考慮地震動譜形影響的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)非線性反應(yīng)分析.pdf

1、隨著基于性能地震工程理論及先進的結(jié)構(gòu)分析軟件和高效計算技術(shù)的發(fā)展，非線性動力時程分析在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計和性能評估中的應(yīng)用越來越廣泛。在對結(jié)構(gòu)進行動力分析時，地震動記錄的選擇與調(diào)整被認為是精確評估結(jié)構(gòu)在特定地震動強度下反應(yīng)的重要因素，一般認為應(yīng)以地震動記錄的峰值、頻譜特性及持時與規(guī)范規(guī)定相接近作為控制條件。但是，由于地震動記錄的復(fù)雜性，即使以此三項作為控制指標，采用不同的地震動記錄，得到的內(nèi)力、位移結(jié)果差別仍然很大。
　　 本文首先總

2、結(jié)了國內(nèi)外關(guān)于地震動選擇的方法，介紹了地震動譜形特征的意義。同時介紹了條件均值譜(ConditionalMeanSpectrum)，它是基于Boore和Atkinson提出的地震動衰減關(guān)系模型而確定的。其次，從汶川地震數(shù)據(jù)庫中選取了18條地震動記錄和我國規(guī)范規(guī)定的標準反應(yīng)譜及條件均值譜作對比。結(jié)果表明，依據(jù)條件均值譜(CMS)選擇地震動記錄的方法非常依賴于地震動衰減關(guān)系的模型，以及地震危險性分析的結(jié)果，目前還無法在國內(nèi)中實現(xiàn)這種情況。因

3、而，這種基于CMS選擇和調(diào)整地震動記錄的方法還不太合適。
　　 然后，從汶川地震和美國太平洋地震工程研究中心(PEER)數(shù)據(jù)庫中選取15條地震動記錄。為了排除場地條件的影響，所選取的地震動記錄到的剪切波速均處在我國規(guī)范的中硬土范圍內(nèi)。隨后，建立了3層和8層的鋼筋混凝土平面框架結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)分別代表了短周期和中等周期的結(jié)構(gòu)。為了研究在結(jié)構(gòu)基本周期上的加速度值Sa(T1)對結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響，比較了兩種地震動調(diào)整方式，一種是PGA的調(diào)

4、整方式，即將15條地震動記錄的峰值均調(diào)整至400gal，另外一種是基于Sa(T1)的調(diào)整方式。非線性分析的結(jié)果表明，在15條地震動記錄輸入下，不論是短周期結(jié)構(gòu)，還是中等周期結(jié)構(gòu)，相對于采用PGA指標，采用Sa(T1)指標調(diào)整地震動記錄結(jié)構(gòu)的非線性地震響應(yīng)的離散程度明顯要小，另外Sa(T1)與我國現(xiàn)有的抗震規(guī)范聯(lián)系緊密，可以直接從我國抗震規(guī)范表上的反應(yīng)譜取值，應(yīng)用上較為簡便。這種結(jié)果也表明了基于合理的強度指標調(diào)整的地震動記錄的方法能夠有效

5、地減小結(jié)構(gòu)反應(yīng)的離散性。
　　 最后，為了研究非線性狀態(tài)下，地震動譜形對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響，將結(jié)構(gòu)反應(yīng)和第二振型及第三振型周期上的譜加速度值(Sa(T2))、(Sa(T3))進行相關(guān)性分析。得到結(jié)果表明，對于短周期結(jié)構(gòu)而言，結(jié)構(gòu)反應(yīng)和Sa(T2)、Sa(T3)的相關(guān)性較中等周期結(jié)構(gòu)要好。為了更進一步說明譜形對結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響，利用IDA分析這兩種框架結(jié)構(gòu)模型，得到當框架結(jié)構(gòu)體系處于非線性狀態(tài)時，不論是短周期還是中等周期結(jié)構(gòu)，