地震動(dòng)水平-搖擺耦合作用下高柔結(jié)構(gòu)地震效應(yīng)研究.pdf

1、地震動(dòng)由三個(gè)平動(dòng)分量和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)分量共同組成的，在以往的研究中，通常會(huì)忽略地震動(dòng)搖擺分量的地震作用。而實(shí)際上，地震動(dòng)搖擺分量對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的地震效應(yīng)會(huì)帶來顯著的影響。特別是對(duì)于高柔結(jié)構(gòu)這類高度較高、側(cè)向剛度較低的結(jié)構(gòu)體系，在地震動(dòng)水平-搖擺耦合作用下時(shí)，搖擺地震動(dòng)不僅會(huì)增大高柔結(jié)構(gòu)體系的動(dòng)力效應(yīng)，并且由于搖擺轉(zhuǎn)角位移時(shí)程的影響，導(dǎo)致高柔結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的基礎(chǔ)傾斜，放大了結(jié)構(gòu)的效應(yīng)。若忽略搖擺地震動(dòng)，會(huì)造成嚴(yán)重的后果，因此，對(duì)高柔結(jié)構(gòu)在多維地震動(dòng)作

2、用下的地震效應(yīng)研究是非常必要的。本文將對(duì)高柔結(jié)構(gòu)在地震動(dòng)水平-搖擺耦合作用下的地震效應(yīng)進(jìn)行了試驗(yàn)和理論研究，探討搖擺地震動(dòng)，特別是搖擺轉(zhuǎn)角位移對(duì)高柔結(jié)構(gòu)地震效應(yīng)的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于小波分析獲取地震動(dòng)搖擺分量。基于強(qiáng)震時(shí)斷層附近地面地震動(dòng)搖擺分量對(duì)單擺式地震儀水平和豎向擺造成的響應(yīng)差異性，建立基于小波變換和閾值處理獲取地震動(dòng)搖擺分量的新方法。采用該方法獲取地震動(dòng)搖擺分量，并進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)驗(yàn)證了基于小波分析的地震動(dòng)

3、搖擺分量獲取方法的正確性和精度；⑵非線性動(dòng)力方程推導(dǎo)。推導(dǎo)地震動(dòng)水平-搖擺耦合作用下高柔結(jié)構(gòu)的非線性動(dòng)力方程，并將搖擺轉(zhuǎn)角位移產(chǎn)生的非對(duì)稱效應(yīng)以一個(gè)等效水平側(cè)向力的形式加在動(dòng)力方程的激勵(lì)項(xiàng)中；⑶高柔結(jié)構(gòu)的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)和理論研究。以某電視塔結(jié)構(gòu)為原型，進(jìn)行了地震動(dòng)水平、搖擺和水平-搖擺耦合作用下高柔結(jié)構(gòu)的縮尺模型，并與理論分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，探討搖擺轉(zhuǎn)角位移產(chǎn)生的地震效應(yīng)影響。
　　本研究表明：①基于小波分析獲取的地震動(dòng)搖擺分量的殘余傾

4、斜位移與實(shí)測(cè)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(dòng)臺(tái)試驗(yàn)驗(yàn)證了基于小波分析獲取地震動(dòng)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(jié)果與實(shí)際情況更加吻合，精度實(shí)現(xiàn)了大幅提高。②振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果與本文推導(dǎo)的動(dòng)力方程理論分析結(jié)果基本吻合，證實(shí)了理論分析的正確性；③由基礎(chǔ)轉(zhuǎn)角位移產(chǎn)生的附加P-?效應(yīng)不僅會(huì)增大高柔結(jié)構(gòu)的動(dòng)力效應(yīng)，并且會(huì)導(dǎo)致高柔結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著的非對(duì)稱位移效應(yīng)，從而使得結(jié)構(gòu)的水平位移大