地震動(dòng)搖擺分量與多維地震作用下高柔結(jié)構(gòu)響應(yīng)研究.pdf

1、大量震害表明，豎向地震動(dòng)和搖擺地震動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致高柔結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重破壞。特別是，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑物高度越來(lái)越高，抗側(cè)剛度越來(lái)越小，豎向地震動(dòng)和搖擺地震動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響也會(huì)越大，如果忽視它們的影響可能會(huì)造成嚴(yán)重的危害。但目前地震工程界對(duì)高柔結(jié)構(gòu)體系在在水平、豎向、搖擺轉(zhuǎn)角加速度和搖擺傾斜位移耦合作用下的危險(xiǎn)性和危害性認(rèn)識(shí)不足，相關(guān)的研究也還不夠全面和深入，且地震動(dòng)搖擺分量的實(shí)測(cè)記錄的缺乏也在一定程度的限制了相關(guān)研究的進(jìn)度。
　　針對(duì)以上

2、問(wèn)題，本文將采用理論分析、數(shù)值模擬和振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)相結(jié)合的方法，展開(kāi)相研究。本文主要工作內(nèi)容和結(jié)論如下：
　?。?）在譜比法的基礎(chǔ)上，結(jié)合彈性波動(dòng)論中地震動(dòng)搖擺分量傅里葉譜和豎向速度傅里葉譜的相似關(guān)系，提出了采用時(shí)頻局部能力更好的小波變換的獲取方法，獲取了Northridge的搖擺分量，并與振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)兩點(diǎn)差法得的結(jié)果變化趨勢(shì)一致，包括峰值個(gè)數(shù)，峰值的分布，從而證實(shí)了本文提出方法的可靠性。
　　（2）建立了水平、豎向、搖擺轉(zhuǎn)角加速

3、度和搖擺傾斜位移耦合作用下高柔結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程，并分別探究了搖擺轉(zhuǎn)角加速度，搖擺傾斜位移和豎向加速度的影響。其中，豎向地震動(dòng)不僅會(huì)通過(guò)改變幾何剛度而影響常規(guī)的重力二階效應(yīng)，還會(huì)影響搖擺傾斜位移引起的附加重力二階效應(yīng)。振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)和理論分析得到的結(jié)果相差很小，驗(yàn)證了建立的運(yùn)動(dòng)方程的合理性和準(zhǔn)確性。
　?。?）水平和豎向耦合作用下，豎向地震動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)平動(dòng)響應(yīng)的影響不明顯，但在水平、豎向、搖擺轉(zhuǎn)角加速度和搖擺傾斜位移耦合作用下，豎向地震動(dòng)的影

4、響增大，因?yàn)樨Q向地震動(dòng)不僅會(huì)引起常規(guī)的重力二階效應(yīng)的變化，也會(huì)對(duì)搖擺傾斜位移引起的附加重力二階效應(yīng)產(chǎn)生影響。通過(guò)理論分析與振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，豎向地震動(dòng)對(duì)附加重力二階效應(yīng)產(chǎn)生的影響更大，在本文選取的Northridge地震波作用下可以達(dá)到常規(guī)的重力二階效應(yīng)的3~5倍。
　?。?）與豎向地震動(dòng)作用相比，搖擺地震動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的平動(dòng)響應(yīng)的影響會(huì)更大。且搖擺傾斜位移不僅會(huì)較大幅度的增大結(jié)構(gòu)的平動(dòng)響應(yīng)，而且會(huì)造成結(jié)構(gòu)的位移時(shí)程曲線發(fā)生單側(cè)偏移