文档介绍：分类号: TB12,O39

10710-2009112021

硕士学位论文

地震波模拟分析与工程结构动力响应研究
张长浩

导师姓名职称王虎教授
申请学位级别工学硕士学科专业名称工程力学
论文提交日期 2012 年 5 月 10 日论文答辩日期 2012 年 6 月 8 日
学位授予单位长安大学
Simulate the Seismic Wave and Analysis
Dynamic Response of Engineering Structures

A Dissertation Submitted for the Degree of Master

Candidate:Zhang Changhao

Supervisor:Prof. Wang Hu

Chang’an University, Xi’an, China
摘要
我国是世界上地震灾害发生较多的国家,几乎所有的大城市都位于地震设防区域。
地震灾害已经成为制约社会发展和国民经济发展至关重要的因素。对重大的桥梁结构、
建筑结构以及其它特殊结构研究结构动力响应时, 通常是直接输入地震加速度时程或是
由地震强迫振动引起的激振, 应用地震时程反应分析法对结构动力响应进行研究。如果
输入的地震动不合理,对结构动力响应进行研究工作和根据实际对结构进行抗震设计得
到的结构地震反应分析的计算结果就失去了实际意义。所以,合理选择适宜的地震波,对
于结构的时程分析而言是至关重要的。
本文以地震动和工程结构—大跨桥梁、建筑物为研究对象,应用 MATLAB 及通用
有限元软件 ANSYS,编制程序和 APDL 语言,对地震动进行模拟分析,研究了工程结
构的动力响应。主要研究内容如下:
,结合结构抗震设计,说明了工程地震动的
选取、输入和调整等问题。
,结合抗震规范—《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
和《公路工程抗震设计规范》JTJ-044-1989,根据工程场地的具体情况, 给出了可方便
产生的符合设计要求的人工合成地震波,为工程抗震设计提供有益的参考。
MATLAB 为平台从时域分析与频域分析方法着手对 Duhamel 积分方法、线性加
速度法、Newmark-β法、Wilson-法、Nigam-精确法和拉普拉斯变换方法进行了分析
和比较,寻求了一种更为精确的解。
,运用 ANSYS 有限元分析软件建立了 200m+400m+200m 三跨
双塔双索面预应力混凝土斜拉桥(半漂浮体系,墩梁之间采用隔震支座连接)和 L 型高
层钢筋混凝土框架—筒体结构,合理地选择了两种地震波及本文生成的建筑及公路工程
人工地震波借此分析上述两种结构,研究结构的地震响应,计算结果的可靠性高,为工
程设计和实践提供实际参考。

关键词:人工地震波,动力反应数值方法,大跨桥梁结构,L 型高层钢筋混凝土框架—
筒体结构,有限元,地震响应

I
Abstract
The world's earthquake disaster often occurs in China. Almost all the larger and
major cities are located in the region of seismic fortification. The earthquake disaster
has e a crucial factor which restricts the social and national economic
development. The Seismic time-history response analysis method is applied to study
the structural dynamic response of major bridge structures, building structures and
other special structures and the earthquake acceleration or forced vibration caused by
the earthquake excitation is usually directly input . When we research the structural
dynamic response p