大.参考文献［1］Nakamura Y，Kiureghian A D，Liu D.Multiple－support response spectrum analysis of the golden gate bridge［R］.University of California at Berkeley，Report No.UCB／EERC－93／05，May，1993.［2］Dumanoglu A A，Brownjohn J M W，Severn R T.Seismic analysis of the fatih sultan mehmet suspension bridge［J］.Earthquake Engineering and Structural Dynamics，1992，21：881－906.［3］胡世德，范立础.江阴长江公路大桥纵向地震反应分析［J］.同济大学学报，1994，22（4）：434－438.［4］丰硕，项贻强，谢旭.超大跨度悬索桥的动力特性及地震反应分析［J］.公路交通科技，2005，22（8）：31－35.［5］Zerva A.Response of multi－span beams to spatially incoherent seismic ground motions［J］.Earthquake Engineering and Structural Dynamics，1990，19：819－832.［6］Ettouney M，Hapij A，Gajer R.Frequency－domain analysis of long－span bridges subjected to nonuniform motions［J］.Journal of Bridge Engineering，2001（11／12）：577－586.。
行波效应对大跨度上承式钢桁拱桥地震响应的影响
据 目前掌握 的 资料 ， 国 内外 关 于行 波 效 应 对 大跨
收福日期： ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ３ ０ ； 修 回日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ９ ． ２ ７
基金项目： 中铁 股 份 有 限公 司科 技开 发计 划 项 目（ 重点 － １ ２ — ２ ０ １ ０ — １ ） ； 铁
关键 词 ： 上 承 式拱 桥 地震 响应 行 波效应 时程分析 法 铁 路 中图分类 号 ： Ｕ ４ ４ ８ ． １ ３ ； Ｕ ４ ４ ２ ． ５ ５ 文献标 识码 ： Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ３ — １ ９ ９ ５ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ２ ． ０ ３
的影 响 ， 指 出行波 效应 显著增 大 了拱 肋 内力 ， 波速越 小 行波效 应越 明显 ， 拱 肋 危 险截 面 出现在 拱 脚 。孙 广 龙
输入 地震 波 ， 基 于行 波法 非一致 激励 输入 ， 计算 不 同剪
切波 速情 况下 行波 效应 对 结 构 地震 响应 的影 响 ， 并 与
地震 激励和 非 一致地 震激励 时程 分析 。结 果表 明 ： 行 波效 应对 大跨 度 上承 式 钢 桁拱 桥 地震 响应 影 响很
行波效应对大跨度斜拉桥的随机地震响应分析
震动激励下较单维地震动激励下结构响应 大， 因此 ， 大跨 度 斜 拉 桥 抗 震研 究 应 充 分 考 虑 地 震 动 的 多 维 性 与 行 波 效
应的影响 。
关键词 ： 大跨 度 斜 拉 桥 ； 随机 响 应 ；行 波 效 应 ；多 维 输 入 ；功 率 谱 密 度 中图分类号 ： Ｕ ４ ４ ８ ． ２ ７ 文 献标 识 码 ： Ａ Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ３ ２ ３ ８ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ４ — ２ ９ ５ ４ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ６ ． ０ ２ ０
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｂ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎ ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ￣ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ｎ ｇ － ｓ ｐ ａ ｎ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ － ｓ ｔ ａ ｙ ｅ ｄ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ（ Ｌ Ｓ Ｃ Ｓ Ｂ ）
行波效应对大跨度预应力混凝土连续刚构桥地震响应的影响
行波效应对大跨度预应力混凝土连续刚构桥地震响应的影响行波效应是指当地震波在土壤中传播时，由于土壤存在非线性和各向异性等因素，使得地震波在传播过程中产生改变波速和反射、折射等现象，对结构物产生影响的现象。
对于大跨度预应力混凝土连续刚构桥这样的大型结构来说，行波效应对其地震响应有以下影响。
首先，行波效应会导致地震波的能量在传播过程中逐渐衰减。
由于大跨度预应力混凝土连续刚构桥的结构质量大，刚度高，因此在地震波传播过程中，会有一部分能量耗散在结构体系内部的阻尼器、剪力墙等消能装置上，从而减少地震波对桥梁本体的作用力，在一定程度上减小地震对桥梁的破坏。
其次，行波效应还会引起地震波波速的改变。
由于土壤结构的非线性特性，地震波在传播过程中会产生相对较大的波速反射。
当这些反射波与初至波相互叠加时，会造成振动幅度和频率的变化，从而对桥梁的地震响应产生影响。
特别是对于大跨度连续构桥这样的结构，由于其自振频率较低，很容易受到地震波的波速变化影响，因此需要在设计过程中充分考虑土壤的波速反射对结构产生的影响。
此外，行波效应还会产生地震波的折射、绕射等现象，使得地震波在经过桥墩等结构物时发生弯曲和散射。
对于大跨度预应力混凝土连续刚构桥而言，桥墩是主要受力构件，地震波的折射、绕射会使桥墩产生附加的力和弯矩，对桥梁的整体稳定性和承载能力产生影响。
因此，在地震设计中需要根据桥梁的特点和土壤的性质，合理考虑行波效应对桥墩的影响。
最后，行波效应还会引起结构体系的非线性行为。
由于地震波的波速变化和能量耗散作用，结构体系会发生非线性现象，如塑性铰的形成、弹塑性变形的出现等。
这些非线性行为会进一步影响桥梁的地震响应，降低其抗震性能。
因此，在大跨度预应力混凝土连续刚构桥的设计和施工中，需要进行详细的地震分析，充分考虑行波效应引起的结构非线性行为。
总之，行波效应对大跨度预应力混凝土连续刚构桥的地震响应具有重要影响。
在设计过程中，需要综合考虑行波效应引起的地震波衰减、波速变化、折射绕射和结构非线性行为等因素，合理选择结构型式、减震措施及材料等，以提高桥梁的地震抗力和减震能力。
基于行波效应的大跨度钢-混凝土组合拱桥地震响应分析
基于行波效应的大跨度钢-混凝土组合拱桥地震响应分析高月琪【摘要】研究大跨度结构的地震响应时，有必要考虑地震波的行波效应。
针对一种特殊的钢－混凝土组合拱桥进行地震响应研究。
以重庆市万县长江大桥为建模依据，使用大型通用有限元软件sap2000建立跨径为420 m的钢－混凝土组合拱桥计算模型，并对该模型多种激励状态进行分析。
在一致激励状态下进行几何非线性时程分析，并基于多点激振理论和相对位移法，采用7种不同的时差对计算模型进行行波效应下的地震响应分析。
对比研究表明行波效应对大跨度桥梁结构地震响应有很大影响。
%In research on seismic response of large -span structures , it is necessary to consider traveling wave effect of seismic wave .This paper researches seismic response in allusion to a special steel -concrete combined arch bridge .With Chongqing Wan County Yangtze River Bridge as the basis for modeling , the paper establishes a computational model of steel -concrete combined arch bridge at a span of 420 m by means of large-scale universal finite element software sap 2000, and analyzes multiple excited states of the model.The paper carries out geometric nonlinear time -history analysis in consistent excited states and seismic response analysis for the computational model under the traveling wave effect by means of 7 different time differences .Comparative research shows that traveling wave effect exhibits great influences on seismic response of structures .【期刊名称】《公路交通技术》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】6页(P45-50)【关键词】大跨度钢混组合拱桥;非线性时程分析;行波效应;sap2000【作者】高月琪【作者单位】招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆 400067【正文语种】中文【中图分类】U448.22目前，国内外对地震波行波效应已经做了大量研究[1-7]，特别是对大跨径斜拉桥地震波行波效应的研究已经非常深入，但对大跨径拱桥在行波效应下的地震响应的研究还很少。
大跨度结构地震响应研究
毛 念 华 （ 中铁 第一勘察设 计院集 团有 限公司 西安 ７ ０ ） １ ４３ ０
摘 要 ： 据 结 构 体 型 复 杂 ， 度 大 、 层 结 构体 系不 同 的 特 点 ， 文 结 合 呼 和 浩 特 东客 运 站 通 过 对 站 房 大跨 度 结 构 进 行 多维 多 点 地 震 根 跨 各 本 动响应分析 ， 归纳行波效 应下结 构相应的特 点， 总结 了行波 效应对 于结构动 力性 能的影响 ， 为结 构设 计提供 指导。 关键 词 ： 大跨 结 构 多维 地 震 多点 输 入 中图分类号 ： １ Ｔｕ３ Ｉ 文献标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： ６ ４ ９ Ｘ（ ０ １０ （） ０ ６ ２ １ ７ —０ ８ ２ １ ） ３ａ一Ｏ ８ —０
提 出 了更 高 的 要求 。 由于 地 震 波速 度 一 般 为每 秒 几 百米 至 几千 米 ， 同时震 源 也 可 能不 止 一 个 点 ， 大跨 空 问 结构 的 跨 度较 大 ， 而 各支 座 ２大跨空间结构抗震原理 问 的距 离 较 远 ， 这样 就 容 易导 致 结 构 各 支 座 点 的 地震 响应 并 不 一 由于 地 震时 地 面运 动 是 一个 复 杂 的时 间一 间过 程 ， 仅具 有 空 不 致 ， 在 着空 间和 时 间上 的 差 异 。 存 因此 ， 究 考 虑 地震 动 空 间变 化 时 变 特 性 ， 且 具 有 空 间 效应 。 研 而 当支 座 间 距 与地 震 波 波 长 相 当时 ， 特 性 对 大跨 空 间 结 构 的影 响具 有 重 要 的 理 论 意 义和 工 程 应 用 价 应 考 虑这 种 空 间效 应 的 影响 ， 行 结 构 的 多点 输入 地 震 反应 分 析 。 进 值 。 地 震动 产生 空 间 效应 的 原 因为 ：１行波 效 应 。 （） 由于地 震 波速 是有 限 值的， 当各 支点 的 距 离 与地 震 波的 波 长在 同一 数量 级 时 ， 震波 到 地 １工程概况 达 各 支 点的 时 间 不 同 ， 支 点 间地 震 动 产生 了时 间滞 后 （ 各 相位 差 ） 。 呼 和 浩 特 东 客 运 站 房 选 址 于 呼 和 浩 特 市 主城 区 东 侧 京 包 线 （ ） 分 相 干 效 应 。 ２部 由于 地 球 介 质的 不 均 匀 性 ， 震 波 会 反 射 和 折 地 上 ， 站 由主站 房 和 站 台 雨蓬 组成 ， 台雨 蓬 与 主站 房 之 间设 伸 缩 射 ， 震 源 不 同位 置传 到 不 同 支座 的 波 叠加 方 式不 同 ， 该 站 且 由此 产生 各 缝兼 抗震 缝分 开 。 站房 平面 尺寸 大约 为 １ ３ ５ ０ ×３ ５ ３ ６ ， ８ ．０ｍ １ ． ６ ｍ 主要 支 点处 地 震 动 的频 散 损 失 和 各 支座 所 受 的激 励 并 不 完全 相 干 。 ３ （） 各 以 的 柱 网尺 寸有 ：５． ８ ｍ ７ ３ ． ７ ｍ ×２ ｍ、 ２． ５ ｌ ５ ８ Ｘ２ ｍ、 １ １ ７ ７ ６ ３ ４×２ ｍ（ ７ 屋 局 部场 地 效 应 。 支座 的 局 部土 层 不 同 ， 及 它们 影 响基 岩 振幅 和 面 ）主 站房 主 要分 为 三层 ： 面 层为 出站 厅 、 。 地 出站广 场及 配 套设 施 、 频 率成 分 方 式 不 同 。 点 输 入 就是 在 地 震 动 输 入 中 考 虑这 种 空 间 多 设 备用 房 ； 结构 如 图１ 示 。 房 屋面 为 由切割 球 形形 成 曲面和 斜 面 变 化 特 性 。 所 站 组成 ， 盖不 设 缝 。 要 标 高分 别 为 ２ ｍ、 ． ｍ、 ５ １Ｔ、 ７． ｍ、 屋 主 ０ ２１ ８ ２ ． Ｉ ２ ８ ｔ 传 统 的 结 构 地 震 响 应 分 析 大 多 忽 略地 震 动 空 间变 化 的特 点 ， ３ ． ｍ、 ３．ｍ￣４ ９ 屋盖 结 构 为直 径 ８ Ｉ １４ ３ ４ ４． ｍ。 １ ｎ的球 面 钢结 构 屋 盖 ， 即假 定 结 构 不 同 支 座 处 的 地 面运 动 是 一 致 的 结 构跨 度较 小 时 该 假定 并 不会 产 生 较 大误 差 ， 对 大跨 度 的 建筑 、 梁结 构 的影 响 就 但 桥 会大 得 多 ， 由此 引 出 了大跨 结 构 多 点输 入 地震 响 应 的计 算 问题 。 目 前 ， 多 点输 入 地震 响 应 的研 究 仍 处 探索 阶 段 ， 对 尚未建 立 完 善的 理 论 体 系 或设 计 方 法 ， 仅 有欧 洲 规 范（ Ｎ１ ９ － ） 求 对超 过 规 定 且 Ｅ ９ ８ ２要 跨 度 或 局部 场 地 土 层特 性 变 化较 大 的 桥梁 进 行 考 虑地 震 动空 间 效 应 的 多 点输 入 分 析 。 由于 大跨 结 构形 式 多 样 ， 点输 入 地 震 响应 特 多 征也各有不 同， 因此 科 研 人 员及 设 计 师 们通 常着 眼于 具 体 的 结 构
行波激励下大跨度拱桥随机地震响应分析
随机振 动法 ．王君 杰等 基 于 Ｓ Ｒ － 网一 次强 ＭＡ Ｔ１台 震 记 录资料 的统 计 分 析 ， 出 了 与 此 地 震 相 对 应 给 的地震 动 空 间 随机 模 型 及 参 数 ， 以 四川 宜 宾 金 并 沙 江南 门大桥 为例 ， 明 了地 震 动 空 间变 化 对 大 阐 跨度 拱 桥 抗 震 安 全 的 重 要 意 义 ¨ ； Ｕ Ｎ Ｇ Ｕ Ｄ ＭＡ Ｏ Ｌ 和 ＳＹ Ｕ Ｏ Ｌ Ｋ等利 用 随机 振 动 分 析 方 法 ， 究 了 地 研 震空 间变化 及 局 部 场地 效 应 对 大跨 度 拱 桥 地 震 响 应特 征 的影 响 －１Ｌ ３；ＵＺＨ等利用 Ｐｓｏｅ 法研究 ｕｈｖｒ 了钢 拱桥 的地 震 响应 特 征 ｌ ； 伟岸 等 以无锡 下甸 ４胡 桥为 例采用一 致地震 激 励和 行波 效应 时 程分 析 法 ， 研究 了拱肋 的几 何 非 线性 ， 以及 几 何 、 料 双 重非 材 线性 对大跨度拱 桥抗震 性能 的影 响 ， 并提 出 了节点 位移 偏 差 向量范 数 的概 念 ．刘 爱荣 等 以广 州 新 Ｊ 光 大桥 为研 究 背 景 ， 用 时 程 分 析 法 系 统 研 究 了 利
程 分析 法 （ 包括 一致 激励 、 点激 励 和 行波 效 应 ） 多 、
随机 振动法涉 及并 不 多．然 而 ， 应谱 方 法 由于 难 反 以考 虑桥梁 支 座所 受 地 震 动 的空 间不 一致 性 而 使
行波效应下对称多跨大跨结构的随机地震响应研究
行波效应下对称多跨大跨结构的随机地震响应研究
赵博;王元清;陈志华;石永久
【期刊名称】《振动与冲击》
【年(卷),期】2016(35)20
【摘要】为了研究行波效应对于多跨大跨结构随机地震响应的影响机理,首先以两跨结构简化模型为研究对象,选取柱顶相对位移作为计算响应量,采用多点虚拟激励法对结构的响应功率谱公式进行推导,求得结构响应极值随行波频率的变化规律,最后将此方法拓展至多跨结构,分析不同跨数以及不同支承形式对于多点激励下结构地震响应的变化规律。
计算结果表明:受拟静力响应影响,多跨结构中柱柱顶相对位移受行波效应影响更加显著,在大跨结构抗震设计中应该引起重视;随着跨数增加结构响应极值并没有明显提升,但不同支承形式可能导致结构受多点激励效应影响不同,针对具体的支承形式结构进行具体分析是必要的。
【总页数】8页(P9-16)
【关键词】行波效应;多跨大跨结构;虚拟激励法;柱顶相对位移;不同支承形式【作者】赵博;王元清;陈志华;石永久
【作者单位】天津大学建筑工程学院;清华大学土木工程系土木工程安全与耐久性教育部重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TU311.3;O327
【相关文献】
1.行波效应下多联长跨组合结构桥梁地震响应分析 [J], 魏凯;郭平;韩萍;袁万城;曹新建
2.大跨空间结构行波平稳随机地震响应 [J], 黄明开
3.随机地震动场多点激励下宽幅大跨桥梁r结构地震响应研究 [J], 李杰;代跃;陈淮
4.随机地震动场多点激励下宽幅大跨桥梁结构地震响应研究 [J], 李杰;代跃;陈淮;
5.考虑行波效应的高墩大跨刚构桥随机地震动响应研究 [J], 洪浩;郑史雄;贾宏宇;赵博文
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考虑行波效应的大跨度结构地震反应分析
引言
并与一致激励时 的计 算结果进 行 了比较。 通常情况下 ， 土木 工程 的结构震 动分 析 中， 般假定 地 面 用下 的地震反应分析 ， 在 一 震动是一致 的。这种假 定对 于结构 基础 尺寸远 小于 地基 的地震 １ 基于多点激励结构的运动方程
波长的情况（ 如通常的工业与 民用建筑） 是基本符合实际的。但 对于大跨度结构 ， 多 点不 同步地 震激励 下 ， 动方 程可 在 其运 ２］ ＿ 对于具有 较大（ ） 长 基础 尺 寸的构筑 物 ， 尤其 是地铁 车 站大型 、 桥 表 达 为 ［４： 梁、 生命线 、 坝体等工程， 地震动的空问变化将可能对其产生非常
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２３ 使 用 复合螺旋 箍 筋或 井 字复合箍 筋 ．
上， 消除了短柱并 具有 良好 的抗震性能 。
２ ４ 采 用钢 管混凝 土柱 ．
要求 采取构造措施 即可 ； 为短柱 ， 应 当尽量 提高短 柱 的承载 确 就 钢管混凝 土是套 箍混凝土 的一 种特 殊形 式 ， 由混凝 土填入薄 力 ， 小短柱的截面 尺寸 ， 减 采取各种 有效措施 提高短柱 的延性 ， 改
壁圆形钢管内而形成的组合结构材料。由于钢管内的混凝土受 善短柱 的抗震性能 。 到钢管的侧向约束 ， 得混 凝 土处于 三向受 压状 态 ， 使 从而使 混凝 ３使用复合 螺旋 箍筋或井字 复合箍筋 ， ） 采用分体柱 技术均可 土的抗压强度和极限压应变得到很大的提高， 混凝土特别是高强 有效地改善短柱 的抗震性 能 ； 采用钢骨混凝 土、 钢管混凝 土等新结 混凝土的延性得到显著改善。同时， 钢管既是纵筋 ， 又是横向箍 构 ， 可显著提高柱 的承载力 ， 减小柱 截面尺寸 ， 在结构 下部 出 避免 筋， 其管径与管壁厚度的比 值至少都在 ９ ｏ以下 ， 这相当于配筋率 现短柱尤其是超短 柱。因此 ， 层建筑抗 震设计 中应根 据工程 在高 至少都在 ４６ ．％以上 ， 远超过抗 震规范 【对钢 筋混凝 土柱所 的具体 隋况 ， 这远 ２ Ｊ 尽量采用上述新结构 、 新技术 ， 来避免短柱脆性破坏 。
行波效应对大跨越输电塔-线体系纵向地震响应影响
行波效应对大跨越输电塔-线体系纵向地震响应影响魏奇科;李正良【摘要】由于特高压大跨越输电塔-线体系塔身高跨度大,仅考虑单塔及塔-线体系的一致地震输入是远远不够的.考虑地震波沿大跨越线路传播时引起的地震行波效应,建立了特高压大跨越输电塔-线体系精细的三维空间有限元模型,运用几何非线性动力时程分析方法,研究了纵向地震作用下大跨越输电塔-线体系的地震响应特性,并和一致地震动输入下的反应进行了对比.结果表明:行波效应既可以增加又可以减小塔身的地震响应,主要与地震动作用于大跨越两端输电塔的相位差有关;行波效应对导线跨中竖向位移响应影响十分明显,对导线内力响应影响很小.%Because of high tower and long-span of a ultra-high voltage long-span transmission tower-cable system, it is not enough only to consider seismic responses of the system under the uniform excitation. Based on the established precise 3D finite element model of the ultra-high voltage long-span transmission tower-cable system, the longitudinal seismic responses characteristics of the system were studied under traveling wave excitation and compared with those under uniform excitation using the geometric nonlinear dynamic time history integration method. The results showed that the traveling wave excitation can increase, or decrease the seismic responses of the transmission tower, which is mainly related to the phase difference; the effect of traveling wave on the line's displacement responses is obvious in the vertical direction, but its effect on the line's axial force is not significant.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2011(030)010【总页数】5页(P236-240)【关键词】行波效应;相位差;输电塔-线体系;几何非线性;时程分析;一致输入;地震响应【作者】魏奇科;李正良【作者单位】重庆大学土木工程学院,重庆400045;重庆大学土木工程学院,重庆400045【正文语种】中文【中图分类】TU973+.31特高压输电塔－线体系是一种重要的电力设施［1，2]，地震作用下它的破坏现象时有发生，从而导致供电系统的瘫痪［3]，这不仅严重影响人们的生产生活秩序，还会造成重大的次生灾害，给社会和人民生命财产造成严重的后果。
行波效应对大跨度空间网格结构地震响应的影响
行波效应对大跨度空间网格结构地震响应的影响李忠献;林伟;丁阳【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2007(040)001【摘要】建立了一系列的标准正方形平板网格模型,分别采用时程分析法和随机振动虚拟激励法分析了不同跨度的网格模型在不同视波速的行波激励下的地震响应,并与一致激励下的地震响应进行了对比.结果表明,行波效应对网格结构杆件应力的影响随行波视波速的减小而增大,且对不同位置杆件的应力值的影响有所不同;当行波视波速小于500 m/s时,行波效应对跨度大于60 m的网格结构控制杆件内力的影响程度大于10%;当行波视波速一定时,行波效应对杆件控制内力的影响随网格结构跨度的增大而增大,不同地震激励下的行波效应差别很大.可见,行波效应对大跨度空间网格结构地震响应的影响显著;在空间网格结构抗震设计中,当结构跨度大于60 m、行波视波速小于500 m/s时,必须考虑行波效应对网格结构控制杆件内力的影响.【总页数】8页(P1-8)【作者】李忠献;林伟;丁阳【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;天津大学建筑工程学院,天津,300072【正文语种】中文【中图分类】TU311.3【相关文献】1.行波效应对大跨度结构地震响应的影响 [J], 李云;钟铁毅;冯卫军2.行波效应对大跨度预应力混凝土连续刚构桥地震响应的影响 [J], 袁虞炜3.行波效应对大跨度上承式钢桁拱桥地震响应的影响 [J], 杨华平;钱永久;邵长江;贺金龙4.行波效应对大跨度悬索桥地震响应的影响分析 [J], 阳威;郝宪武;张鑫敏5.三维行波效应对大跨度连续刚构桥地震响应的影响研究 [J], 魏嬿因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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1 考虑行波效应的多点随机地震动模型
选用 C lough和 P enzien建议的修正过滤白噪声模型 [ 9] , 他们给出的地面加速度功率谱密度函数为:
Sb ( X)
=
( X2g
X4g -
+ X2
4F2g X2g X2 ) 2 + 4F2g X2g
X2
#
( X2f -
X4 X2 ) 2 +
4F2f X2f X2S0
Abstract: T he influence o fw ave trave lling e ffect on random seism ic responses of long-span spatial structures is studied in detai,l wh ich m ay further com plete the theo ry o f random se ism ic ana lysis fo r long-span spatial structures. T he analytical expression o f the pow er spectrum density functions of seism ic responses o f an SDOF system w ith tw o supports is derived. The variat ion law o f the peak response o f the system w ith different frequencies w ith the ground apparent w ave ve loc ity is invest igated. T he characterist ic o f the pow er spectrum density m atrix o f se ism ic responses o f an MDOF system w ith m ultip le supports is ana lyzed. It is found that the variation law of the se ism ic responses o f the M DOF system w ith ground apparent w ave velocities is sim ilar to that of the SDOF system. T he random se ism ic responses of the ret icu lated she ll structure o f a gym nasium a t different ground apparent w ave velocities are num erically sim ulated. The results show that when considering the w ave travelling effect o f g round m otion, the seism ic responses vary significantly w ith the variation of the ground apparen t w ave ve loc ities, and the variat ion law is very com pl-i ca ted when the apparen t w ave velocity is low. T he seism ic responses of the m embers near the supports m ore influenced by the pseudo-static d isp lacem ents are obv iously increased. And the seism ic responses o f the m em bers far from the supports less influenced by the pseudo-static disp lacem ents are slightly reduced. Som e conclusions are
中图 分类号: P315196; TU 311
文献标志码: A
Influence of w ave travelling effect on random seism ic responses of long-span spatial structures
D ING Y ang, ZHANG Jiw e,i L I Zhongx ian
不同 频率体系的响应峰值随地面视波速的变化规律, 分析 了多支撑点、多自由度体系的地震响应功率 谱矩 阵的特点, 发现多自由度体系地震响应随地 面视波速的 变化规律与 单自由度 体系相似。 数值模 拟了 某体育馆网壳结构在不同地面视 波速情 况下的 随机地震 响应, 结果 表明, 考虑 地震 动行波 效应
引言
行波效应是大跨度 结构抗震分析 不可忽略的影 响因素, 很多学者 对行波效 应的影响 规律进行 了研 究 [ 1~ 8] 。文献 [ 2] 对不同跨度的几个空间网格结构进行了竖向和水平方向不同地面视波速的地震响应计 算, 综合分析了不同跨度下杆件内力、危险杆件的数量, 粗略估计了在竖向与水平地震作用下可以不考虑空 间相关性的结构最小跨度。文献 [ 4, 5] 首先对一个具有两个地面支撑的单自由度体系进行了行波效应的影 响计算, 分析了地震视波速对体系峰值响应的影响, 并讨论了动态相对位移和拟静位移分量对体系峰值响应 的贡献。然后对一实际悬索桥采用不同地震波视波速进行了随机地震响应分析。文献 [ 6] 对一些小型网壳 结构在不同地面视波速地震激励下的响应进行了分析。由于所计算的结构跨度不是很大, 因此行波效应的 影响并不明显。文献 [ 7] 对一系列的标准正方形平板网格模型分别采用时程分析和随机振动虚拟激励法分 析了不同跨度的网格模型在不同视波速的行波激励下的地震响应, 并与一致激励下的地震响应进行了对比。 文献 [ 8] 对一个大跨度空间结构采用不同地震视波速进行了随机地震响应分析, 计算了采用不同视波速时 不同位置杆件的响应变化规律。从现有的研究来看, 行波效应对大跨度结构地震响应的影响是复杂的, 尤其 是地面视波速较小、结构跨度较大的情况, 而且同一结构同一地震荷载下, 不同位置结构构件的响应受行波 效应的影响也有很大差别。因此, 仅仅对比具体结构在不同地面视波速情况下的响应值很难发现行波效应 影响结构地震响应的一般性规律, 必须从行波效应的作用机理入手进行深入细致的研究。
第 28卷 第 1期 2008年 2月
地震工程与工程振动
JOURNAL OF EARTHQUAKE ENG IN EER ING AND ENG INEER ING V IBRAT ION
文章编号: 1000-1301( 2008) 01- 0024- 08
V o.l 28 N o. 1 F eb. 2008
( 2)
式中: Sii ( X ) 和 Sjj ( X ) 分别是第 i 个支撑点和 j 个支撑点地面加速度自功率谱密度函数; i 是单 位复数;
Qij ( X, dij ) 表示两个地面支撑点处地震动振幅之间的比例关系, 本文考虑完全相干的 情况, 即 Qi 张笈玮, 李忠献
( 1. 天津大学 建筑工程学院, 天津 300072; 2. 天津市土木工程结构及新材料重点实验室, 天津 300072)
摘要 : 深入研究了行波效应对大跨度空间结构随机地震响 应的影响, 进一步完善了大跨度空间结构随 机地 震响应分析理论。推导了双支座、单自由度体系地震响应功率 谱密度函数的解析表达式, 研究了
后, 结构地震响应随地面视波速的变化而显著变化, 当视 波速较低时 其变化规律 很复杂; 且支 撑点附
近、受拟静力位移影响较大的部分杆件的地震响应 明显增大, 远离支 撑点处、受拟静力 位移影 响较小 的部 分杆件的地震响应稍有减小。由此得出结论, 对于大跨度空间 结构的随机地震响应分析, 必须考 虑地 震动的行波效应, 尤其当受拟静力位移影响较大的部 分杆件对结构抗震设计起控制作用时; 且应 对可 能出现的地面视波速进行全面分析, 作为结构抗震设 计依据。 关键 词: 大跨度空间结构; 随机地震响应; 行波效应; 多点输入; 虚拟激励法
( 1. School of C ivil Eng ineering, T ian jin U n iversity, T ian jin 300072, Ch ina; 2. T ian jin M un icipal K ey Lab oratory for C ivil Engin eering Stru ctures and N ew M aterials, T ian jin 300072, C h ina)
( 1)
式中: S0 为谱强度因子; Fg 、Xg 分别为地基土的阻尼比和卓越频率。Ff 、Xf 两参数的配合可模拟地震动低频
能量的变化。
假设结构有 N 个地面支撑, 则第 i个和第 j个地面支撑点处地震地面加速度 u&i ( t) 和 u&j ( t ) 的互功率谱 密度函数可表达为 [ 3]
Sij ( X) = Qij ( X ) exp[ iHij ( X ) ] Sii ( X) Sjj ( X )
收稿日期: 2007- 04- 18; 修订日期: 2007- 07- 20 基金项目: 国家杰出青年科学基金 ( 50425824) ; 国家自然科学基金面 上项目 ( 50578109) 和重大研 究计划重 点项目 ( 90715034 ); 教育部新
世纪优秀人才支持计划 ( N CET- 06- 0229 ) 作者简介: 丁 阳 ( 1966 ) , 女, 教授, 博士, 主要从事钢结构与空间结构设计理论与工程应用研究. E-m ai:l dingyang@ tju. edu. cn
第 1期
丁 阳等: 行波效应对大跨度空间结构随机地震响应的影响