非平稳随机地震激励在ANSYS中快速模拟

侯中学

(四川省交通勘察设计研究院有限公司，四川 成都 610017)

1 概述

地震动中的非平稳性需要进行着重考虑[1-2]。在几乎所有的时程和随机抗震分析中，地震动的非平稳性用一个均匀调制随机过程来模拟。但是，均匀调制方法得到的随机过程只能表现出激励功率谱与时间变化的对应关系，而不能反映地震前期大量的高频成分以及高频成分迅速地衰减直至只剩低频成分的过程[3-5]，因此，在实现对地震动非平稳性模拟的方法中，用非均匀调制的随机过程来模拟真实地震动在时域和频率内的变化是合适的。

当前本领域研究人员的关注点主要放在寻找提高随机振动计算效率的方法上。在复杂结构的响应分析时考虑多维多点平稳随机地震激励，如果要考虑均匀调制的非平稳随机地震动激励，则在编程建模、计算方法、计算硬件等方面都有很高要求，在这些前提下结构的响应计算已经十分困难，如果再考虑非均匀调制模拟的非平稳随机地震动激励，那么复杂结构的响应分析就会更加费力[6-10]。同时，由于随机振动理论非常复杂，一般情况下，需要计算者自编程序来实现，这样很难被工程师们所接受。不少学者对于随机振动的计算效率和是否需要编程实现等问题进行研究，也取得了不少的成果[11-18]。大跨复杂结构遭受由非均匀调制方法得到的多维多点非平稳随机地震激励下的动力响应结果需要进一步研究，下面将使用随机振动法解决以上问题，通过精细积分法，可以提高计算效率的同时不需编制专门程序(完全通过有限元软件，如ANSYS完成)，此方法对地震动特性有充分的考虑。……