豎向地震作用下多層大柱網框架結構的地震反應分析.pdf

1、多層大柱網框架結構具有空間較大、布置靈活、造價合理等優(yōu)點,因此在建筑技術發(fā)達的今天也被廣泛使用,尤其作為車間、廠房、商場等對大空間有需要的建筑。而由于此類建筑一般結構體系較規(guī)則,質量和剛度分布均勻,根據抗震規(guī)范和常規(guī)的抗震設計原則對多層框架結構通常只考慮水平地震作用對結構的影響。但是地震震害現(xiàn)象表明,在高烈度地震區(qū)(尤其是震中區(qū)),地震動豎向加速度分量對建筑物破壞狀態(tài)和破壞程度的影響是不容忽視的,所以對多層大柱網框架結構在豎向地震作用下

2、的地震反應的研究是十分必要的,它對多層大柱網框架結構進行更合理、優(yōu)化的抗震設計有更現(xiàn)實的意義。西安理工大學(曲江校區(qū))工程訓練中心建筑結構型式為框架結構,主體四層,柱距7800mm×7200mm,是典型的多層大柱網框架結構。2008年5月12日的汶川大地震造成該建筑部分損傷。震害調查中,筆者發(fā)現(xiàn)該結構的縱向邊榀框架的頂層梁的跨中部位出現(xiàn)了很有規(guī)律的三條豎向裂縫,初步分析是由于豎向地震作用從結構底部傳到頂部使作用擴大,并且在縱向邊榀框架有

3、挑檐及其上部女兒墻在豎向地震作用下的擺動對邊梁的附加作用,引起了變形開裂。因此,筆者結合該工程,對多層大柱網框架結構進行了豎向地震作用下的地震反應分析。主要內容如下：1、闡述了豎向地震作用對結構破壞的影響,并且介紹了幾種常用的豎向地震作用的計算方法：振型分解反應譜法、彈塑性時程分析法等。2、利用通用結構分析軟件SAP2000對結構進行動力特性分析,求出結構的自振頻率(或周期)和振型,分析結構的剛度大小及其剛度、質量分布的合理性。框架混凝

4、土結構的分析采用桿系模型。3、對結構進行豎向地震作用的振型分解反應譜分析和彈塑性時程分析,分別給出了此類結構在多遇地震和罕遇地震時結構的內力和變形,并將結構在有豎向地震作用的地震反應和只有水平向的進行對比分析,得出：框架梁在豎向地震作用下,跨中豎向位移有所增大,跨中彎矩增幅較大,尤其縱向邊榀框架的頂層梁的跨中彎矩增大將近40％；豎向地震對框架柱的軸力、柱端彎矩有一定的影響,對中柱的作用較明顯,軸力增大了近2倍。4、由上述分析及震害調查結