雙向地震對地震波選取及柱抗震設計的影響.pdf

1、理論研究與震害經驗表明，地震時地面運動和結構的反應都是復雜的多維運動。在以往鋼筋混凝土結構動力反應研究中，由于技術手段的局限，研究者往往采用的是平面分析模型，只考慮在單向水平地面運動作用下的結構反應。實際上，無論是規(guī)則結構還是不規(guī)則結構，雙向水平地震動作用下的結構反應與僅考慮單向水平地震作用的結構反應有較大差別，將結構簡化成平面分析模型不能全面反映和揭示結構地震反應的本質。
　　 為研究雙向地震作用的對結構的影響，本文重點研究了

2、以下幾個方面的內容：
　　 第一，本文最主要的一方面，是研究雙向地震對結構在時程分析中選擇地震波的影響，本文在目前的雙頻段選波法的基礎上，借鑒美國ASCE和SAC的空間選波法，改進得到本文的SRSS譜選波法。應用Matlab語言，編制SRSS譜選波法的選波程序。然后分別設計了七度(0.15g)、八度(0.2g)、九度(0.4g)三個框架，以國內外新進開發(fā)的結構非線性分析工具OpenSees為平臺，并對三個框架進行大量的計算，以結

3、構的計算后三個響應為研究參數(shù)(頂點位移、層間位移角和基底剪力)來比較兩種方法的離散性。
　　 第二，對于空間框架而言，有兩個主軸方向，對應每個方向都有一個周期，即空間結構的T1和T2。換言之，空間框架兩個主軸方向的基本周期、基本振型與平面框架的基本周期和振型具有對等的地位?？紤]到空間框架結構的第二周期對選波方法的影響，對SRSS譜選波法中的雙頻段擬合增加到三頻段擬合，并比較兩種方法的離散性。
　　 第三，雙向地震對柱子設

4、計的影響。本文嚴格按照我國規(guī)范GB50010-2002和GB50011-2001設計了一個8度0.2g的混凝土空間框架，以SAP2000為工作平臺，整理SAP2000計算得到的內力，經過人工組合，按照是否考慮偶然偏心和雙向地震的不同組合進行計算配筋，并比較幾種結果。
　　 通過上述分析，本文得出了如下結論：
　　 ①彈性狀態(tài)下，傳統(tǒng)的雙頻段選波法和SRSS譜比較結果如下：七度、八度、九度三個框架頂點位移、層間位移角和基底

5、剪力均值都很接近，但是方差與均值的比值而言，SRSS譜法更小，且數(shù)值的涉及范圍相對要小，所以離散性較小。
　　 ②彈塑性狀態(tài)下，傳統(tǒng)的雙頻段選波法和SRSS譜比較結果如下：七度、八度、九度三個框架頂點位移、層間位移角和彈性狀態(tài)結果一致，均值都很接近，但是方差與均值的比值而言，SRSS譜法更小，且數(shù)值的涉及范圍更小，所以離散性較小。但是對于基底剪力而言，由分布范圍和均值來看，兩者十分相近，但是平面的雙頻段法離散性較SRSS譜法相對

6、較小，相差不大。
　　 ③在對本文的8度框架進行了大小樣本的比較，結果顯示，比較的頂點位移、層間位移角和基底剪力三項而言，大樣本的平均值大小在小樣本的平均值和最大值之間，比小樣本的平均值大，但是比小樣本的數(shù)值小，為合理狀態(tài)。
　　 ④隨后文章還比較了考慮結構第二周期影響的SRSS譜三個頻段的選波法和SRSS譜選波法，可以發(fā)現(xiàn)：雖然前者在容許誤差上大于前者，但是彈性位移(最大頂點位移和最大層側移)和彈性基底剪力三個研究參數(shù)

7、上，雙周期法的離散性較SRSS譜法要小；在彈塑性位移上(最大頂點位移和最大層側移)，兩者離散性十分接近，只是在基底剪力上離散性稍微大了點。能在容許誤差相差較大的基礎上得到這樣的結果，因此可以得出這樣的結論：考慮雙周期的選波方法是優(yōu)于SRSS譜雙頻段選波方法的。
　　 ⑤文章最后比較了柱子在考慮或者不考慮雙向地震或者偶然偏心的幾種情況下的配筋。發(fā)現(xiàn)偶然偏心和雙向地震對中間柱子影響很小，對于邊柱，同時考慮雙向地震和偶然偏心計算所得柱