武漢火車站多點(diǎn)輸入地震反應(yīng)時(shí)程分析

1、第39卷第1期建筑結(jié)構(gòu)2009年1月武漢火車站多點(diǎn)輸入地震反應(yīng)時(shí)程分析劉楓1,杜義欣，趙鵬飛，潘國(guó)華I陶勇2,湯榮偉，顏峰1（1中國(guó)建筑科學(xué)研究院，北京100013; 2中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，武漢430063）摘要武漢火車站支撐結(jié)構(gòu)東西向長(zhǎng)度為 258m(屋蓋長(zhǎng)度約300m),南北向長(zhǎng)度為476m,南北向超長(zhǎng)。對(duì)武漢站 采用時(shí)程分析法，進(jìn)行了考慮行波效應(yīng)的多點(diǎn)輸入地震反應(yīng)分析。對(duì)多點(diǎn)輸入與單點(diǎn)輸入情況下的基底總剪力、扭轉(zhuǎn)效應(yīng)以及重要構(gòu)件內(nèi)力均進(jìn)行了比較，討論了不同視波速度對(duì)分析結(jié)果的影響 。針對(duì)不同類型構(gòu)件，給岀了考慮多點(diǎn)輸入影響的地震作用效應(yīng)調(diào)整系數(shù)，并對(duì)這些構(gòu)件進(jìn)行了在多點(diǎn)輸入地

2、震組合工況下的截面驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果表明全部構(gòu)件均滿足規(guī)范要求，不必要因多點(diǎn)輸入而采取特殊的構(gòu)造措施。關(guān)鍵詞多點(diǎn)輸入；地震反應(yīng)；時(shí)程分析Time2history analysis of Wuhan rail way station under multi2support seismic excitation11 1 2 2 1 1Liu Feng ,Du Yixin ,ZhaoPenei ,Pan Guohua ,Tao Yong ,Tang Rongwei ,Yan Feng(1 China Academy of Building Research,Beijing 100013 ,China;2

3、 China Railway Syuan Survey and Design Group Co. ,Ltd. ,Wuhan 430063 ,Chins)Abstract :The supporting structure of Wuhan railway station is super long in south to north direction ,with dimension of 258m from east to west ,and 476m from south to north. Thetime2history seismic analysis considering trav

4、eling effect is carried out. The base shear,torsion effect and internal force of important members between multi2support excitation and singlesupport excitation are compared. The corresponding analysis results under different traveling speed are discussed. The adjustive coefficients considering mult

5、i2support excitation based on different structure members are provided. The section check is made to these members in mult2 support excitation earthquake load combinations. All members satiny the requirement of code through the calculation mentioned above,no need to adopt extra measures becauseof mu

6、lti2support excitation.Keywords :multi2support excitation; seismic; time2history analysis11 1994-2009 ChinaJcuina上.Icctronit： Publishing Huuife. All rigtilsreserved,wwta；.enki-ner第39卷第1期建筑結(jié)構(gòu)2009年1月1 工程概況武漢火車站總建筑面積355 391m2,結(jié)構(gòu)可分為站 房結(jié)構(gòu)和雨棚結(jié)構(gòu)，屋蓋總建筑面積約15萬(wàn)m2。雨棚 結(jié)構(gòu)可以看作是特殊的拱（梁）2殼組合體系。各片雨 棚的屋面結(jié)構(gòu)完全脫開(kāi)，雨棚的支撐結(jié)構(gòu)僅

7、在柱腳處 共用墩臺(tái)，通過(guò)半拱斜立柱的柱腳和半拱拱腳部位連 接（圖1）;中央站房屋面結(jié)構(gòu)也可以看作特殊的拱 （梁）2殼組合體系，包括主拱及其外側(cè)一跨的半拱所覆 蓋的范圍，這兩部分之間通過(guò)半拱拱腳和主拱拱腳部 位在共用墩臺(tái)處連接，另外在主拱和半拱之間還設(shè)置 了連梁（圖2）。而雨棚與中央站房結(jié)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，雨棚結(jié)構(gòu)與中央站房結(jié)構(gòu)同樣共用墩臺(tái)，通過(guò)半拱斜立柱的柱腳和半拱拱腳部位連接。工程雖地處6度抗震設(shè)防區(qū)，但體量大，結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，南北向長(zhǎng)度已超過(guò)超限高層建筑工程抗震設(shè)防專 項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)對(duì)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的定義（400m）。該要點(diǎn) 指出超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)有多點(diǎn)地震輸入的分析比較。而現(xiàn)有 研究成果對(duì)多點(diǎn)輸入對(duì)結(jié)構(gòu)的影響還

8、沒(méi)有普遍性的定 論。單點(diǎn)地震動(dòng)激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)是高于或是低于空 間相關(guān)地震動(dòng)（多點(diǎn)輸入）激勵(lì)，取決于結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特圖1雨棚之間連接示意圖2雨棚和中央站房間連接示意性、截面形狀與尺寸、構(gòu)件位置以及地震動(dòng)空間變化特 征等，即使是最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)形式也無(wú)法確定何種激勵(lì) 會(huì)引起最大的響應(yīng)。因此只能針對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行 具體分析。2 武漢站多點(diǎn)輸入地震反應(yīng)分析基本參數(shù)211方法和計(jì)算實(shí)現(xiàn)方法選用時(shí)程分析法、大質(zhì)量法作為多點(diǎn)輸入地震反 應(yīng)分析的主要方法及具體實(shí)現(xiàn)方法。所謂“大質(zhì)量方 法”就是在需要施加加速度邊界條件的節(jié)點(diǎn)上附加大 質(zhì)量，通過(guò)大質(zhì)量與集中荷載的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)加速度邊作者簡(jiǎn)介:劉楓，碩士 ,Email

9、:liufeng。# 1994-2009 ChinaJcuina上.Icctronit： Publishing Huuife. All rigtilsreserved,wwta；.enki-ner第39卷第1期建筑結(jié)構(gòu)2009年1月# 1994-2009 ChinaJcuina上.Icctronit： Publishing Huuife. All rigtilsreserved,wwta；.enki-ner界條件的施加。由于節(jié)點(diǎn)質(zhì)量遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)的自重，大質(zhì)量與集中力的結(jié)合將在需要的方向準(zhǔn)確獲得所需的 加速度。212考慮因素地震動(dòng)空間變異性的本質(zhì)就是相關(guān)性的降低。導(dǎo) 致相關(guān)性降低的原因在于：非均一

10、性效應(yīng)、行波效應(yīng)、 衰減效應(yīng)和局部場(chǎng)地條件的影響。因建筑規(guī)模所限，衰減效應(yīng)影響較小，通常情況下 不考慮。由于地震反應(yīng)相干效應(yīng)的模型目前尚不成 熟,在實(shí)際工程項(xiàng)目中較難選用，因此不考慮非均一性 效應(yīng)。根據(jù)工程地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告，共提供場(chǎng)地工 程地震鉆孔5個(gè)，從鉆孔的剖面資料判斷，工程場(chǎng)地的 地基土質(zhì)比較均勻。另外，根據(jù)對(duì)15個(gè)場(chǎng)地地質(zhì)詳勘 鉆孔的勘察，相鄰鉆孔基巖頂面無(wú)顯著階變高差變化。 因此不考慮局部場(chǎng)地條件的影響。綜上所述,分析主要考慮行波效應(yīng)。213計(jì)算模型武漢站完整計(jì)算模型規(guī)模龐大，節(jié)點(diǎn)總數(shù)為28 310 個(gè),梁?jiǎn)卧倲?shù)為75 329個(gè)，板殼單元總數(shù)為3 952個(gè)。 因此須在不影響計(jì)算效

11、果的情況下，對(duì)模型進(jìn)行適當(dāng) 簡(jiǎn)化。簡(jiǎn)化時(shí)以保證結(jié)構(gòu)模態(tài)特性和總重力荷載代表 值不變?yōu)槟繕?biāo)。分析主要關(guān)心的是多點(diǎn)輸入對(duì)結(jié)構(gòu)主骨架的影 響,其安全與否直接關(guān)系到整體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定 性，因此對(duì)主骨架部分不做簡(jiǎn)化。主要對(duì)網(wǎng)殼部分進(jìn) 行簡(jiǎn)化,在保持其原有剛度的基礎(chǔ)上，將雙層網(wǎng)殼改為 單層網(wǎng)殼,去掉了交叉撐和上弦桿，并增大調(diào)整網(wǎng)殼桿 件截面。模型簡(jiǎn)化修改后，規(guī)模大大減小，節(jié)點(diǎn)總數(shù)為 7 750個(gè)，梁?jiǎn)卧倲?shù)為14 841個(gè)，板殼單元總數(shù)為1 739 個(gè)，簡(jiǎn)化后的計(jì)算模型見(jiàn)圖 3。簡(jiǎn)化模型同原計(jì)算模 型的模態(tài)特征基本一致。計(jì)算模型采用ANSYS軟件建立。214計(jì)算參數(shù)的確定1）地震波:工程場(chǎng)地類別為n類

12、，在實(shí)際地震記錄 中選用類似場(chǎng)地上的記錄，選定日Centro波和Taft波。 對(duì)于人工波，根據(jù)安評(píng)報(bào)告選用50年超越概率為2% 的地震波一條。122）分析持續(xù)時(shí)間、步長(zhǎng)及加速度峰值：根據(jù)模態(tài)分 析的結(jié)果，工程時(shí)程分析持續(xù)時(shí)間選擇為 10s,時(shí)間步 長(zhǎng)定為0102s。在進(jìn)行強(qiáng)震地震反應(yīng)分析時(shí)，考慮到抗 震規(guī)范對(duì)6度罕遇地震的峰值加速度沒(méi)有明確規(guī)定 ， 根據(jù)安評(píng)報(bào)告峰值加速度為18314cmfn2。3）地震波傳播速度的確定：在進(jìn)行考慮行波效應(yīng) 的多點(diǎn)輸入時(shí)程地震反應(yīng)分析時(shí)，通常假定地震波沿 地表面以一定的速度傳播，各點(diǎn)波形不變，只是存在時(shí) 間的滯后，簡(jiǎn)稱行波法。地震波傳播速度也稱視波速， 目前在實(shí)

13、際工程中的做法通常是在一定波速范圍內(nèi)取 常量視波速進(jìn)行試算，采用包絡(luò)的方法確定多點(diǎn)輸入的影響。在確定常量視波速時(shí)，可以根據(jù)工程場(chǎng)地條件進(jìn) 行估算，得到視波速的參考值。該場(chǎng)地地震屬淺源地 震，其震源平均深度為10km;根據(jù)各鉆孔的數(shù)據(jù)，將覆 蓋層厚度取為100m是保守的數(shù)值。假定地震波在基 巖的傳播速度為1 500mn，在上部覆蓋土層傳播速度近 似取為剪切波速，等效剪切波速約為300mn。以時(shí)間 延遲最大，即視波速最小為目標(biāo)函數(shù)，得出地震波入射 角與時(shí)間延遲的關(guān)系曲線。可以推算，此時(shí)視波速約 為1 400mIS,這是多點(diǎn)分析選擇的第一個(gè)視波速值。若 忽略地震波在基巖中傳播的時(shí)間延遲，則采用等效剪

14、 切波速300mIS作為視波速，這是多點(diǎn)分析選擇的第二 個(gè)視波速值。4）地震波傳播方向和地震動(dòng)輸入方向：分析時(shí)為了判斷結(jié)構(gòu)的起振時(shí)間，必須確定地震波的傳播方向； 在進(jìn)行地震波輸入時(shí)，還需確定地震動(dòng)的輸入方向。 地震波傳播方向與地震動(dòng)輸入方向是相互獨(dú)立的?？紤]0 ,45和90三種地震波傳播方向。對(duì)于每種地震 波傳播方向，分別考慮兩種地震動(dòng)輸入方向，即順傳播 方向和橫傳播方向。為了將結(jié)果同地震動(dòng)單點(diǎn)輸入的 結(jié)果進(jìn)行比較，還需要進(jìn)行同樣方式的單點(diǎn)輸入計(jì)算。具體確定的地震波傳播方向及地震動(dòng)輸入方向如 圖4所示，分析情況共計(jì)54種。3 多點(diǎn)輸入地震反應(yīng)分析結(jié)果以地震波波速1 400mn為例，介紹多點(diǎn)輸入

15、地震 反應(yīng)分析的主要計(jì)算結(jié)果。 以日Centro地震波沿結(jié)構(gòu) 南北方向傳播為例進(jìn)行比較，其它地震波均有類似的 結(jié)論?！叭誣2（地震波傳播方向）My2（地震波波速）”和 “日_2（地震波傳播方向）Sy”分別表示，地震動(dòng)主輸入方 向?yàn)檠鞠蚯闆r下,El Centro地震波多、單點(diǎn)輸入的計(jì)算 結(jié)果。311基底總剪力基底總剪力典型計(jì)算結(jié)果如圖5（a）所示。從圖中 可以看出，多點(diǎn)輸入分析的計(jì)算結(jié)果與單點(diǎn)輸入相比 1994-2009 China Aeadcnic Jounia Electronic Publishing Htjuye, All rights reserved, httpenki.nci有明顯

16、的時(shí)滯效果，基底總剪力峰值出現(xiàn)的時(shí)間比單 點(diǎn)輸入略遲。采用多點(diǎn)輸入分析的基底總剪力小于單 點(diǎn)輸入的,這是由于多點(diǎn)輸入分析時(shí)各約束點(diǎn)輸入的 非同步性造成的。EL20My21400和EL20Sy的丫向基底總 剪力最大值分別為125 048,161 931kN,比值為7712%。一般情況下，多點(diǎn)輸入的非同步性將引起結(jié)構(gòu)整 體平動(dòng)反應(yīng)的減小。312扭轉(zhuǎn)效應(yīng)將多點(diǎn)輸入與單點(diǎn)輸入情況下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)進(jìn)行比 較，采用扭轉(zhuǎn)角度來(lái)反映結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。選擇軸(Y=0)上的一榀主骨架及其對(duì)應(yīng)的站房和雨棚網(wǎng)殼，在其上選擇站房網(wǎng)殼的兩端節(jié)點(diǎn) 5012和5013,以及某 片雨棚結(jié)構(gòu)的兩端節(jié)點(diǎn)3240和7479,如圖6所示。將

17、 這四個(gè)節(jié)點(diǎn)做為特征點(diǎn)，由于5012與5013的連線以及 3240與7479的連線在初始模型中平行于總體坐標(biāo)系 的X方向，因此可以利用該連線與 X軸的夾角來(lái)分別 計(jì)算站房結(jié)構(gòu)和雨棚結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)角度，以此來(lái)分析結(jié) 構(gòu)在多點(diǎn)輸入下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。站房結(jié)構(gòu)、單片雨棚結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)角度比較結(jié)果如 圖5(b) ,(c) 所示;另外，比較地震動(dòng)主輸入方向?yàn)閄向情況下侈點(diǎn)輸入EL20Mx21400下和單點(diǎn)輸入EL20Sx 下站房結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)角度，結(jié)果如圖5(d)所示。I工益*B-3樹(shù)0卜-匸甲-|II.-M.T.IR.n03rd -Ml d.-!曇 gLn-WL-W圖4地震波傳播方向及地震動(dòng)輸入方向?qū)Ρ葓D5(b) ,(

18、c)可知，對(duì)于站房結(jié)構(gòu)，由于其尺度 較大,采用多點(diǎn)輸入的扭轉(zhuǎn)角度較單點(diǎn)輸入的有明顯 增大的趨勢(shì);而對(duì)于單片雨棚結(jié)構(gòu)，由于其尺度有限, 采用多點(diǎn)輸入的扭轉(zhuǎn)角度較單點(diǎn)輸入的僅有時(shí)滯效 果，扭轉(zhuǎn)角度大小則基本不變。對(duì)比圖5(b) ,(d)可知，當(dāng)?shù)卣鸩ㄑ亟Y(jié)構(gòu)南北方向 傳播時(shí),若地震波輸入方向?yàn)檠鞠?，即垂直于地震波傳播方向，則采用多點(diǎn)輸入的扭轉(zhuǎn)角度較單點(diǎn)輸入的 有明顯的增大趨勢(shì)；若地震波輸入方向?yàn)閄向,采用多點(diǎn)輸入的扭轉(zhuǎn)角度較單點(diǎn)輸入的僅有時(shí)滯效果，但I(xiàn)I11II I 2丄H 7韋 (a) F向基底總剪力M5fc-U Hi-0028-QQ14- now- -0-W*- 41J12K- -JIJHZ-

19、4UB6-EL啊I融乩爭(zhēng)4IQ 11(b)站房結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)角度-airs-如工 II丨丨IiIIfl1JJ451sflio|IQOW-ooiro-單片雨擁結(jié)構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)角度5)站房結(jié)構(gòu)執(zhí)轉(zhuǎn)帝度向)圖5不同情況計(jì)算結(jié)果對(duì)比圖6扭轉(zhuǎn)角度分析特征點(diǎn)扭轉(zhuǎn)角度大小變化不明顯。此特性具有一般性，但并非一成不變，會(huì)因形式不同有一定差異。一般情況下，多點(diǎn)輸入的非同步性將引起結(jié)構(gòu)擬 靜力反應(yīng)以及扭轉(zhuǎn)輸入的增加；另一方面，多點(diǎn)輸入的 非同步性將引起結(jié)構(gòu)整體平動(dòng)反應(yīng)的減小。在這兩方 面條件的綜合作用下，結(jié)構(gòu)的反應(yīng)既可能增加，也可能 減小。313重要構(gòu)件內(nèi)力所謂超載單元是指多點(diǎn)輸入與單點(diǎn)輸入的構(gòu)件內(nèi) 力計(jì)算結(jié)果的比值超過(guò)110

20、的單元，這一比值稱作超 載比。根據(jù)規(guī)范要求，構(gòu)件內(nèi)力是采用三條地震波時(shí) 程分析的平均結(jié)果進(jìn)行計(jì)算的。將結(jié)構(gòu)的主骨架構(gòu)件分為如下幾類：主拱、半拱、 半拱斜立柱、落地V形撐、其余V形撐、墩臺(tái)和連梁。 將分析中最為重要的墩臺(tái)構(gòu)件分為兩類，分別是軸Z , ,a墩臺(tái)和軸S ,臺(tái)。軸Z , , a墩臺(tái)屬于中間軸線的墩臺(tái)，而軸s ,MD敦臺(tái)屬于邊軸線的墩臺(tái)。主拱、半拱和半拱斜立柱組成五大榀連續(xù)的結(jié)構(gòu) , 固定在墩臺(tái)上，五大榀結(jié)構(gòu)分別位于軸 s , Z , , a , E,它們通過(guò)V形撐支撐上部網(wǎng)殼。其中，軸主拱跨 度最大，為116m。在軸Z , , a中央網(wǎng)殼處，主拱、半 拱、半拱斜立柱之間設(shè)有水平連梁連接

21、這 3部分，水平 連梁同時(shí)支撐候車室樓板。V形撐是連接網(wǎng)殼和主拱、半拱的中間構(gòu)件，其中直接落在墩臺(tái)上的V形撐稱 為落地V形撐，落在主拱和半拱上的V形撐統(tǒng)稱為其 余V形撐。各組分類名稱如圖7所示。分析如下：1) 多點(diǎn)輸入對(duì)于重要構(gòu)件內(nèi)力有比較普遍的影響。按對(duì)應(yīng)構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)，對(duì)大部分構(gòu)件而言，超載 單元比例超過(guò)60%。2）由于在進(jìn)行時(shí)程分析時(shí)，通常是采用同類截面 的包絡(luò)結(jié)果與其它荷載進(jìn)行組合,因此對(duì)構(gòu)件設(shè)計(jì)有 實(shí)質(zhì)影響的調(diào)整系數(shù)是按照包絡(luò)結(jié)果統(tǒng)計(jì)出來(lái)的。根 據(jù)包絡(luò)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，多點(diǎn)輸入對(duì)下列分組影響較大：半拱 斜立柱組的部分截面、軸Z , , a墩臺(tái)組的部分截面 及軸S , 敦臺(tái)組的部分截面。例如對(duì)

22、于半拱斜立柱 組的矩形鋼管混凝土截面3 100 X1 400 X40,構(gòu)件彎矩 My和Mz的考慮多點(diǎn)輸入的地震作用調(diào)整系數(shù)分別 為1114和1113;對(duì)于軸Z , , a墩臺(tái)組的矩形鋼管混 凝土截面3 100 X1 400 X40，構(gòu)件彎矩 Mz的多點(diǎn)輸入 調(diào)整系數(shù)為1108;對(duì)于軸S ,1敦臺(tái)組的橢圓形混凝土 柱截面5 000 X5 000S 460 X3 930的下面一段，構(gòu)件彎 矩的多點(diǎn)輸入調(diào)整系數(shù)為1123。ii Mi 氐羸 Iiftl.圖7重要構(gòu)件分組3）相對(duì)來(lái)說(shuō)，多點(diǎn)輸入對(duì)構(gòu)件彎矩的影響較大，對(duì) 構(gòu)件軸力的影響較小。4）對(duì)于大部分分組，超載單元在平面分布上沒(méi)有 規(guī)律。但是墩臺(tái)構(gòu)件是

23、受多點(diǎn)輸入影響最直接的構(gòu)件，其超載單元的分布有一定規(guī)律。無(wú)論軸Z , , a墩臺(tái)組還是軸S , 敦臺(tái)組，超載比較大的墩臺(tái)構(gòu)件均 位于中央站房區(qū)域；除上述區(qū)域外的雨篷區(qū)域超載比 則相對(duì)較小。這與扭轉(zhuǎn)角度分析的結(jié)論基本一致。對(duì)于中央站房結(jié)構(gòu)，其構(gòu)件超載比較大有兩個(gè)原 因，首先是由于其尺度較大，采用多點(diǎn)輸入的扭轉(zhuǎn)角度 較單點(diǎn)輸入的有明顯的增大趨勢(shì)；其次,站房區(qū)域的主 拱和半拱之間還設(shè)置了連梁（圖7）,因此該區(qū)域半拱 與主拱通過(guò)連梁連接在一起。而對(duì)于單片雨棚結(jié)構(gòu)，由于其尺度有限，采用多點(diǎn)輸入的扭轉(zhuǎn)角度大小基本不變，則其構(gòu)件超載比較小。5）根據(jù)各分組考慮多點(diǎn)輸入的地震作用調(diào)整系 數(shù),對(duì)所有構(gòu)件進(jìn)行了在多

24、點(diǎn)輸入地震組合工況下的 截面驗(yàn)算，經(jīng)計(jì)算全部構(gòu)件均滿足規(guī)范要求。4 不同波速下地震反應(yīng)分析結(jié)果比較411基底總剪力由圖5（a）對(duì)比不同視波速下，多點(diǎn)輸入與單點(diǎn)輸 入的基底總剪力。其中，吐23My2300基底總剪力最大 值為79 534kN,為單點(diǎn)輸入情況的4911 %?？梢钥闯?， 視波速為300mn時(shí)的基底總剪力遠(yuǎn)小于視波速為 1 400mli時(shí)的。相對(duì)來(lái)說(shuō)，視波速為1 400mli時(shí)，基底 總剪力波形與單點(diǎn)輸入比較類似；而視波速為300mli 時(shí)，基底總剪力波形則與單點(diǎn)輸入相差較大?？梢?jiàn)，視 波速越小，多點(diǎn)輸入的非同步性越強(qiáng)，則結(jié)果越偏離單 點(diǎn)輸入的；反之，則結(jié)果越接近。此結(jié)論雖然具有一般

25、性，但是也并非一成不變。對(duì)于不同的結(jié)構(gòu)形式，可能 會(huì)有一些差別。412扭轉(zhuǎn)效應(yīng)由圖5（b） ,（c）對(duì)比不同視波速下，多點(diǎn)輸入與單 點(diǎn)輸入的扭轉(zhuǎn)角度。對(duì)站房結(jié)構(gòu)，視波速為300mli時(shí)，在1s內(nèi),站房扭轉(zhuǎn)角度較1 400mli時(shí)有減小趨勢(shì)， 這是由于地震波全面到達(dá)建筑物的速度減慢產(chǎn)生的時(shí) 滯效果;隨著時(shí)間的推移，低視波速的扭轉(zhuǎn)角度增大趨 勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，視波速為300mn時(shí)的扭轉(zhuǎn)角度遠(yuǎn)大于視 波速為1 400mH時(shí)的。可見(jiàn)，隨著視波速減小，結(jié)構(gòu)扭 轉(zhuǎn)效應(yīng)有增大趨勢(shì)。對(duì)于單片雨棚結(jié)構(gòu)，無(wú)論視波速 為300mH還是1 400mS,由于其尺度有限，采用多點(diǎn)輸 入的扭轉(zhuǎn)角度隨波速降低僅有時(shí)滯效果出現(xiàn)，但扭

26、轉(zhuǎn) 角度大小則基本不變。413重要構(gòu)件內(nèi)力將不同視波速下多點(diǎn)輸入與單點(diǎn)輸入的重要構(gòu)件 內(nèi)力計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較（表1），可以得出以下結(jié)論。1）按對(duì)應(yīng)構(gòu)件統(tǒng)計(jì)，視波速為1 400mIS時(shí)，多點(diǎn)輸 入對(duì)于構(gòu)件的影響范圍比視波速為 300mIS時(shí)更為普 遍。相對(duì)來(lái)說(shuō)，視波速為1 400mIS時(shí)，超載單元個(gè)數(shù)多，不同視波速重要構(gòu)件超載情況統(tǒng)計(jì)（部分結(jié)果）表1地震視波速mn1400300截面編號(hào)內(nèi)力 類別按對(duì)應(yīng)構(gòu)件按包絡(luò)按對(duì)應(yīng)構(gòu)件按包絡(luò)組別最大 超載比超載單 元個(gè)數(shù)多單 系數(shù)最大 超載比超載單 元個(gè)數(shù)多單 系數(shù)主拱26M1126491.061.43100.95半拱50My1.1441.141.4461.36

27、斜立柱Mz1.1371.131.3030.89軸Z,50My1.0541.041.1541.12a墩臺(tái)Mz1.0841.081.4951.22軸s, M)35M1.1621.161.3121.31墩臺(tái)41M1.15141.041.0610.92但最大超載比值??；而視波速為300mn時(shí),超載單元 個(gè)數(shù)少,但最大超載比值大。2) 根據(jù)包絡(luò)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，多點(diǎn)輸入對(duì)下列分組的影 響較大：半拱斜立柱組的部分截面、軸Z , , a墩臺(tái)組 的部分截面及軸S , 墩臺(tái)組的部分截面。這些構(gòu)件 的內(nèi)力結(jié)果有些由1 400mn控制，有些則是由300mn 控制，相對(duì)來(lái)說(shuō)，以由3oomn控制的居多。因此，尚無(wú) 法得出視波速

28、越小，結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)就越小的結(jié)論。5 結(jié)論1) 由于多點(diǎn)輸入分析時(shí)各約束點(diǎn)輸入的非同步 性，采用多點(diǎn)輸入分析的基底總剪力小于單點(diǎn)輸入的。 一般來(lái)說(shuō),視波速越小，結(jié)果越偏離單點(diǎn)輸入的計(jì)算結(jié) 果。2) 對(duì)于站房結(jié)構(gòu)，由于其尺度較大，采用多點(diǎn)輸入 的扭轉(zhuǎn)角度較單點(diǎn)輸入的有明顯的增大趨勢(shì)；而對(duì)于 單片雨棚結(jié)構(gòu)，由于其尺度有限，采用多點(diǎn)輸入的扭轉(zhuǎn) 角度較單點(diǎn)輸入的僅有時(shí)滯效果，但扭轉(zhuǎn)角度大小則 基本不變。一般來(lái)說(shuō)，隨視波速減小，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)有增大 趨勢(shì)。3) 一般情況下，多點(diǎn)輸入的非同步性將引起結(jié)構(gòu) 擬靜力反應(yīng)以及扭轉(zhuǎn)輸入的增加；另一方面，多點(diǎn)輸入 的非同步性將引起結(jié)構(gòu)整體平動(dòng)反應(yīng)的減小。在這兩方面條件的綜

29、合作用下，結(jié)構(gòu)的反應(yīng)既可能增加，也可 能減小。因此,結(jié)構(gòu)反應(yīng)隨視波速的變化不具有單調(diào) 性。4) 多點(diǎn)輸入對(duì)構(gòu)件內(nèi)力有一定的影響。比較而言，對(duì)構(gòu)件彎矩影響較大，對(duì)構(gòu)件軸力影響較小。但由 于整個(gè)結(jié)構(gòu)總體地震反應(yīng)較小，因此對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí) 際影響有限。5) 對(duì)于文中所考慮的大部分分組，構(gòu)件內(nèi)力由多 點(diǎn)輸入控制的單元在平面分布上沒(méi)有明顯的規(guī)律。但是墩臺(tái)構(gòu)件是受多點(diǎn)輸入影響最直接的構(gòu)件，其超載 單元的分布有一定規(guī)律。多點(diǎn)影響系數(shù)較大的墩臺(tái)構(gòu) 件均位于中央站房區(qū)域。6) 根據(jù)各分組的考慮多點(diǎn)輸入的地震作用調(diào)整系 數(shù),對(duì)所有構(gòu)件進(jìn)行了在多點(diǎn)輸入地震組合工況下的 截面驗(yàn)算，經(jīng)計(jì)算全部構(gòu)件均滿足規(guī)范要求。由于工

30、程地處6度設(shè)防區(qū)，其地震作用相對(duì)較小，而該結(jié)構(gòu)的 恒載、風(fēng)荷載、溫度作用則相對(duì)較大，因此構(gòu)件設(shè)計(jì)由 靜荷載控制；在大震作用下，構(gòu)件均處于彈性狀態(tài)。不 必要因?yàn)榭紤]了多點(diǎn)輸入，而采取特殊的構(gòu)造措施。參 考 文 獻(xiàn)1 劉楓,肖從真,徐自國(guó),等.首都機(jī)場(chǎng)3號(hào)航站樓多維多點(diǎn)輸入 時(shí)程地震反應(yīng)分析J.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào),2006,10(5).2 BOGDANOFFJ L ,GOLDBERGJ E,SCHIFFAJ. Theeffectof ground transmissiontimeon the responseof long structuresJ. Bull SeismSoc Am ,1965,55(1

31、).3 潘旦光，樓夢(mèng)麟，范立礎(chǔ).多點(diǎn)輸入下大跨度結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析研究現(xiàn)狀J .同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào),2001 ,29(10).4 林家浩，張亞輝，趙巖.大跨度結(jié)構(gòu)抗震分析方法及近期進(jìn)展J .力學(xué)進(jìn)展,2001,31(3).5 胡世德，范立礎(chǔ).江陰長(zhǎng)江公路大橋縱向地震反應(yīng)分析J .同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào),1994,22(4).6 趙鵬飛，潘國(guó)華，湯榮偉，等.武漢火車站復(fù)雜大型鋼結(jié)構(gòu)體系研究J.建筑結(jié)構(gòu),2009,39(1).15 19920(9 China Academic Jouma Electronic PublishingA1 rights reserved, http:www.enki# 19920(9 China Academic Jouma Elect