考慮地震動譜形影響的鋼筋混凝土框架結構非線性反應分析.pdf

1、隨著基于性能地震工程理論及先進的結構分析軟件和高效計算技術的發(fā)展，非線性動力時程分析在結構抗震設計和性能評估中的應用越來越廣泛。在對結構進行動力分析時，地震動記錄的選擇與調(diào)整被認為是精確評估結構在特定地震動強度下反應的重要因素，一般認為應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、位移結果差別仍然很大。
　　 本文首先總

2、結了國內(nèi)外關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)定的標準反應譜及條件均值譜作對比。結果表明，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系的模型，以及地震危險性分析的結果，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構，這兩種結構分別代表了短周期和中等周期的結構。為了研究在結構基本周期上的加速度值Sa(T1)對結構反應的影響，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。非線性分析的結果表明，在15條地震動記錄輸入下，不論是短周期結構，還是中等周期結構，相對于采用PGA指標，采用Sa(T1)指標調(diào)整地震動記錄結構的非線性地震響應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)范表上的反應譜取值，應用上較為簡便。這種結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、地減小結構反應的離散性。
　　 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構反應的影響，將結構反應和第二振型及第三振型周期上的譜加速度值(Sa(T2))、(Sa(T3))進行相關性分析。得到結果表明，對于短周期結構而言，結構反應和Sa(T2)、Sa(T3)的相關性較中等周期結構要好。為了更進一步說明譜形對結構反應的影響，利用IDA分析這兩種框架結構模型，得到當框架結構體系處于非線性狀態(tài)時，不論是短周期還是中等周期結構，