豎向脈沖型地震下超高層建筑結(jié)構(gòu)的波動(dòng)分析.pdf

1、為滿足建筑功能和水平抗側(cè)剛度的需求，超高層建筑結(jié)構(gòu)自身存在縱向剛度和質(zhì)量的不均勻變化，內(nèi)部核心筒和外部框架柱軸向剛度相差較大等問題，這些結(jié)構(gòu)上的不連續(xù)性會(huì)使縱向脈沖對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)更加敏感。同時(shí)，在近斷層地區(qū)，地震動(dòng)具有較大的V/H值，且豎向地震波傳播速度快，能將地震能量在更短時(shí)間內(nèi)傳入結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)自身因素和豎向地震動(dòng)特點(diǎn)都決定了超高層建筑結(jié)構(gòu)在豎向地震下的脈沖波動(dòng)效應(yīng)不容忽視。地震波從結(jié)構(gòu)底部傳播到結(jié)構(gòu)頂部需要一定的時(shí)間，這會(huì)造成結(jié)構(gòu)的宏

2、觀振動(dòng)顯著滯后。傳統(tǒng)的基于振動(dòng)力學(xué)的方法在結(jié)構(gòu)抗震分析中已被廣泛應(yīng)用，但振動(dòng)方法不能考慮地震波傳播的時(shí)延性和應(yīng)力波疊加效應(yīng)。而基于波動(dòng)力學(xué)的方法能夠充分反應(yīng)波動(dòng)效應(yīng)，且對(duì)結(jié)構(gòu)中的不連續(xù)性更加敏感。
　　本文針對(duì)上述超高層建筑結(jié)構(gòu)的波動(dòng)效應(yīng)展開研究。將超高層建筑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為一維糖葫蘆串模型和二維模型，采用了簡(jiǎn)化波動(dòng)分析方法和波譜單元方法計(jì)算分析結(jié)構(gòu)在豎向地震下的動(dòng)力響應(yīng)。通過兩種方法的計(jì)算和分析，得到以下研究成果:
　　(1)通

3、過結(jié)合振動(dòng)力學(xué)和波動(dòng)力學(xué)，推導(dǎo)了考慮阻尼和重力效應(yīng)的縱波通過集中質(zhì)量的反射和透射系數(shù)，提出了簡(jiǎn)化波動(dòng)計(jì)算的求解策略。通過結(jié)構(gòu)力學(xué)基本原理，在反射和透射系數(shù)中考慮的了剪切效應(yīng)的影響。
　　(2)在現(xiàn)有波譜單元法的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)基于Timoshenko梁理論的波譜單元?jiǎng)偠染仃?，用修正的?dòng)力方程考慮地震波傳播的時(shí)延性。
　　(3)通過對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行波動(dòng)分析并與振動(dòng)方法的比較可以得出，采用的波動(dòng)方法能夠較好體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的脈沖波動(dòng)效應(yīng)。結(jié)構(gòu)在豎