桥梁抗震分析中的激励输入模式研究.pdf

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1、第33卷第l0期铁道学报VoI_33NO．102011年lO月J()URNAIOFTHECHINARAIIWAYSOCIETY()ctober2(111文章编号：1001-8360(2011)10—0086—05桥梁抗震分析中的激励输入模式研究杜宪亭，夏禾，余竹(北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044)摘要：本文研究桥梁抗震分析中激励的输入模式。针对加速度、位移两种输入模式的特点、实现方法以及适用性进行对比分析。分析结果表明，若积分方法和步长相同，在有限元分析模型中加速度输入模式较位移输入模式

2、容易获得更好的精度；而在模态分析模型中则得到相反的结论。为减小误差，模态模型中位移输人模式的模念力宜由等效分布荷载形式计算。实测地震加速度时程需要修正才能得到一致化的位移时程，在总结各类时域修正方法的基础上，本文提出一种频率内校正方法。关键词：地震；位移输入模式；加速度输入模式；模态；有限元中图分类号：U442．5文献标志码：Adoi：10．3969／j．issh．1001-8360．20¨．10．016StudyonInputPatternsofExcitationinBridgeAseismati

3、cAnalysisDUXian—ting．XIAHe．YUZhu(SchoolofCivilEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China)Abstract：Earthquakeexcitationinputpatternsarestudied．Theaccelerationanddisplacementinputpatternsarecomparedinrespectoftheircharacteristics，implementa

4、tionmethodsandapplicabilities．Theresultsshowthat，withthesameintegralmethodandtimesteplength，theaccelerationinputpatternissuperiortothedis—placementinputpatternintheFEmodelwhileitisoppositeinmodalanalysis．Inordertoreduceerrors，itisadvisedthatthemodalforc

5、eofthedisplacementinputpatternshouldbecalculatedbytheequivalentdistributedloadpatterninmodalanalysis．Themeasuredearthquakeaccelerationhistoryshouldbecorrectedtoobtaintheconsistentdisplacementhistory．Onthebasisofseveralkindsoftimedomaincorrectionmethods，

6、thefrequencydomaincorrectionmethodisproposed．Keywords：earthquake；displacementinputpattern；accelerationinputpattern；mode；finiteelement长大桥梁的动力特性与一般结构不同，要求地震人模式会导致较加速度输入模式大的多的误差，凶此，反应分析必须考虑激励的空问变化特性。国内外相应需要更小的激励和积分步长，而文献[3]却给出_r相反的研究成果不断涌现。。]。基于迭加原理，传统抗震的结

7、论，认为在数值积分方法和积分步长相同的条件分析方法通常将结构反应分解为动力项和拟静力项，下，位移输入模式能够得到更好精度。因此，本文针对通过影响矩阵将地震动加速度作用到桥梁上实现动力加速度、位移两种输入模式的特点、实现方法以及适用项的求解；同时，认为拟静力项的影响较小，一般可以性进行了对比分析。忽略。。]。加速度输入的平衡方程建立在运动桥梁上1地震激励输入模式(相对坐标系)，与此不同，位移输入的结构动力方程建屯在绝对坐标系中，摆脱了结构反应线性叠加的假定，1．1有限元分析模型应用范围更加的广泛。文献[

8、1]认为，地震激励位移输采用集中质量矩阵，地震激励作用下桥梁结构在绝对坐标系中的分块运动平衡方程为收稿日期：2009一l2-18；修回日期：2010—04—26基金项目：国家自然科学基金(51178025)；中央高校基本科研业务费专项资金(2oo9JBM078)；比利时中国政府间合作项目FM0](BII07／07)作者简介：杜宪亭(1978)．男，山东济宁人，讲师，博士。l0MlbbE-mail：wadmdxt@l63．con1第1O期桥梁抗震分析中的激