豎向脈沖型地震下超高層建筑結構的波動分析.pdf

1、為滿足建筑功能和水平抗側剛度的需求，超高層建筑結構自身存在縱向剛度和質量的不均勻變化，內部核心筒和外部框架柱軸向剛度相差較大等問題，這些結構上的不連續(xù)性會使縱向脈沖對結構響應更加敏感。同時，在近斷層地區(qū)，地震動具有較大的V/H值，且豎向地震波傳播速度快，能將地震能量在更短時間內傳入結構。這些結構自身因素和豎向地震動特點都決定了超高層建筑結構在豎向地震下的脈沖波動效應不容忽視。地震波從結構底部傳播到結構頂部需要一定的時間，這會造成結構的宏

2、觀振動顯著滯后。傳統(tǒng)的基于振動力學的方法在結構抗震分析中已被廣泛應用，但振動方法不能考慮地震波傳播的時延性和應力波疊加效應。而基于波動力學的方法能夠充分反應波動效應，且對結構中的不連續(xù)性更加敏感。
　　本文針對上述超高層建筑結構的波動效應展開研究。將超高層建筑結構簡化為一維糖葫蘆串模型和二維模型，采用了簡化波動分析方法和波譜單元方法計算分析結構在豎向地震下的動力響應。通過兩種方法的計算和分析，得到以下研究成果:
　　(1)通

3、過結合振動力學和波動力學，推導了考慮阻尼和重力效應的縱波通過集中質量的反射和透射系數(shù)，提出了簡化波動計算的求解策略。通過結構力學基本原理，在反射和透射系數(shù)中考慮的了剪切效應的影響。
　　(2)在現(xiàn)有波譜單元法的基礎上，推導基于Timoshenko梁理論的波譜單元剛度矩陣，用修正的動力方程考慮地震波傳播的時延性。
　　(3)通過對結構進行波動分析并與振動方法的比較可以得出，采用的波動方法能夠較好體現(xiàn)結構的脈沖波動效應。結構在豎