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《华北理工大学》 2016年
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多点地震波输入下埋地管道动力响应分析

宁丽  
【摘要】:埋地管道抗震分析方法的研究是国内外普遍关注的问题。长距离埋地管道在地震作用下,可能会发生较大的变形而发生破坏。目前关于埋地管道地震动力反应的计算已经有了很多研究成果,但其中地震波的输入方法均为一致激励法。当管道跨度在一定长度范围内时,一致输入法完全可以适用。然而现实情况是,在整体行波效应、局部效应和部分场地效应叠加作用影响下,振幅和频率在不同位置空间的体现是不尽相同的。因此,综合各种因素考虑,长埋地管道应以多点输入的激励方式进行研究,从而体现地震场中不同点振动所带来的相关性,也更符合地震波的现实运行状态。采用了一种无限长弹性地基梁变形曲线作为无限长梁的振型曲线,能全部满足问题性质的边界条件,再根据结构动力学中移动荷载引起梁的地震动力反应计算公式,推求了无限长埋地管道多点地震波输入动力反应计算公式,利用MATLAB软件编程分别计算长跨埋地管道在一致激励作用下和多点地震输入下的响应。计算结果表明,埋地管道在一致地震激励和多点地震激励下,管道位移幅值有所增加,但是并没有明显的时间滞后。管道截面抗弯刚度系数、基床弹簧系数、阻尼系数、地震波行进速度、地面振动频率等都对非一致输入的地震动力反应有一定的影响,在一般的场地特征频率条件下与一致输入条件下的位移幅值增加10%左右。其中,管道抗弯系数、截面刚度、基床单位长度质量、阻尼系数、弹性系数、对两者之间的差异影响较小,变化趋势也相同。只有弹性特征长度及地震波行进速度对两种输入管道幅值的影响有所不同。弹性特征长度值较小,即土质较软时多点输入时位移值较低,因为一般埋地管道设置的场地基床土质不会特别松软,地震波行进波(剪切波速)速大于150m/s以上,这时多点输入的计算结果大于一致输入的计算结果,在埋地管道设计计算时应予计入。因此建议长跨管道抗震设计计算时,应考虑多点地震动输入。
【学位授予单位】:华北理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU990.3;TU311.3

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