地震作用下偏心結構扭轉反應研究.pdf

1、歷次地震的震害經驗表明，偏心結構在地震作用下的扭轉耦聯(lián)反應是造成結構抗震性能退化的重要原因。關于結構地震扭轉反應的研究仍不成熟，對某些學術問題仍存爭議。本文圍繞偏心結構在地震作用下的扭轉反應這一主題，對以下問題進行了研究： 1．分別考察剛度分布、質量分布和地震波扭轉分量對偶然扭轉的影響，結合抗震規(guī)范對偶然偏心距的取值進行了研究。在考慮扭轉耦聯(lián)效應的條件下，計入結構側扭周期比和長寬比的影響，提出了偶然扭轉效應增大系數(shù)的計算方法和建

2、議取值； 2．在考慮結構構件剛度與屈服強度互制關系的條件下，分別研究了質量偏心體系、剛度偏心體系的強度分布對其彈塑性扭轉反應的影響。通過彈塑性時程分析，得到了強度分布控制彈塑性扭轉的作用機理，得到了質量偏心體系和剛度偏心體系強度分布影響彈塑性扭轉反應的規(guī)律。研究結果表明，剛度偏心體系應使強度偏心率接近零，質量偏心體系應使強度偏心率接近質量偏心率，結構彈塑性扭轉反應最?。欢唧w取值與輸入地震動強度有關。對國內外不同規(guī)范定義的設計偏

3、心距的算例進行了計算，由設計偏心距調整偏心結構地震作用的空間分布和強度分配，對控制結構彈塑性扭轉具有顯著作用； 3．采用纖維模型對偏心結構進行雙向地震輸入下的彈塑性時程分析，得到了偏心結構在雙向地震作用下的扭轉反應規(guī)律。研究結果表明，與單向地震作用相比，偏心結構整體扭轉反應增大、橫向變形增加、柔性邊和剛性邊的最大變形和延性需求表現(xiàn)出不同的趨勢。通過參數(shù)分析，得到雙向地震作用下結構彈塑性扭轉反應受剛度偏心距、強度偏心距和自振周期的

4、影響規(guī)律?；诘卣鹬鬏S系理論，研究了地震輸入最不利方向的問題； 4．對Pushover方法應用于偏心結構的問題進行了研究。推導了單層單向偏心結構、雙向地震下單層偏心結構和剪切型多層偏心結構的等效單自由度體系的等效過程。用三維Pushover方法評估了偏心結構的靜力彈塑性性能，考查了其能力曲線和層間位移與對稱結構的差別。通過Pushover方法，驗證了偏心框架剪力墻結構因框架部分與剪力墻部分變形性質不同而產生的頂層反向扭轉，得到其

5、隨彈塑性狀態(tài)的變化規(guī)律。對偏心結構考慮雙向地震作用的Pushover方法進行了研究，結果表明，正交兩方向Pushover分析結果按SRSS(平方和開平方)組合，可有效彌合與雙向時程分析結果的差別； 5．對設計相關的若干問題進行了研究。對偏心率、側扭周期比、扭轉位移比作為扭轉不規(guī)則判別指標進行了評估，通過參數(shù)分析，得到了扭轉位移比值受結構非耦聯(lián)側扭周期比、長寬比以及偏心距的影響規(guī)律。根據(jù)結構屈服機制，定量計算了偏心結構因扭轉造成的