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论著发表

一种计算地震作用下相邻结构相对位移的改进差异谱方法

【发表时间:2015/2/4】 【阅读次数:906】

一种计算地震作用下相邻结构相对位移的改进差异谱方法  点击下载

摘要:作为当前铁路客站建设中经常采用的一种结构形式,“房桥分离”结构在地震激励下存在客站建筑与桥梁结构发生碰撞的隐患,而规范中缺少对于此类结构形式最小安全间距的相关规定。基于此,作者根据客站建筑与桥梁结构的结构形式,并考虑客站建筑的非比例阻尼特征,通过引入虚拟激励法,推导用于碰撞分析的随机表达式,该计算表达式可以实现准确高效的随机运算。在此基础之上,作者进一步提出一种改进差异谱方法,该反应谱组合公式可用于计算地震作用下相邻结构的相对位移,从而提供避免房桥结构震致碰撞的最小安全间距,相比传统方法其可以考虑建筑物非比例阻尼特征,具备坚实理论基础,形式简洁方便,适于工程应用。最后通过数值算例验证本文所提出改进差异谱方法的准确性和有效性。

关键词: “房桥分离”结构体系; 非比例阻尼; 相对位移; 虚拟激励法; 差异谱方法

结论
    本文对铁路客站“房桥分离”结构震致碰撞的安全间距进行了研究,建立了基于虚拟激励法的高效准确的随机计算表达式,同时提出了一种基于抗震设计反应谱的改进差异谱方法,其可从理论上解释客站建筑中的非比例阻尼特征。通过文中的研究工作,得到以下结论:
( 1) 对于“房桥分离”结构避免震致碰撞的最小安全间距,由于涉及房屋和桥梁,缺乏统一设计指导规范,采用房建或桥梁规范二者之一都缺乏理论依据,会导致较大误差甚至错误,难以避免震致碰撞的发生。
( 2 ) 客站建筑往往具有非比例阻尼特征,不考虑此特征在某些情况下会导致错误的结果,盲目使用基于比例阻尼假定的计算方法可能会导致较大的错误设计,无法保证“房桥分离”结构的地震安全性。
( 3) 在追求理论严密性的基础上,本文提出了改进差异谱方法,其摒弃了强制解耦,可合理解释结构中的非比例阻尼,形式简单,有着良好的工程应用前景。同时,鉴于前期研究工作采用简单算例,对于复杂大型非比例阻尼结构在平扭耦联情况下该方法的适用性和准确性,仍有待于进一步的研究。


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