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《非一致激勵下大跨框架結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)響應(yīng)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第28卷增刊2008年9月防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報JournalofDisasterPreventionandMitigationEngineeringV01．28Suppl．Sep．2008非一致激勵下大跨框架結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)響應(yīng)’劉鋒，呂西林(同濟大學(xué)土木工程防災(zāi)國家重點實驗室，上海200092)摘要：以實測地震動為原始地震波。選擇適應(yīng)于水平向和豎向地震動的視波速和相干函數(shù)，采用條件模擬法進(jìn)行空間變化地震動的模擬生成。對非一致激勵下大跨度空間框架結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)響應(yīng)進(jìn)行了研究。通過對比不同地震激勵組合作用下結(jié)構(gòu)
2、的位移和內(nèi)力變化規(guī)律，系統(tǒng)考察了非一致激勵下框架結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)響應(yīng)特點。研究表明，非一致激勵將引起結(jié)構(gòu)較大的扭轉(zhuǎn)響應(yīng)，充分考慮豎向非一致激勵的三向輸入是控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)響應(yīng)的最不利工況；非一致激勵將引起結(jié)構(gòu)較大的相對位移和基底軸力反應(yīng)，但只引起結(jié)構(gòu)較小的基底剪力反應(yīng)，因此可能對結(jié)構(gòu)的反應(yīng)起顯著的主導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞：非一致激勵；豎向地震動；大跨結(jié)構(gòu)；扭轉(zhuǎn)響應(yīng)中圖分類號：TU352．1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672·2132(2008)增刊一0047—050引言地震地面運動是一個復(fù)雜的時間一空間過程，地震波
3、在傳播過程中呈現(xiàn)的行波效應(yīng)、相干效應(yīng)和局部場地效應(yīng)，使其傳遞到地表各點的地面震動存在很大差異。非一致地震輸入作用下，大跨結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)特征與一致輸入下存在較大差別的現(xiàn)象，已引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛注意，并逐漸被加以深入研究‘¨?？臻g變化地震動會引起對稱結(jié)構(gòu)體系扭轉(zhuǎn)響應(yīng)的現(xiàn)象，已經(jīng)引起國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注和系統(tǒng)研究【2-5]。值得注意的是，已有的研究主要集中于水平向非一致激勵的模擬生成和扭轉(zhuǎn)響應(yīng)問題，而充分考慮豎向非一致激勵的研究卻鮮有報道。此現(xiàn)象可以歸因于已有的研究通常假定豎向激勵幅值遠(yuǎn)小于水平向激勵，
4、且只對結(jié)構(gòu)響應(yīng)產(chǎn)生很小的影響，因而被忽略或被簡單地考慮。然而，最近豐富的震害觀測和基于實測地震記錄的研究報道卻認(rèn)為豎向激勵可能對結(jié)構(gòu)的響應(yīng)起控制作用，需要在結(jié)構(gòu)分析中予以重視。通常認(rèn)為，在地震波傳播過程中，P波分量引起豎向激勵，而SV波引起水平激勵，兩者的傳播機制和傳播速度均存在差異；并且，水平向和豎向地震動分別富含低頻和高頻分量，其反應(yīng)譜形狀也存在較大區(qū)別。過去的研究認(rèn)為，豎向與水平向激勵的加速度反應(yīng)譜峰值的比率(y／日)通常取為2／3，就可以大致安全地考慮豎向激勵的影響。然而，最新的研究報道
5、卻指出，z／3標(biāo)準(zhǔn)有失準(zhǔn)確，其通常是震中距和周期的函數(shù)，此限值會過高或者過低地估計豎向地震動的影響。鑒于此，由以往對水平向非一致激勵研究所得出的結(jié)論來概括考慮豎向激勵下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)有失準(zhǔn)確，豎向非一致激勵對結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)響應(yīng)有何影響已成為當(dāng)前急需解決的問題，而這正是本文研究的目的所在。為此，首先選取實測天然地震動作為源波，采用條件模擬方法進(jìn)行非一致激勵的模擬生成，得到各具自身特點的水平和豎向地震動；然后細(xì)致對比各種激勵組合作用下空間框架結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)特點，從而考察非一致激勵下結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)響應(yīng)。1計算模型
6、選擇考慮到結(jié)構(gòu)形式具有一般性，本文選取大跨空間框架結(jié)構(gòu)為研究對象進(jìn)行地震動模擬生成和數(shù)值計算分析。如圖1所示，框架結(jié)構(gòu)跨度為L，層高為Ⅳ。為充分考慮行波效應(yīng)和相干效應(yīng)對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響，本文分析中取L一30m，H=12m進(jìn)行計算?！な崭迦掌冢?008—05—30；修回日期：2008—08—18基金項目：國家自然科學(xué)基金項目(50621062)、上海市科委重點科技項目(052112011)資助作者簡介：劉鋒(1977一)。男，博士研究生。主要從事工程抗震方面的研究。Email：tjfliu@ya
7、hoo．tom．cn48防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報第28卷_●毫_-七ZJf～j柚跫一七qA．rBl，Lx．rCDlr一I一’I一·I·l一厶I，卜·一工一一·。一．·一川一I．一工一I一_1’_一一-圖l多層框架結(jié)構(gòu)模型示意表1原始地震波的選取地震動日期記錄臺震中距／kmx向加速度峰值／gY向加速度峰值／gZ向加速度峰值／gImperialValley1979—10—15E1CentroArray4．22非一致地震動的模擬生成2．1原始地震動的選取選擇如表1所示的地震動作為A支座處地震動輸入，此地震動震
8、級6．9級，時間間隔0．005s，共7800個數(shù)據(jù)點，持時39s，其加速度時程如圖2所示。0．60．3=0．0q-0．3--0．60叫{0-o—005101520253035f／s圖2ElCentro原始地震動加速度時程曲線2．2相干函數(shù)的選擇近二十年來，國內(nèi)外學(xué)者基于越來越多的實測地震動記錄，提出了諸多相干模型。本文分析選取Harichandran和Vanmarcke提出的相干函數(shù)模型‘6]進(jìn)行水平向地震動的模擬，此模型由臺灣地區(qū)差動臺記錄的地震動數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析所得：Ig。(叫，z)I=Aexp
