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桥梁结构的地震反应分析是一个抗震动力学问题

  桥梁结构的地震反应分析是一个抗震动力学问题。对桥梁结枸进行地震反应分析时,必须从抗震动力学出发来思考问题、解决问题。因此,首先要建立结构抗震动力学的初歩概念,如结构地震振动方程、结构动力特性等。本节将从结构抗震动力学的初步概念出发,论述结构地震反应分析的方法,以及影响大跨度桥梁结构地震反应的一些主要因素,包括多点激振和行波效应、非线性、阻尼、地基与结构相互作用等,较后对现有的各种计算程序作一简单介绍。以下由工程用橡胶水囊水袋厂家重庆君正新型复合材料有限公司小编整理提供。


  结构抗震动力学初步概念


  (1)结构地震振动方程


  下面以图所示的桥墩为例来说明。


  图中,为地震时水平地面运动加速度时程(时刻t对应的地面位移为),它使桥墩产生挠曲振动,振动函数可写成即挠度随着桥墩的高度S和时间i而变化。


  (2)结构动力特性


  通常所说的结构地震反应分析,就是建立结构地震振动方程(如式),然后通过求解振动方程得到结构地震反应(位移,内力等)的过程。


  是一个微分方程,它的解包含两部分:一个是式对应的齐次式的通解;另一个是式的特解。前者代表结构的固有振动或自由振动,后者代表地震作用下的强迫振动。


  对于大振幅的情形,严格地说不存在如上所述的固定的自振频率和振型,因为在自振过程中结构的刚度甚至结构体系随着振幅的增减而不断变化着。


  桥梁结构的自振周期和地震波的卓越(主要)周期越接近,它的振型接受到地震力的影响越大;而它的阻尼比越小,结构所受的震害也越大3分析和认识桥梁结构的自振周期、振型和阻尼比这些动力特性的重要意义就在于此。


  参数具有+确定性,所以发展了两种地震反应分析方法。一种是以地農运动为确定过程的确定性地M反应分析,另一种是以地震运动为随机过程的概率性地震反应分析=y前,概率性地震反应分析方法还不十分成熟,要应用于丁_程实践中还有待于进一步研究。世界各国的桥梁杭震设计规范中普遍采用的是确定性地震反应分析方法。

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  近一个诅纪以来,逐步建立并发展起来的确定性地震反应分析方法奋静力法、动力反应谱法和动态时程分析法。


  (1)静力法


  静力法是苹期采用的分析方法,假定结构物与地震动具有相同的振动,把结构物在地面运动加速度&作用下产生的惯性力视作静力作用于结构物上做抗震计算。


  M力结构物的质量。


  静力法忽略了结构的动力特性这一重要因素,把地震加速度看作是结构地震破坏的单一因素,因而有很大的局限性,只适用于刚度很大的结构。


  (2)动力反应谱法


  动力反应谱法坯是采用“地震荷载”的概念,从地震动出发求结构的较大地震反应,但同时考虑了地面运动和结构的动力特性,比静力法有很大的进步。


  (a)单质点体系的较大地震力计算对于单质点体系,其较大地震力为:


  对于这一联立方程组,可利用振型分解法分解成一系列相互独立的振动方程,于是将多质点体系的复杂振动分解为各个振型的独立振动,从而可以采用单质点体系的反应谱理论来计算各振型的较大反应。较后,将各个振型的较大反应按适当的方法(如SRSS,CQC,IGQC等)相组合,即可得到多质点体系的各项反应值。以上由工程用橡胶水囊水袋厂家重庆君正新型复合材料有限公司小编整理提供。


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