地震波不同輸入角度對空間框架非線性反應(yīng)的影響.pdf

1、理論研究與震害經(jīng)驗(yàn)表明，地震時地面運(yùn)動和結(jié)構(gòu)的反應(yīng)均是復(fù)雜的多維運(yùn)動。目前有關(guān)涉及結(jié)構(gòu)非線性地震反應(yīng)的研究中，地震動主要是沿著結(jié)構(gòu)的主軸單向輸入和沿結(jié)構(gòu)主軸雙向輸入，這顯然是一種特殊情況。實(shí)際上，更為普遍的情況是地面運(yùn)動可以沿建筑物的任意一個水平方向輸入。因此，地震波以何種角度輸入對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響最不利是有待澄清的問題。
　　本文利用嚴(yán)格按照我國規(guī)范GB50010-2002和GB50011-2001設(shè)計的三個典型鋼筋混凝土空間

2、框架，在非線性動力分析平臺OpenSees上對空間框架進(jìn)行了多條地震動（單向）不同輸入角度下罕遇地震作用的非線性反應(yīng)分析。主要考察地震波不同輸入角度對空間框架頂點(diǎn)位移、層間位移以及層間位移角分布的影響，且重點(diǎn)研究對空間框架塑性鉸分布規(guī)律，包括桿端纖維應(yīng)變、塑性鉸的分布、塑性鉸轉(zhuǎn)動以及結(jié)構(gòu)延性需求的影響。
　　通過以上分析，本文得出了以下主要結(jié)論：
　　從整體反應(yīng)來看，九度（0.4g）區(qū)空間框架的頂點(diǎn)最大位移和層間位移角，地震

3、波（從0度至180度）以15度的增量變化輸入，沿結(jié)構(gòu)主軸方向輸入時最大，另一主軸方向接近于零，輸入角度從0度至90度變化時，結(jié)構(gòu)的縱軸方向依次成遞減趨勢，橫軸方向依次成遞增趨勢，105度至180度輸入時的規(guī)律與0度至90類似。8度（0.2g）區(qū)和七度（0.1g）區(qū)空間框架的頂點(diǎn)最大位移和層間位移角的規(guī)律與九度（0.4g）區(qū)類似。
　　從局部反應(yīng)來看，九度（0.4g）區(qū)空間框架的梁、柱塑性鉸分布規(guī)律是，從0度至90度梁、柱鉸在縱軸方

4、向數(shù)量上逐漸減少、轉(zhuǎn)動大小也在減小；在橫軸方向數(shù)量上逐漸增加、轉(zhuǎn)動大小也在增大。其中45度方向輸入時，梁、柱端塑性鉸在兩個主軸方向的出鉸數(shù)量、轉(zhuǎn)動大小均較為均衡，且數(shù)量變化不大。從層累積轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)角延性需求看，0度和15度方向輸入時框架梁的損傷明顯大于框架柱，這表明是以梁鉸為主的耗能機(jī)制。30度和45度方向輸入時框架梁、柱的損傷基本相當(dāng)，尤其是45度方向輸入時框架梁、柱的損傷更為接近，形成了梁柱鉸均衡地參與塑形耗能的狀態(tài)。60度至90度方

5、向輸入時框架梁的損傷明顯大于框架柱，也是以梁鉸為主的耗能機(jī)制。90度至180度則與0度至90度規(guī)律類似。
　　八度（0.2g）區(qū)空間框架的梁、柱塑性鉸分布規(guī)律與九度（0.4g）區(qū)類似，層累積轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)角延性需求，各框架柱的層累積轉(zhuǎn)角顯著大于框架梁，表明框架柱沿層的損傷要比框架梁嚴(yán)重的多。各框架柱的延性需求遠(yuǎn)大于框架梁。其中45度方向輸入時完全以柱端塑形耗能的方式抗震，其耗能方式仍然較0度和90度方向輸入時更為不利。
　　七度（