考虑空间影响的渡槽结构抗震分析

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地震输入问题是结构地震反应分析的前提和基础。在进行大型渡槽结构地震响应分析时,通常假设渡槽支架基础各处作用相同的地面运动,这相当于将地基视为刚体。如果结构尺寸远小于地基的地震波长,这种假定尚可接受。而实际上,由于地震机制,地震波的传播特征,地形地质构造的不同,使得入射地震波在空间和时间上均是变化的,即使其它条件完全相同,由于渡槽支架各点到震源距离的不同,地震波在结构基础面上传播要经历一定的时间,渡槽各支撑点接收到的地震波必然存在时间滞后,在同一时刻,结构各支承点所承受的地面运动是不同的,这就是所谓多点地震输入问题。本文以沼河渡槽为研究背景,选用EICENTRO波(NS,1940),应用ANSYS程序,建立了洺河渡槽的17跨模型。在对模型进行模态分析基础上,利用APDL语言编制地震波一致输入程序和考虑行波效应的多点输入程序,对渡槽结构计算一致输入和多点输入下的地震反应。对应渡槽模型提取14个比较点,比较一致输入与多点输入对渡槽动力反应的改变;在多点输入程序中,通过改变地震波视波速,分析地震波视波速变化对渡槽的影响。分析结果表明:模型的自振周期与所选地震波卓越周期较为接近,模型前10阶振型均为侧向。动力分析方面,通常多点输入提取结果大于一致输入,各比较项目的幅值变化方面有一定规律性。视波速变化情况下,任一比较点的横向位移大于竖向位移,随着视波速增大,所有比较点横向位移减小,总体看来,竖向位移也有减小趋势;对于横向加速度,在前4种速度作用下,幅值变化比较平稳,当速度是2000m/s时,幅值有小幅波动,约为200m/s时幅值的2~3倍;对于竖向加速度,随着视波速增大,幅值大幅下降;对于内力,任一比较点的横向内力、绕横轴弯矩,随视波速增大而减小;绕纵轴弯矩、绕竖轴弯矩有减小趋势。
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