地震动特性对单自由度系统地震能量响应的影响
2011-09-07李宇,白桦,王涛
郑州大学学报(工学版) 2011年6期
李 宇,白 桦,王 涛
(长安大学公路学院旧桥检测与加固技术交通行业重点试验室,陕西西安710064)
0 引言
近年来,从能量的角度来研究结构的地震反应和损伤水平的思想日益受到国内外地震工程界的广泛重视.而抗震设计的能量方法首要问题在于如何选择合理的能量参数以评估结构的地震需求.目前,由于谱形式便于设计应用,且和已有的抗震设计思路能保持一定的延续性,所以大多数学者倾向于采用能量谱的形式来确定地震动对结构的总能量输入.因此,很多学者对SDOF体系地震能量响应进行了研究[1-6].
但是,地震动是频带较宽的非平稳随机过程,受到震源性质、震中距、传播途径和场地条件等因素的影响,不同的地震动计算所得的结构响应有时相差可达几倍、甚至几十倍之多.而上述研究[1-6]或是所依据的地震动记录太少,不具统计规律,或是仅从经验公式推导,结果过于粗略,离工程设计应用尚有相当的距离.因此,笔者选取了4类场地的320条强震记录,采用与钢筋混凝土受弯构件试验吻合较好的Takeda双线性刚度退化模型,利用单自由度弹塑性动力分析程序,研究了地震动特性对SDOF体系的地震能量响应及其分配规律的影响,以期为桥梁结构基于能量的抗震设计提供重要的参考和依据.
1 单自由度系统的地震能量方程
单自由度体系的运动方程左右两端分别除以质量m可以得到[7]


式中:左端3项依次为以相对位移X(t)为基础的单位……
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