文档介绍：天津大学
博士学位论文
考虑地震空间效应的大跨度空间结构抗震分析与设计方法
姓名:张笈玮
申请学位级别:博士
专业:结构工程
指导教师:丁阳
20081101
摘要关键词:大跨度空间结构;抗震设计;随机振动;地震动空间效应;行波效应;近年来,我国陆续建成了一批形式新颖、规模宏大的大跨度空间建筑。与传统建筑结构相比,大跨度空间建筑结构尺度大,地震空间效应的影响不容忽视,了大跨度空间结构随机地震响应分析的计算效率,使算法更便于在实际抗震设计向量叠加法。分析了现有向量截断标准存在的问题,提出了相应的修正建议。引入本征正交分解法法蠼馔臣普加诺那凹附妆菊髂L魑<筑抗震设计规范》中地震反应谱曲线的分段表示方法,给出了ü砺鄯治龊褪的D猓芯苛诵胁ㄐвΑ⒉糠窒喔尚в途植砍地效应对大跨度空间结构地震响应的影响。给出了结构地震响应峰值随地面视波而现行设计规范无法考虑、难以满足抗震安全性要求,因此针对大跨度空间结构的特点,建立考虑地震空间效应的大跨度空间结构抗震设计方法,已经成为工程界和学术界迫切需要解决的关键科学问题。本文基于随机振动理论,系统研究了大跨度空间结构随机地震响应分析的相关算法、地震动场模型以及地震空间效应的影响,建立了考虑地震空间效应的大跨度空间结构抗震设计方法。主要研究工作与创新成果包括以下几个方面:谠行槟饧だ惴ǖ幕∩希慕硕嗟慵だ槟饧だ惴ǎ岣中应用,并根据改进后的算法编制了结构随机地震响应分析程序。攵韵钟蠷蛄康臃ǖ牟蛔悖⒘艘恢执鳵唐频算向量的地震荷载空间分布向量,将向量叠加法与虚拟激励法结合起来,提高了多点激励下大跨度空间结构随机地震响应分析的计算效率。⒘讼喽晕灰破子虢峁瓜喽晕灰葡煊Ψ逯稻抵涞牧O担慰肌督地面加速度分段功率谱密度曲线。在现有随机地震动场模型的基础上,同时考虑地震动的三维平动分量和空间变化特性,建立了多维、多点输入的随机地震动场模型。速变化的规律,部分相干效应随结构跨度和激励频率的变化规律以及局部场地效应对城市大跨度空间结构地震响应的影响程度,为大跨度空间结构抗震设计提供了参考依据。ü砺鄯治龊褪的D猓芯苛说卣鹂占湫вτ跋齑罂缍瓤占浣峁地震响应的一般规律,提出了考虑地震空间效应的大跨度空间结构抗震设计的一般步骤及建议。部分相干效应;局部场地效应;虚拟激励法;功率谱密度;向量叠加法
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学位论文作者繇涨笈幸砷学位论文作者签名:\;丧笈玮签字日期:知夕多年//月虏嗜签字日期:少咯年独创性声明学位论文版权使用授权书或撰写过的研究成果,也不包含为获得墨鲞太堂或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解苤洼盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权苤凄太鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检签字日期:勿夕占年/,月研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:
第一章绪论引言近年来,随着国家经济实力的增强和社会发展的需要,我国在大跨度空间结构领域取得了迅猛的发展。年北京奥运会和年上海世博会的申办成功,进的体育场馆、会展中心、航空港等大空问甚至超大空间的公共建筑陆续建成。相信随着我国国力的不断增强和建筑技术的进一步发展,继续建造更多更大的大往往是人群集合或配置重要设施的场所,其安全不仅维系着成千上万人的生命安全,而且还具有重大的国际国内影响。因而,该类结构的安全性和抗灾变能力研我国对于大跨度空间结构的研究起步较晚,基础也较薄弱,研究内容主要侧都是采用一致地震动输入,包括我国现行《建筑抗震设计规范》使空间结构领域面临着更大的机遇和挑战,一大批规模宏大、形式新颖、技术先跨度空间结构建筑物的需求会更加旺盛。这些大空间、超大空间建筑投资巨大,究尤为重要。地震给人类社会的发展屡屡造成巨大损失,是人类面临的最严重的自然灾害。我国是世界上遭受地震危害较重的国家之一,世纪破坏性严重的多次地震中,共死亡嗤蛉耍渲蟹⑸谖夜挠次,死亡万人,占死亡总人数的%以上【俊T诮兰秃蟛坏年的时间里,兑陨系卣鹁统过了危渲蟹⑸月的汶川地震达到了里氏叮嗣裆财产都造成了巨大损害。由此可见工程抗震在我国十分重要。如何确保结构在可能发生的地震作用下安全可靠地运行,最大限度地避免人员伤亡,减轻地震灾害所带来的经济损失,且设计又不过于保守,成为工程界极其关注的问题。重于静力作用下的