模态叠加法计算地震加速度时程反应的几个问题

摘要

针对模态叠加法进行结构加速度时程反应分析,讨论了广义坐标积分步长、模态截断和离散位移时程求导三个问题对加速度时程反应误差的影响;并提出了振型加速度贡献系数的模态截断指标。以简谐荷载作用下单自由度体系的地震反应和三条地震波作用下的5层框架结构的地震反应为例,进行数值计算。算例分析结果表明:当广义单自由度计算的离散时间步长小于1/32的自振周期时,加速度反应的误差小于5%;对于加速度时程反应而言,基于振型参与质量选取的模态数偏少,应基于振型加速度贡献系数作为模态截断的依据;由离散位移时程经中心差分法所得加速度的误差与直接由模态叠加法所得的基本相同,而快速傅里叶变换(FFT)方法所得加速度时程存在虚假的高频振动而误差较大,采用低通滤波可有效降低误差。