随机振动理论在工程抗震中的应用

论文可以用的

第17卷第1期2011年1月

水利科技与经济

WaterConservancyScienceandTechnologyandEconomy

Vol 17 No 1

Jan ,2011

随机振动理论在工程抗震中的应用

郝婷玥,付爱华

(1 唐山学院土木工程系,河北唐山 063000;

[摘 要]

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2 中材建设有限公司,河北唐山 063000)

针对工程结构随机振动理论在工程抗震中应用的研究进展进行了较详尽的介绍,对

地震的随机性以及地震引起地面运动的模拟进行了分析,介绍了地震反应的随机振动方法,对虚拟激励法和概率密度演化理论进行了对比分析。[关键词] 随机振动;地震;管道

[中图分类号] TV212 [文献标识码] A [文章编号] 1006-7175(2011)01-0046-02

ApplicationofRandomVibrationTheoryinEarthquakeEngineering

HAOTing-yue,FUAi-hua

(1 DepartmenofCivilEngineering,TangshanCollege,Tangshan063000,China;2 ZhongcaiCon-structionCo ,Ltd,Tangshan063000,Hebe,iChina)Abstract:Applicationofrandomvibrationtheoryinearthquakeengineeringhasimportanttheoreticalsignificanceandpracticalvalueinengineering Applicationresearchofrandomvibrationtheoryinearthquakeengineeringisdetailed Therandomnessoftheearthquakeandmotionoftheearthquakegroundsimulationareanalyzed Randomvibrationmethodofseismicresponseisintroduced Pseudo-excitationmethodandprobabilitydensityevolutionmethodarecomparativeanalyzed Keywords:randomvibration;earthquake;pipe

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0 引 言

地震是一种能对人类的生产和生活带来极大破坏的自然灾害,对工程结构的破坏更是非常严重,人类一直对其进行研究,以提高工程结构的抗震能力。自1947年Housner[1]首次用随机过程描述地震动以来的半个多世纪,随机振动理论在工程抗震中得到应用并迅速发展,日益成为一种较为先进合理的抗震分析工具。国内有关研究工作始于60年代初期,并在进入80年代后逐渐活跃,但运用随机抗震理论进行工程结构地震响应研究和分析的工作在国内外开展得远远不够,与这种理论的先进性很不相称。虽然人类对随机振动理论在桥梁工程、地下工程、井架结构、大跨度结构等工程抗震领域展开了多方面的细致深入的研究,取得了一定的研究成果,但目前这方面的综合性文献却相对较少。本文将着重介绍随机振动理论在地震工程中应用的研究进展。

1 地震随机性

地震发生的时间、空间和强度特征不仅随时间变化,而且具有明显的随机性。主要表现在:同样的基本条件下得到的地震动时程曲线不相同。地震荷载不同于静载也不同于其他的动力荷载,是一种随机荷载,每次的动力作用的频率样本不一。荷载的频率大小、峰谷值高低、幅值变化、持续时间长短以及不同幅值各个脉冲的排列顺序都标志着荷载的变化,它们反映出不同的峰值效应、速率效应、往复效应、波序效应和持时效应,从而使受荷载作用的土体动力性质在参数相同的条件下也会表现出不同的响应状态,引起不同的动孔压和动强度。国内外很多学者根据地面运动观测资料的统计分析,提出了相关函数公式或模型,同时考虑了地面运动的随机性、波的传播特性、地面不同激励点之间的相关性,为多点输入的研究提供必要的前提条件。

[收稿日期] 2010-11-08

[基金项目] 河北省教育厅项目(Z2009469)

[作者简介] 郝婷玥(1977-),女,天津宝坻人,讲师,硕士,主要从事土木工程结构理论和结构振动方面的教学和研究

工作;付爱华(1976-),女,河北丰润人,工程师,主要从事钢结构设计、施工、预算方面的工作