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1、第29卷第1期地震工程与工程振动Vol.29No.12009年2月JOURNALOFEARTHQUAKEENGINEERINGANDENGINEERINGVIBRATIONFeb.2009文章编号:1000-1301(2009)01-0050-08结构地震行波效应分析综述1,21何庆祥,沈祖炎(1.同济大学建筑工程系,上海200092;2.上海宝钢工程技术工程有限公司,上海201900)摘要:从时域和频域两个方面介绍了行波效应下结构地震响应的各种分析方法及各方法的优缺点和适用范围,后对桥梁结构、大跨空间结构、普通建筑结构、大坝结构、地
2、下结构等各类结构体系在行波效应下的结构地震响应特征作了简要总结,阐述了国内外在行波效应研究中已取得的成果和结论,并对未来研究重点问题提出了自己的见解。关键词:行波效应;时域;频域;桥梁;空间结构;普通建筑结构中图分类号:TU973文献标志码:AReviewofstructuralseismicanalysisoftravellingwaveeffects1,21HEQingxiang,SHENZuyan(1.DepartmentofBuildingEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,
3、China;2.ShanghaiBaosteelEngineeering&TechnologyCo.,Ltd.,Shanghai201900,China)Abstract:Firsttheauthorsintroducetheanalysismethodsofstructuralseismicresponseoftravellingwaveeffects,advantagesanddisadvantagesandthescopesofapplicationofeverymethodinthetimedomainandfrequency
4、do2main.Thenthecharactersoftheseismicresponseofdifferentstructuralsystemsundertravellingwavearesumma2rized,suchasbridges,large2spanspacialstructures,ordinarybuildings,dams,undergroundstructures,etc.Theresultsoftravellingwaveeffectsarereviewed,andtheimportantproblemsinfu
5、tureresearchesareproposed.Keywords:travellingwave;timedomain;frequencydomain;bridges;spanspacestructures;ordinarybuildings概述当前在分析结构地震反应时,通常采用地面运动的一致输入。但随着结构跨度的增大,地震动变异性对结构的影响越来越受到重视。地震动的变异性主要体现在时间和空间上的变异,包括行波效应、局部场地效应和部分相干效应等,以行波效应为主。地震波的传播速度是个有限值,到达结构不同支座时发生时间延迟(即行波效应,
6、图1),在结构的跨度不大或延迟时间很短时,可视为一致激励,对跨度大或延迟时间长结构就不适用,需考虑行波效应的影响。现阶段对行波效应的研究主要集中在大跨度桥梁、大跨度空间、普通建筑、大坝和地下管道等结构上。本文从介绍行波效应的分析理论出发,讨论各种方法的优缺点和适用性,到不同的结构体系在行波效应下的动力反应,总结行波效应不同因素对结构反应的影响,指出行波效应研究上的不足,并对未来的研究重点提出自己的见解。收稿日期:2008-04-16;修订日期:2008-10-11基金项目:国家自然科学基金重大项目(59895410-3)作者简介:何庆
7、祥(1978-),男,博士研究生,主要从事结构抗震方面的研究.E2mail:smilerivertj@163.com第1期何庆祥等:结构地震行波效应分析综述511基本分析理论行波效应分析理论主要分时域方法和频域方法两大类。其中时域主要有拟静力位移法、大刚度法、大质量法、Lagrange乘子法、强迫运动法、强迫位移法等;频域主要有反应谱方法、随机振动法和基于随机振动的虚拟激励法等。1.1时域方法行波效应的时域方法基于时间历程分析,用时间差/相位差直观体现地震动的传递特性,计算原理明确,但结图1行波效应示意图Fig.1Sketchofwa
8、vetravelling构响应因地震动的选择差别很大,要求选择多条不同特性的地震动,增大了计算工作量。由于优点突出,实际应用上仍占主导。[56,57]一般结构在一致激励地震作用下的离散运动方程可写为:Mu¨+CuÛ+Ku
