基于绝对加速度反应谱的高速铁路车站多维抗震计算方法

摘要

为满足高速铁路车站地震响应计算的需求，提出理论更合理的基于绝对加速度反应谱的多维抗震计算方法。首先，构建单自由度体系，运用杜哈梅积分进行求导，得到单自由度体系绝对加速度的时程表达式，再采用复数形式的简谐激励，得到绝对加速度的频响函数和傅里叶变换对，利用随机振动原理，求得绝对加速度的相关函数、功率谱和峰值均值；然后，根据单自由度体系绝对加速度的峰值均值与规范提供的绝对加速度反应谱值相等的原则，求得该体系动力特性对应的激励功率谱强度因子，构建多维激励下多自由度体系，提取各阶振型圆频率和振型阻尼比，并确定对应的激励功率谱强度因子；最后，构建多维激励下功率谱矩阵，对该矩阵进行分解并提出虚拟激励形式，按照振型叠加规律和虚拟激励法规律，提出基于绝对加速度反应谱的多维抗震计算方法，并以某高速铁路车站为例，对多种算法的系列节点位移值进行比较。结果表明：所提方法计算得到的轨道层、高架层和屋盖层节点位移值大于常用多维组合法的计算值，但轨道层和高架层节点位移的增幅较小，屋盖层的增幅相对较大；所提方法计算得到的节点位移值介于多条地震波的时程响应最大值之间。比较结果说明提出的多维抗震计算方法是合理的，可为类似结构的抗震计算提供参考。

关键词

高速铁路车站 / 绝对加速度 / 反应谱 / 多维 / 抗震计算方法

基金资助

国家自然科学基金(50938008); 湖南省自然科学基金(2021JJ30826)