《高墩橋梁隨機地震響應研究》基于隨機振動的虛擬激勵法，詳細研究了多維多點平穩(wěn)/非平穩(wěn)空間地震激勵在有限元軟件中的實現(xiàn)問題，并采用精細積分法進一步提升隨機地震作用下復雜橋梁結構動力響應的計算效率；引入矩陣的概率分析理論為復雜結構動力可靠性計算提供了快速方法；在上述理論及計算方法的基礎上，研究了空間地震作用下高墩橋梁動力響應規(guī)律和梁體之間碰撞概率，建立了地震動強度與梁體間隙寬度的關系。
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目錄第1章 緒論 11.1 大跨度高墩橋梁發(fā)展的必然性 11.1.1 國外大跨度高墩橋梁的發(fā)展 11.1.2 國內(nèi)大跨度高墩橋梁的發(fā)展 31.1.3 大跨度高墩橋梁抗震研究的必要性 61.2 隨機振動理論在大跨度橋梁中的應用 61.2.1 虛擬激勵法在大跨度橋梁中的應用 71.2.2 虛擬激勵法與通用有限元軟件ANSYS的結合 81.3 引入精細積分法直接求解完全非平穩(wěn)隨機振動的虛擬激勵法 91.4 本書主要內(nèi)容 10第2章 絕對位移求解多維多點地震激勵下結構的平穩(wěn)隨機響應 132.1 平穩(wěn)隨機響應的虛擬激勵法基本原理 132.1.1 平穩(wěn)隨機響應的常規(guī)算法 132.1.2 平穩(wěn)隨機響應的虛擬激勵法 162.2 多維多點平穩(wěn)虛擬激勵法在ANSYS中的實現(xiàn)理論及方法 172.2.1 絕對位移直接求解多維多點輸入的虛擬激勵法理論 172.2.2 響應極值計算 182.2.3 多維多點地震場模擬與激勵功率譜分解 192.2.4 多維多點功率譜密度函數(shù)矩陣分解 202.2.5 多維多點虛擬激勵法在通用有限元軟件中的實現(xiàn)方法 202.3 ANSYS平穩(wěn)計算方法驗證 222.3.1 單自由度系統(tǒng)一維驗證 222.3.2 多維多點激勵驗證 262.4 結論 30第3章 絕對位移求解多維多點地震激勵下結構的非平穩(wěn)隨機響應 313.1 非平穩(wěn)隨機響應的虛擬激勵法基本原理 313.2 多維多點非平穩(wěn)虛擬激勵法在ANSYS中的實現(xiàn)理論及方法 343.2.1 非平穩(wěn)虛擬激勵法在ANSYS中的實現(xiàn)理論 343.2.2 非平穩(wěn)虛擬激勵法在ANSYS中的實現(xiàn)方法 353.3 ANSYS非平穩(wěn)計算方法驗證 373.3.1 單自由度系統(tǒng)一維驗證 373.3.2 多維多點激勵分析 483.4 結論 51第4章 空間變化場地效應對高墩橋梁非平穩(wěn)隨機響應的影響 524.1 考慮場地效應非平穩(wěn)隨機響應的虛擬激勵法基本原理 524.2 地震動模型介紹及參數(shù)確定 534.3 高墩橋梁工程背景及參數(shù)確定 554.3.1 工程背景 554.3.2 有限元模型及分析工況 564.4 動力特性計算 584.5 高墩橋梁非平穩(wěn)隨機響應結果及分析 594.5.1 一致場地分布對高墩橋梁地震響應的影響 594.5.2 非一致場地分布對高墩橋梁地震響應的影響 614.5.3 地震動的非平穩(wěn)性對高墩橋梁地震響應的影響 66第5章 快速模擬引入精細積分法的非均勻調(diào)制非平穩(wěn)隨機振動 675.1 非均勻調(diào)制非平穩(wěn)隨機振動模擬的必要性 675.1.1 非均勻調(diào)制非平穩(wěn)隨機振動理論發(fā)展 675.1.2 考慮地形影響的絕對位移直接求解的非平穩(wěn)隨機振動理論 685.1.3 ANSYS快速模擬實現(xiàn)引入精細積分后的非均勻調(diào)制非平穩(wěn)隨機振動 725.1.4 ANSYS快速模擬精度驗證 775.2 實際工程應用 825.2.1 工程背景 825.2.2 分析工況介紹 835.2.3 計算結果及其分析 845.3 結論 88第6章 高墩鐵路橋梁梁體碰撞間隙寬度需求機理分析 896.1 空間地震動模型 906.2 結構動力方程及求解 936.3 算例分析 956.3.1 工程描述及模擬 956.3.2 結構動力特性 966.3.3 計算結果及分析 976.4 結論 99第7章 隨機地震激勵下高墩橋梁碰撞可靠度分析 1007.1 理論 1017.1.1 運動方程及求解 1017.1.2 結構動力可靠度理論 1027.2 工程算例 1037.2.1 橋梁簡介及模擬 1037.2.2 地震動輸入確定 1047.2.3 動力特性及碰撞響應分析 1067.3 結論 109第8章 地震作用下梁體碰撞間隙寬度的概率分析方法 1108.1 動力理論簡介 1118.1.1 橋梁碰撞相對位移峰值響應 1118.1.2 碰撞間隙寬度條件碰撞概率模型 1128.1.3 基于矩陣的系統(tǒng)可靠度 1128.2 工程數(shù)值算例 1138.2.1 橋梁簡介及模擬 1138.2.2 輸入地震動參數(shù)確定 1138.2.3 工況分析及設計 1148.2.4 計算結果及分析 1178.3 結論 119第9章 基于實際場地土層分布的高墩連續(xù)剛構橋梁端碰撞概率分析：非線性分析 1209.1 有限元模型及理論介紹 1219.2 基巖地震波選取及土層過濾作用分析 1249.2.1 基巖地震波的選取 1249.2.2 土層過濾作用分析 1269.3 分析流程 1299.4 相對位移峰值概率分布形式 1309.5 伸縮縫寬度需求值分析 1329.6 碰撞概率分析 1349.7 結論 138第10章 本書結論與展望 139參考文獻 143
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