地震動水平-搖擺耦合作用下高柔結構地震效應研究.pdf

1、地震動由三個平動分量和三個轉動分量共同組成的，在以往的研究中，通常會忽略地震動搖擺分量的地震作用。而實際上，地震動搖擺分量對建筑結構的地震效應會帶來顯著的影響。特別是對于高柔結構這類高度較高、側向剛度較低的結構體系，在地震動水平-搖擺耦合作用下時，搖擺地震動不僅會增大高柔結構體系的動力效應，并且由于搖擺轉角位移時程的影響，導致高柔結構產生一定的基礎傾斜，放大了結構的效應。若忽略搖擺地震動，會造成嚴重的后果，因此，對高柔結構在多維地震動作

2、用下的地震效應研究是非常必要的。本文將對高柔結構在地震動水平-搖擺耦合作用下的地震效應進行了試驗和理論研究，探討搖擺地震動，特別是搖擺轉角位移對高柔結構地震效應的影響。
　　本研究主要內容包括：⑴基于小波分析獲取地震動搖擺分量?；趶娬饡r斷層附近地面地震動搖擺分量對單擺式地震儀水平和豎向擺造成的響應差異性，建立基于小波變換和閾值處理獲取地震動搖擺分量的新方法。采用該方法獲取地震動搖擺分量，并進行振動臺試驗驗證了基于小波分析的地震動

3、搖擺分量獲取方法的正確性和精度；⑵非線性動力方程推導。推導地震動水平-搖擺耦合作用下高柔結構的非線性動力方程，并將搖擺轉角位移產生的非對稱效應以一個等效水平側向力的形式加在動力方程的激勵項中；⑶高柔結構的振動臺試驗和理論研究。以某電視塔結構為原型，進行了地震動水平、搖擺和水平-搖擺耦合作用下高柔結構的縮尺模型，并與理論分析結果進行對比，探討搖擺轉角位移產生的地震效應影響。
　　本研究表明：①基于小波分析獲取的地震動搖擺分量的殘余傾

4、斜位移與實測的基本吻合，且過濾掉搖擺分量的水平分量傅里葉譜的低頻部分與豎向分量的較為相似；振動臺試驗驗證了基于小波分析獲取地震動搖擺分量方法的正確性，且相較于基于傅里葉分析的方法，結果與實際情況更加吻合，精度實現(xiàn)了大幅提高。②振動臺試驗結果與本文推導的動力方程理論分析結果基本吻合，證實了理論分析的正確性；③由基礎轉角位移產生的附加P-?效應不僅會增大高柔結構的動力效應，并且會導致高柔結構產生顯著的非對稱位移效應，從而使得結構的水平位移大