长周期结构动力响应：有限持时地震作用下的时滞与瞬态效应

本文探讨了有限持时地震动对长周期结构动力响应的显著影响。首先，作者周瑞忠和吴琛指出，实际的地震过程中存在有限持续时间的特性，这可能导致结构的最大位移出现时滞，即结构位移并非立即达到峰值，而是经历一个延迟过程。这种现象对于工程设计尤其关键，因为自振周期，即结构固有的振动频率，与最大位移出现的时间有着紧密的关联。长周期结构由于其较高的自然频率，其动力响应往往受到瞬态振动的主导作用，这是传统结构动力学理论通常忽略的部分，但在实际应用中却不能忽视。 为了深入研究这个问题，文章采用了一种综合的方法。首先，利用小波分解技术，将地震作用分解成稳态和瞬态两部分，有效地分离出瞬态反应。小波分析作为一种先进的信号处理工具，能够精确捕捉到信号中的非平稳性和局部特性，这对于理解瞬态振动的作用至关重要。 接着，通过调整地震动的振幅并进行线性叠加，作者进一步探究了这两种反应模式如何影响长周期结构的动态响应。实验结果显示，长周期结构的最大位移不仅会在共振条件下发生，即结构与外部激励同步振动时，还可能在外部载荷已停止但结构内部的瞬态振动尚未完全衰减的情况下出现。这意味着即使在地震停止后，结构仍可能经历一段时间的位移累积，这在工程设计中需要特别注意。 最后，本文强调了瞬态振动对长周期结构位移反应的影响与地震持时性的紧密关系。结论指出，针对长周期结构，传统的仅考虑稳态响应的分析方法可能不再适用，需要采用更全面的方法来预测和控制结构在有限持时地震下的行为。因此，理解和量化瞬态振动效应对于提升长周期结构的抗震性能和设计安全性具有重要意义。