結(jié)構(gòu)近場地震作用及V型偏心支撐鋼框架近場地震反應(yīng)分析.pdf

1、近場地震動通常含有強(qiáng)烈的速度脈沖，地面峰值速度與地面峰值加速度的比值較大，使得其加速度反應(yīng)譜中的加速度敏感段變寬。近場脈沖型地震動對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和變形提出了更高的要求，現(xiàn)行抗震設(shè)計規(guī)范中基于遠(yuǎn)場地震動記錄得到的設(shè)計反應(yīng)譜不能滿足近場區(qū)結(jié)構(gòu)的抗震需求?！督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》(GB50011-2010)規(guī)定對處于發(fā)震斷裂兩側(cè)10km以內(nèi)的結(jié)構(gòu)，地震動參數(shù)應(yīng)考慮近場影響，5km以內(nèi)乘以放大系數(shù)1.5，5km以外宜乘以不小于1.25的放大系數(shù)。該規(guī)

2、定沒有考慮近場地震動反應(yīng)譜形狀的變化，只是粗略地同步放大了遠(yuǎn)場地震動固定形狀反應(yīng)譜的譜值來提高近場設(shè)計地震作用，在條文說明中也未給出依據(jù)。
　　為了評價抗震規(guī)范中近場地震作用放大系數(shù)1.5的合理性，本文以V型偏心支撐鋼框架為研究對象，所做工作如下:
　　(1)根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)》(GB50011-2010)，考慮近場地震的影響，將地震動參數(shù)乘以放大系數(shù)1.5，設(shè)計了10層、15層和20層3個V型偏心支撐鋼框架;
　　

3、(2)對3個V型偏心支撐鋼框架進(jìn)行了靜力彈塑性分析，采用能力譜法（能力譜考慮了近場放大系數(shù)1.5）得到各結(jié)構(gòu)在多遇地震和罕遇地震下的層間位移角，并將其與抗震規(guī)范中的層間位移限值進(jìn)行了對比，結(jié)果表明在多遇地震和罕遇地震下，3個結(jié)構(gòu)的層間位移角均滿足要求;
　　(3)按照場地條件、近場波特征，從美國太平洋地震研究中心篩選了10條近場地震動記錄作為輸入，基于結(jié)構(gòu)的基底剪力、頂點(diǎn)位移、層剪力、支撐承擔(dān)剪力及其占層剪力的比例和層間位移角，對

4、所設(shè)計的3個結(jié)構(gòu)進(jìn)行了動力彈塑性時程分析;
　　(4)多遇地震下，動力彈塑性時程分析所得各結(jié)構(gòu)基底剪力明顯大于規(guī)范中按振型分解反應(yīng)譜法計算值（已考慮地震作用放大系數(shù)1.5），對于10層和15層結(jié)構(gòu)，動力彈塑性時程分析所得基底剪力是振型分解反應(yīng)譜法計算值的1.55倍，對于20層結(jié)構(gòu)，動力彈塑性時程分析所得結(jié)果是振型分解反應(yīng)譜法計算值的1.76倍;
　　(5)多遇地震下，動力彈塑性時程分析所得各結(jié)構(gòu)的層剪力均明顯大于振型分解反應(yīng)

5、譜法計算值（已考慮近場地震作用放大系數(shù)1.5），在結(jié)構(gòu)上部，二者差異較小，在結(jié)構(gòu)下部，二者差異增大。
　　結(jié)構(gòu)基底剪力和層剪力的分析結(jié)果表明，對于近場區(qū)結(jié)構(gòu)，按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2010)計算結(jié)構(gòu)的水平地震作用不能滿足結(jié)構(gòu)抗震需求。
　　(6)對多遇地震下各結(jié)構(gòu)支撐承擔(dān)剪力進(jìn)行了分析，結(jié)果表明結(jié)構(gòu)越高，支撐承擔(dān)剪力占層剪力的比例越小，說明了偏心支撐鋼框架結(jié)構(gòu)不適用于彎曲變形較大的高層建筑;
　　(7

6、)對結(jié)構(gòu)的層間位移角進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，多遇地震下，3個結(jié)構(gòu)層間位移角均超過抗震規(guī)范中彈性層間位移角限值1/250，不滿足“小震不壞”的要求;罕遇地震下，結(jié)構(gòu)有部分樓層的層間位移角超過了抗震規(guī)范中彈塑性層間位移角限值1/50，不滿足“大震不倒”，但也說明了偏心支撐鋼框架結(jié)構(gòu)具有良好的耗能能力;
　　(8)將靜力彈塑性分析所得結(jié)構(gòu)的層間位移角與動力彈塑性時程分析結(jié)果進(jìn)行了對比，前者明顯小于后者，說明了靜力彈塑性分析法不適用于評估近