多維地震對結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析.pdf

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2、絲趔評閱人漁連縫l始2013年4月摘要人們對結(jié)構(gòu)在單向水平地震波作用下的研究工作已然成熟，已經(jīng)建立了一套相對完善的理論體系，并且通行了一套適用的抗震設(shè)計方法，這在國內(nèi)外的抗震規(guī)范中都有所體現(xiàn)。近年來，通過不斷的震害調(diào)查以及科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：發(fā)生強震時的地表運動并非單純想象中的一維運動，而是復(fù)雜的多維運動。在現(xiàn)階段，人們對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析的過程中，主要考慮地震動的三個正交平動分量(兩個水平分量和一個豎向分量)。然而大量的地震災(zāi)害表明，地震波通

3、過地面時的運動是極其復(fù)雜的，各點的波速、周期和相位各異，地表每一處不僅產(chǎn)生三個水平分量，同時也會產(chǎn)生三個轉(zhuǎn)動分量(包括2個搖擺分量和1個扭轉(zhuǎn)分量)。結(jié)構(gòu)在單維地震和多維地震作用下的反應(yīng)并不相同，特別是對復(fù)雜結(jié)構(gòu)而言，它們的平面剛度、豎向剛度、質(zhì)量分布不均，這種差別就顯得更加突出。僅僅考慮地震波單向水平作用或者采用簡化平面模型的抗震分析已經(jīng)足以完全解釋一些實際震害中發(fā)生情況了。所以，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震分析時，只考慮地震動水平分量的影響是十分片

4、面的。然而，科研人員對結(jié)構(gòu)在地震動三個水平分量作用下的響應(yīng)研究已經(jīng)發(fā)展地到火純青的地步，卻對轉(zhuǎn)動分量的認(rèn)知十分局限。由于強震觀測水平有限，人們對于地震動轉(zhuǎn)動分量的獲取顯得手足無措，研究進(jìn)展相當(dāng)緩慢。在我國的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范中，通常為了簡化，僅考慮水平地震波的作用，而忽略搖擺地震波對結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響。這種結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法之所以通行主要是因為如下兩方面的原因。一是因為現(xiàn)階段的地震動數(shù)據(jù)普遍缺少對地震轉(zhuǎn)動分量的監(jiān)測和記錄，二是因為缺乏地震動

5、水平和搖擺分量共同作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析的手段和方法。因此，地震動搖擺分量對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效應(yīng)在我國并沒有引起足夠的重視。本文根據(jù)ErolKalkan和VladimirGraizer等在2007年提出的根據(jù)已記錄的水平和垂直地震波確定搖擺地震波的方法，為結(jié)構(gòu)在水平分量和搖擺分量耦合地震波作用下框架結(jié)構(gòu)體系響應(yīng)分析提供了進(jìn)一步研究的理論基礎(chǔ)?？疾旆治龅卣饎訐u擺分量的特征，總結(jié)地震動搖擺分量對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，為框架結(jié)構(gòu)體系的抗震設(shè)計提供參考性的