近場區(qū)豎向地震動對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能影響分析.pdf

1、近場地震有兩個(gè)很顯著的特點(diǎn):其一,水平地震動表現(xiàn)出大的速度脈沖；其二,豎向地震動在該區(qū)域表現(xiàn)得非常顯著。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為水平地震動起主導(dǎo)作用,一定程度上忽視了豎向地震動的影響。針對這些問題,結(jié)合豎向震害的統(tǒng)計(jì),分析其出現(xiàn)的因?yàn)?本文進(jìn)行了以下幾方面的研究:
　　 1.首先對豎向地震動進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用與水平地震動相比較的方法來間接反映豎向地震的特性。就斷層距、場地類別、震源機(jī)制進(jìn)行分類,考察這些因素對加速度峰值比的影響。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明

2、在近場區(qū)加速度峰值比很大,說明在該區(qū)域豎向地震動表現(xiàn)得非常顯著；震級越大,豎向地震影響的范圍也越大；在軟土場地加速度峰值比衰減得更慢；從整個(gè)斷層距范圍看來,走滑斷層的加速度峰值比較其他兩種機(jī)制都要大,逆斷層次之,逆斜斷層最小。在近場區(qū)及短周期段,豎向地震動偽加速度反應(yīng)譜值大于水平方向的譜值,遠(yuǎn)大于規(guī)范中所采用的0.65的系數(shù)。值得注意的是,結(jié)構(gòu)的豎向周期往往比較短,很有可能會落在該周期段內(nèi),按規(guī)范的方法計(jì)算豎向地震的效應(yīng)可能偏于不安全。

3、
　　 2.根據(jù)水平地震動以及豎向和水平地震動共同作用下的框架柱中軸力的變化規(guī)律,歸納出幾種軸力的加載制度。采用纖維模型,對鋼筋混凝土柱在變軸力下的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬。軸力規(guī)則變化時(shí),位移荷載曲線在正反加載方向表現(xiàn)出非對稱性,其骨架曲線和滯回耗能較之常軸力時(shí)都表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。對于軸力不規(guī)則變化時(shí),滯回曲線變化得更加復(fù)雜,尤其當(dāng)軸力變化頻率加快時(shí),滯回曲線變得更加“雜亂”。軸力變化的相位和頻率對于骨架曲線和滯回耗能都有

4、一定的影響。
　　 3.對一8層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在豎向和水平地震動共同作用下的受力狀態(tài)進(jìn)行數(shù)值模擬。分析結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)對豎向加速度有放大作用；豎向地震動對結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移和最大層間位移轉(zhuǎn)角以及樓層最大位移影響不大,但是對頂部樓層的層間位移轉(zhuǎn)角則有較大的影響。豎向地震動增大了結(jié)構(gòu)的豎向位移,使結(jié)構(gòu)框架柱出現(xiàn)受拉變形。隨著加速度峰值比增大,框架柱內(nèi)產(chǎn)生拉力,而且最大的拉力均出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的中間部位。拉力的出現(xiàn)使原來處于“壓彎”和“壓剪”的