非平稳地震动对大跨度结构随机响应影响研究

"地震动非平稳性对大跨度空间结构随机地震响应的影响 (2008年)" 这篇2008年的论文聚焦于地震工程领域的一个关键问题：地震动的非平稳性如何影响大跨度空间结构的随机地震响应。大跨度空间结构，如体育馆的大型网壳结构，由于其特殊的设计和广泛的用途，对于地震的安全分析具有重要意义。 论文指出，传统地震响应分析通常假设地震动是平稳的，即地震动的统计特性在时间上保持不变。然而，实际地震动往往呈现出非平稳特征，即其强度和频率成分随时间变化。考虑到这一点，研究者提出了一种简便的近似算法，用于计算非平稳地震激励下结构的峰值响应均值。这种方法旨在简化复杂的大跨度结构的分析，同时保留地震动非平稳性的关键影响。 通过数值模拟，研究发现，当考虑地震动的非平稳性后，结构各杆件的峰值响应有显著下降，下降幅度在7.51%至23.3%之间。这表明，忽视地震动的非平稳性可能会导致对结构安全性的过高估计。同时，尽管在地震初期阶段，行波效应和地震动的非平稳性可能导致结构响应方差的变化，但这些变化对峰值响应均值的影响并不显著。 论文还强调，地面视波速的不同会改变峰值响应均值的减小程度。这意味着在不同的地质条件下，地震动的非平稳性对结构的影响可能有显著差异。因此，设计和分析大跨度空间结构时，必须考虑这些因素。 关键词包括地震动非平稳性、大跨度空间结构、虚拟激励法、行波效应以及随机地震响应分析，表明研究涵盖了地震动力学的多个方面。论文的结论是，提出的近似算法能大幅降低计算大跨度空间结构随机地震响应的工作量，并且在分析时，特别是在结构阻尼比低、自振频率低的情况下，应考虑地震动的非平稳性和行波效应。 这篇研究对于地震工程领域的理论发展和实际工程应用具有重要意义，它提供了更精确分析大跨度空间结构在地震中的行为的方法，有助于提高这类结构的抗震设计和安全性评估。