基于汶川地震考慮豎向地震動的RC框架結(jié)構(gòu)抗震性能分析.pdf

1、地震作用對結(jié)構(gòu)的破壞是一個十分復(fù)雜的過程,一般觀點(diǎn)認(rèn)為其破壞是由水平地震、豎向地震和扭轉(zhuǎn)地震共同作用的結(jié)果。長期以來,工程師普遍認(rèn)為水平地震起主要作用。然而,大量的地震記錄和震害現(xiàn)象表明,在一些地震中豎向地震作用很大,對結(jié)構(gòu)體系的破壞具有重要影響。因此,深入研究豎向地震動特性以及豎向地震動對于建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的影響,具有一定的意義。
　　 基于大量與豎向地震動破壞有關(guān)的震害實(shí)例,選擇國家強(qiáng)震動臺網(wǎng)中心發(fā)布的2008年5月12日汶

2、川地震四川、甘肅、陜西等地臺站中較為典型的94組加速度記錄,對豎向地震動特性做了初步分析。結(jié)果表明,豎向與水平峰值加速度比的平均值為0.58,但約30％臺站的峰值加速度比大于2/3;豎向與水平峰值加速度比隨震中距的增大而減小,近震區(qū)該比值離散性較大,場地條件對該比值也有較大的影響;在周期0-6s內(nèi)豎向與水平加速度反應(yīng)譜比曲線總體呈"Z"字形;不同的周期段,豎向加速度反應(yīng)譜和水平加速度反應(yīng)譜的譜形有較大差異,相比水平加速度反應(yīng)譜,豎向加速

3、度反應(yīng)譜偏“瘦”;除少數(shù)臺站外,絕大部分臺站豎向與水平卓越周期比均小于1.0,該比值隨震中距的增大而增大,并逐漸趨于平緩。
　　 接著對非線性時程分析基本理論作了論述,并基于汶川地震收集到的時程數(shù)據(jù)重點(diǎn)對非線性時程分析時地震波選擇所依據(jù)的強(qiáng)度指標(biāo)與單自由度體系最大響應(yīng)相關(guān)性作了分析。分析結(jié)果表明:不同地震動強(qiáng)度指標(biāo)與中長周期雙線性SDOF體系最大響應(yīng)的相關(guān)性差別很大;同一地震動強(qiáng)度指標(biāo)與不同周期段SDOF體系最大響應(yīng)的相關(guān)性差異

4、明顯;同一地震動強(qiáng)度指標(biāo)與某一周期段SDOF體系線性、非線性最大響應(yīng)的相關(guān)性差異也很明顯;對中長周期結(jié)構(gòu),相比于規(guī)范中的峰值加速度強(qiáng)度指標(biāo),選擇速度型地震動強(qiáng)度指標(biāo)選擇和調(diào)整地震動輸入更為合理。
　　 運(yùn)用SAP2000軟件分別在雙、三向地震動輸入下進(jìn)行了彈塑性地震反應(yīng)分析,對兩種工況下結(jié)構(gòu)頂層位移時程、速度時程、加速度時程、.層剪力,各層柱底端軸力及樓層層間位移進(jìn)行了比較。結(jié)果表明:豎向地震動對Z方向位移時程、速度時程和加速度