地震输入空间变化效应对大跨度结构地震响应的影响.pdf

第八屑令困现代结构工程学术研讨会 地震输入空间变化效应对大跨度结构地震响应的影响掌 薛素矿潘云 (北京I．业大学建筑工程学院，北京100124) ， 提要：在多点随机地震动场的基础L推导了考虑三向正交地碰动分量联合输入的多维多点地震动随机场模型，将虚拟激励法进一 步推广应用于考虑行波效应、部分相十效应年¨局部场地效应联合作用的情况。引剪结果袁明：地震地面运动的空间变化效 应对结构的响应有着较明显的影响。同时．计算还表叫虚拟激励法是-种高效儿精确的方法，对丁分析大跨度结构在多维 多点输入F的地震响应足很合适的。 关键词：虚拟激励法，大跨度结构，空间变化 一、引言 大最的地震记录表明，在每一次地震中，能景从震源释放出米，引起地而振动，在此过程中地而各点接收到 的地震波所经过的路径、地形和地质条件都可能不相同，从而导致地面各点振动的复杂性及不一致性。尽管假设 以上条件相同，各地震波之间也存在着相位差。因此对于人跨度空间结构，在进行地震分析时需要考虑空间变化 的影响m】。 近年来，国内外的许多专家均致力于提高随机地震响应的计算速度，我国学者林家浩教授提出的虚拟激励法 即为一典犁代表p_l。目前，北京工业大学薛素铎教授已经将虚拟激j劢法推广于多维∞l、多维多点161激励的情况， 但如何于多维多点激励中充分考虑空间变化效应的情况术见报导。而空间变化效应对大跨度结构自．着f‘分重要的 研究价值。本文在文献【5】，f6】的基础卜，将虚拟激J砌法推广到充分考虑，宅问变化效应的多维多点激励的情7兄。 在理论上是虚拟激励法的推』一，在工程应用上为大跨度结构地震响应的随机振动分析提供了一种商妒的计算工， 具。 二、多维多点平稳地震激励功率谱矩阵的分解 假设地面支座节点个数为m，则多维多点平稳地震加速度激励的功率谱矩阵为m1： 【s(硼lLo,，日．】Is(硼：h。Di：】：～陋(劫l。h。DI。】 k．(f堋：【s(砒，k。D2。】Is(矾：k：％】…陋妇地。h。D2。】 L uu J ； ； ’t i 陋㈤L。h。巩，】豳(矾：h：巩：】．．．b(甜kk见，】 式中：U为加速度激励；J口k和D七f(k，I=1、2、．．．．m)分别为部分相干效应函数和行波效应函数；不同的 功率谱密度陋(∞)】H可以体现场地上两点的局部场地效应；m为地面支座节点总数；∞为圆频率。 S 在多维多点激励的情况F，1 (iro)I不仅包含了各地面支座节点的相关项，也包含各运动方向的相关项。 · Lu盯 J 按文献【7、10、1l】选取行波效应、部分相干效应和局部场地效应模型，则平稳地震动加速度功率谱矩阵可以分 解为： ‘基台：项日：国家科技支撑计划r课题(2006BMl3801-03) 工业建筑2008增刊 第八届全闽现代结构工程学术研讨会 陋(洲：Loudm州1 陋(动l：b，州十L’】…陋(印)】I。 陋(种kk。em—n1陋(脚比k：e。叫t’n’J…陋(珊地。 ’b(f叫= i 。． 陋(劫L。h．e，叫r-圳】陋(观：h：e‘dk-r2)】．．．陋(叫Lbb；k鬟^ Ⅻ刈l刈1●●●●●●●●●●●，J 『B(洲．晒。J畸(纠I：阪：】．．．$