地震作用下偏心結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)反應(yīng)研究.pdf

1、歷次地震的震害經(jīng)驗(yàn)表明，偏心結(jié)構(gòu)在地震作用下的扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)反應(yīng)是造成結(jié)構(gòu)抗震性能退化的重要原因。關(guān)于結(jié)構(gòu)地震扭轉(zhuǎn)反應(yīng)的研究仍不成熟，對(duì)某些學(xué)術(shù)問(wèn)題仍存爭(zhēng)議。本文圍繞偏心結(jié)構(gòu)在地震作用下的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)這一主題，對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行了研究： 1．分別考察剛度分布、質(zhì)量分布和地震波扭轉(zhuǎn)分量對(duì)偶然扭轉(zhuǎn)的影響，結(jié)合抗震規(guī)范對(duì)偶然偏心距的取值進(jìn)行了研究。在考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)效應(yīng)的條件下，計(jì)入結(jié)構(gòu)側(cè)扭周期比和長(zhǎng)寬比的影響，提出了偶然扭轉(zhuǎn)效應(yīng)增大系數(shù)的計(jì)算方法和建

2、議取值； 2．在考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件剛度與屈服強(qiáng)度互制關(guān)系的條件下，分別研究了質(zhì)量偏心體系、剛度偏心體系的強(qiáng)度分布對(duì)其彈塑性扭轉(zhuǎn)反應(yīng)的影響。通過(guò)彈塑性時(shí)程分析，得到了強(qiáng)度分布控制彈塑性扭轉(zhuǎn)的作用機(jī)理，得到了質(zhì)量偏心體系和剛度偏心體系強(qiáng)度分布影響彈塑性扭轉(zhuǎn)反應(yīng)的規(guī)律。研究結(jié)果表明，剛度偏心體系應(yīng)使強(qiáng)度偏心率接近零，質(zhì)量偏心體系應(yīng)使強(qiáng)度偏心率接近質(zhì)量偏心率，結(jié)構(gòu)彈塑性扭轉(zhuǎn)反應(yīng)最??；而具體取值與輸入地震動(dòng)強(qiáng)度有關(guān)。對(duì)國(guó)內(nèi)外不同規(guī)范定義的設(shè)計(jì)偏

3、心距的算例進(jìn)行了計(jì)算，由設(shè)計(jì)偏心距調(diào)整偏心結(jié)構(gòu)地震作用的空間分布和強(qiáng)度分配，對(duì)控制結(jié)構(gòu)彈塑性扭轉(zhuǎn)具有顯著作用； 3．采用纖維模型對(duì)偏心結(jié)構(gòu)進(jìn)行雙向地震輸入下的彈塑性時(shí)程分析，得到了偏心結(jié)構(gòu)在雙向地震作用下的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)規(guī)律。研究結(jié)果表明，與單向地震作用相比，偏心結(jié)構(gòu)整體扭轉(zhuǎn)反應(yīng)增大、橫向變形增加、柔性邊和剛性邊的最大變形和延性需求表現(xiàn)出不同的趨勢(shì)。通過(guò)參數(shù)分析，得到雙向地震作用下結(jié)構(gòu)彈塑性扭轉(zhuǎn)反應(yīng)受剛度偏心距、強(qiáng)度偏心距和自振周期的

4、影響規(guī)律。基于地震主軸系理論，研究了地震輸入最不利方向的問(wèn)題； 4．對(duì)Pushover方法應(yīng)用于偏心結(jié)構(gòu)的問(wèn)題進(jìn)行了研究。推導(dǎo)了單層單向偏心結(jié)構(gòu)、雙向地震下單層偏心結(jié)構(gòu)和剪切型多層偏心結(jié)構(gòu)的等效單自由度體系的等效過(guò)程。用三維Pushover方法評(píng)估了偏心結(jié)構(gòu)的靜力彈塑性性能，考查了其能力曲線和層間位移與對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的差別。通過(guò)Pushover方法，驗(yàn)證了偏心框架剪力墻結(jié)構(gòu)因框架部分與剪力墻部分變形性質(zhì)不同而產(chǎn)生的頂層反向扭轉(zhuǎn)，得到其

5、隨彈塑性狀態(tài)的變化規(guī)律。對(duì)偏心結(jié)構(gòu)考慮雙向地震作用的Pushover方法進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，正交兩方向Pushover分析結(jié)果按SRSS(平方和開(kāi)平方)組合，可有效彌合與雙向時(shí)程分析結(jié)果的差別； 5．對(duì)設(shè)計(jì)相關(guān)的若干問(wèn)題進(jìn)行了研究。對(duì)偏心率、側(cè)扭周期比、扭轉(zhuǎn)位移比作為扭轉(zhuǎn)不規(guī)則判別指標(biāo)進(jìn)行了評(píng)估，通過(guò)參數(shù)分析，得到了扭轉(zhuǎn)位移比值受結(jié)構(gòu)非耦聯(lián)側(cè)扭周期比、長(zhǎng)寬比以及偏心距的影響規(guī)律。根據(jù)結(jié)構(gòu)屈服機(jī)制，定量計(jì)算了偏心結(jié)構(gòu)因扭轉(zhuǎn)造成的