多維多點輸入下單榀鋼管拱桁架非線性地震反應分析.pdf

1、鋼管拱桁架是當前應用較多的一種大跨空間結構體系，廣泛應用于人群密集或配置重要設施的公共場所。對于大跨度拱桁架結構，地震動的行波效應和多維地震作用的影響不可忽視。因此，考慮行波效應和多維地震作用，對拱桁架結構在多維多點輸入下的非線性地震反應分析有著重要的工程實用價值。圍繞這一課題，本文以跨度84m的單榀鋼管拱桁架結構為研究對象，采用ANSYS有限元程序，考慮結構自重、幾何非線性和材料非線性，運用支座大質(zhì)量法時程分析模型，分析該結構在多維多

2、點輸入下的非線性地震反應。本文的主要工作如下: 1.比較該結構在單維輸入和多維輸入，一致輸入和多點輸入的反應。結果表明:多維多點輸入時，跨中上、下弦桿件和1/8跨處下弦桿件的軸力響應隨視波速的減小其值明顯增大，上、下弦桿件受力(軸力)比更多維一致輸入更均勻，下弦進入塑性的桿件明顯增多；多點輸入時，水平X向分量單獨作用對特征點的位移響應比豎向分量單獨作用大，跨中Z向位移隨著視波速減小其響應明顯變大，且多維地震作用與水平X向分量單獨

3、作用的響應差也明顯逐漸變大；多點輸入時，水平X向分量單獨作用對關鍵桿件的軸力響應比豎向分量單獨作用大，多維地震作用與水平X向分量單獨作用的響應差基本隨著視波速的減小而逐漸減小，多維地震作用各關鍵桿件軸力響應最值所對應的視波速不同?？梢?，分析結構在地震作用下的動力響應，需考慮多維激勵和地震動的行波變化，在可能范圍內(nèi)多選幾種波速計算，取其最不利響應。 2.選用El Centro波、寧河波和人工波，多維一致輸入，分析結構在不同地震波作

4、用下的動力響應。結果表明:該結構的總體位移和軸力響應在寧河波作用下最大，人工波次之，El Centro波最小。 3.對該跨度結構取三種矢跨比，分析結構不同矢跨比在多維一致輸入和視波速100m/s多維多點輸入下的反應。結果表明:結構的特征點位移和軸力響應，總體是多點輸入大于一致輸入；上弦桿軸力最值基本隨著矢跨比的減小而增大，下弦桿軸力最值變化不大；一致輸入時，特征點位移和下弦桿件塑性發(fā)展程度隨著矢跨比的減小而減小；波速100m/s