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大量地震记录表明,在同一次地震中,地表各处的地震反应各不相同,即使相距仅几十米,振动的相位、幅值和频谱特性也不尽相同,其空间变化十分的复杂,对于大跨度结构,若仍然采用一致输入进行抗震分析可能会造成较大的误差。本文以一个两跨三支座的大跨度模型为背景,在推导其动力反应计算公式的基础上,应用小波分解将5.12汶川地震波分解为相邻频带的互不重叠的小波分量,以分析行波效应下框架结构的动力反应。结果表明,地震作用下结构的位移等动力反应表现为不同频段动力反应的叠加,基于结构总的动力反应在频域上的分布状况,可以分析不同频段振型位移、等效静力的相对大小,进而为大跨度结构的抗震分析提供相应的理论依据。
所做的主要工作及研究成果如下:
1、从5.12汶川地震数据库中,分别选取距震中19 km的汶川卧龙地震波和距震中611 km的陕西宝鸡地震波,并采用B-样条小波将其分解为不同频段的小波分量,以此作为多点激励时程分析所使用的输入地震波。
2、根据各支座地震动的输入时差,采用前后补零的方式模拟不同支座间的地面运动,以此来表示行波效应,并将其作为主要的影响因素来计算大跨度结构的地震反应。
3、推导了考虑行波效应时的非一致激励以及一致激励下结构各自由度的位移、等效静力和支座等效静力计算公式,利用MATLAB语言完成了程序的编制。
4、采用多点激励和一致激励的时程分析方法,并运用近震卧龙地震波、中远震宝鸡地震波及其相邻频带的互不重叠的小波分量,计算大跨度结构各自由度的位移时程、等效静力时程、三个支座的等效静力时程;在此基础上研究原波和各频段小波分量在各阶振型的位移,等效静力及支座等效静力。
采用地震动的小波分解可以更清楚的看到:低频小波分量、低阶振型对结构各自由度的位移、等效静力和支座等效静力的影响起控制作用;低频成分作用下低阶振型的影响较大,高频成分作用下高阶振型的影响较明显。由此可见,对于大跨度结构输入水平地震动后,地震动的低频成分、卓越周期所在频段以及低阶振型对结构产生重大影响。
所做的主要工作及研究成果如下:
1、从5.12汶川地震数据库中,分别选取距震中19 km的汶川卧龙地震波和距震中611 km的陕西宝鸡地震波,并采用B-样条小波将其分解为不同频段的小波分量,以此作为多点激励时程分析所使用的输入地震波。
2、根据各支座地震动的输入时差,采用前后补零的方式模拟不同支座间的地面运动,以此来表示行波效应,并将其作为主要的影响因素来计算大跨度结构的地震反应。
3、推导了考虑行波效应时的非一致激励以及一致激励下结构各自由度的位移、等效静力和支座等效静力计算公式,利用MATLAB语言完成了程序的编制。
4、采用多点激励和一致激励的时程分析方法,并运用近震卧龙地震波、中远震宝鸡地震波及其相邻频带的互不重叠的小波分量,计算大跨度结构各自由度的位移时程、等效静力时程、三个支座的等效静力时程;在此基础上研究原波和各频段小波分量在各阶振型的位移,等效静力及支座等效静力。
采用地震动的小波分解可以更清楚的看到:低频小波分量、低阶振型对结构各自由度的位移、等效静力和支座等效静力的影响起控制作用;低频成分作用下低阶振型的影响较大,高频成分作用下高阶振型的影响较明显。由此可见,对于大跨度结构输入水平地震动后,地震动的低频成分、卓越周期所在频段以及低阶振型对结构产生重大影响。