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《近斷層地震動(dòng)作用下多層框架結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、１４２摘第四屆全國(guó)土木工程研究生學(xué)術(shù)論壇論文集近斷層地震動(dòng)作用下多層框架結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能王洪濤，徐龍軍（哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱１５００９０）要：為了考察近斷層脈沖型地震作用下普通框架結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)，首先介紹了４種表征近斷層向前方向性效應(yīng)作用的簡(jiǎn)單脈沖模型，結(jié)合現(xiàn)有的近斷層脈沖型地震動(dòng)參數(shù)衰減關(guān)系式，研究了不同簡(jiǎn)單脈沖的特征。其次，利用現(xiàn)有的近斷層脈沖型地震動(dòng)參數(shù)衰減關(guān)系式和四種不同的脈沖模型，根據(jù)不同場(chǎng)地、震級(jí)和斷層距分別確定地震動(dòng)輸入，對(duì)普通鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了時(shí)程分析，比較并分析了不同簡(jiǎn)單脈沖模型地震動(dòng)作用下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)。結(jié)果表明，脈沖形狀和場(chǎng)地條件會(huì)明顯影
2、響框架結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)；對(duì)于具有較短自振周期的結(jié)構(gòu)，較小震級(jí)的近斷層地震動(dòng)有可能導(dǎo)致嚴(yán)重破壞。關(guān)鍵詞：近斷層作用；地震動(dòng)；脈沖；框架結(jié)構(gòu)１引言歷史地震動(dòng)記錄資料表明，斷層距２０ｋｉｎ以內(nèi)的地震動(dòng)與遠(yuǎn)場(chǎng)地震動(dòng)明顯不同。近斷層地震動(dòng)具有大速度和大位移脈沖的特征。依據(jù)斷層機(jī)制的不同和破裂走向與場(chǎng)地位置關(guān)系的變化，近斷層地震動(dòng)呈現(xiàn)出“滑沖”或“向前的方向性”等近斷層效應(yīng)［１］?；瑳_作用通常發(fā)生在平行于斷層走向的走滑斷層或傾滑斷層地震中，伴隨有不可恢復(fù)的地面殘留位移；向前的方向性大脈沖效應(yīng)發(fā)生在垂直斷層方向地震動(dòng)的起始階段。斷層破裂過(guò)程引起的剪切位錯(cuò)輻射模式通常使得垂直斷層方向的地震動(dòng)比平行斷層
3、方向的地震動(dòng)更為危險(xiǎn)［１］。這種近斷層效應(yīng)會(huì)顯著影響到地面工程結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)，因此，需要在結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中予以充分重視。為了將近斷層作用應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，許多學(xué)者曾致力于簡(jiǎn)單脈沖作用下單自由度和多自由度體系的動(dòng)力響應(yīng)分析［２’５］。與此同時(shí)，對(duì)控制結(jié)構(gòu)響應(yīng)的近斷層地震動(dòng)參數(shù)（如脈沖幅值、脈沖周期等）衰減關(guān)系的研究也開展起來(lái)［６＿８］。這兩個(gè)方面的研究都在近斷層地震動(dòng)的特征及其對(duì)結(jié)構(gòu)的影響方面獲得一定的成果。但這些工作仍然存在一些不足，如未考慮不同簡(jiǎn)單脈沖波形可能對(duì)結(jié)構(gòu)的影響差別，尚未將近斷層地震動(dòng)脈沖模型與已經(jīng)獲得的參數(shù)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系較好地結(jié)合起來(lái)，因此還不能夠?qū)⑦@些成果直接應(yīng)
4、用于近斷層地區(qū)的抗震設(shè)計(jì)中。本文意在將簡(jiǎn)單脈沖與近斷層地震動(dòng)參數(shù)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式結(jié)合起來(lái)，用以考察近斷層脈沖型地震作用下普通框架結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)。為此，首先介紹了４種表征近斷層向前方向性效應(yīng)作用的脈沖模型，研究了不同簡(jiǎn)單脈沖的特征。利用現(xiàn)有的近斷層脈沖地震動(dòng)參數(shù)衰減關(guān)系式和四種不同的脈沖模型分別確定地震動(dòng)輸入，比較并分析了不同脈沖地震動(dòng)作用下普通鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)。討論了考慮近斷層脈沖地震動(dòng)作用的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)特性，可以為近斷層工程結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)分析提供參考依據(jù)。２脈沖地震動(dòng)模型目前，通常使用四種基本加速度脈沖（矩形、半正弦、三角、平方）形式或它們的某種變化形式近似描述近斷層地區(qū)向前
5、的方向性效應(yīng)脈沖地震動(dòng)凹１１｜。表１列出了四種脈沖的加速度、速度和位移時(shí)程。向前的方向性脈沖Ｐ１由矩形加速度脈沖組成，包括向前和向后的位移部分，稱為“沖擊荷載”脈沖。半正弦、三角和平方型脈沖（Ｐ２～Ｐ４）均由初始作用為零的“漸進(jìn)荷載”加速度脈沖組成。與矩形脈沖型脈作者簡(jiǎn)介：王洪濤（１９７３一）．男，河北定州人，博士研究生，主要從事結(jié)構(gòu)抗震工程研究。第四屆全國(guó)土木工程研究生學(xué)術(shù)論壇論文集沖不同，其他三種脈沖形式的加速度時(shí)程都呈現(xiàn)出清晰的加速度峰值。表１簡(jiǎn)單脈沖的描述與分類１４３Ｔａｂ．１Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｎｄｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｉｍｐｌｅｐｕｌｓｅｓ對(duì)
6、于近斷層地震動(dòng)，速度比加速度更能反映地震動(dòng)的主要特征。因此，每種脈沖可以用兩個(gè)參數(shù)加以確定：速度脈沖周期（或脈沖持時(shí)）ＴＰ和速度幅值Ｖ（ＰＧＶ）。根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)以及脈沖的組成表達(dá)式，可以推導(dǎo)出脈沖加速度幅值Ａ（ＰＧＡ）和位移幅值Ｄ（ＰＧＤ），進(jìn)而可以得到反映脈沖幅值與周期關(guān)系的比率ＡＴＰ／Ｖ、ＶＴＰ／Ｄ。表２給出了四種脈沖的定義比率值。可以看出，四種脈沖的ＡＴＰ／Ｖ率明顯不同。與ＡＴＰ／Ｖ不同。四種脈沖的ＶＴＰ／Ｄ率值按從Ｐ１到Ｐ４的順序遞減。顯然，脈沖的這些特征與基本脈沖的形狀有關(guān)，對(duì)實(shí)際近斷層脈沖型地震動(dòng)而言，場(chǎng)地條件很可能是影響脈沖基本形狀和這些比率的重要因素。表２脈沖幅值與脈
7、沖周期的關(guān)系３輸入地震動(dòng)Ｔａｂ．２Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｐｕｌｓｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｓａｎｄｐｕｌｓｅｐｅｒｉｏｄ為了估計(jì)與脈沖地震動(dòng)速度有關(guān)的等效加速度幅值Ａ。，簡(jiǎn)單的辦法就是將簡(jiǎn)單脈沖與實(shí)際記錄地震動(dòng)的速度幅值Ｖ和脈沖周期丁。聯(lián)系起來(lái)。本文選用文獻(xiàn)Ｅ８３給出的考慮場(chǎng)地條件和震級(jí)影響的向前方向性地震動(dòng)的參數(shù)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系：Ｉｎ（Ｖ，）一４．４６＋０．３４Ｍ。一０．５８１ｈ（Ｒ２＋４９）１ｌｎ（Ｖ，）＝４．５８＋０．３４Ｍｗ一０．
