考慮地震動(dòng)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(jìn)的結(jié)構(gòu)分析軟件和高效計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，非線性動(dòng)力時(shí)程分析在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)和性能評(píng)估中的應(yīng)用越來越廣泛。在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力分析時(shí)，地震動(dòng)記錄的選擇與調(diào)整被認(rèn)為是精確評(píng)估結(jié)構(gòu)在特定地震動(dòng)強(qiáng)度下反應(yīng)的重要因素，一般認(rèn)為應(yīng)以地震動(dòng)記錄的峰值、頻譜特性及持時(shí)與規(guī)范規(guī)定相接近作為控制條件。但是，由于地震動(dòng)記錄的復(fù)雜性，即使以此三項(xiàng)作為控制指標(biāo)，采用不同的地震動(dòng)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(guó)內(nèi)外關(guān)于地震動(dòng)選擇的方法，介紹了地震動(dòng)譜形特征的意義。同時(shí)介紹了條件均值譜(ConditionalMeanSpectrum)，它是基于Boore和Atkinson提出的地震動(dòng)衰減關(guān)系模型而確定的。其次，從汶川地震數(shù)據(jù)庫(kù)中選取了18條地震動(dòng)記錄和我國(guó)規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)譜及條件均值譜作對(duì)比。結(jié)果表明，依據(jù)條件均值譜(CMS)選擇地震動(dòng)記錄的方法非常依賴于地震動(dòng)衰減關(guān)系的模型，以及地震危險(xiǎn)性分析的結(jié)果，目前還無法在國(guó)內(nèi)中實(shí)現(xiàn)這種情況。因

3、而，這種基于CMS選擇和調(diào)整地震動(dòng)記錄的方法還不太合適。
　　 然后，從汶川地震和美國(guó)太平洋地震工程研究中心(PEER)數(shù)據(jù)庫(kù)中選取15條地震動(dòng)記錄。為了排除場(chǎng)地條件的影響，所選取的地震動(dòng)記錄到的剪切波速均處在我國(guó)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(duì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響，比較了兩種地震動(dòng)調(diào)整方式，一種是PGA的調(diào)

4、整方式，即將15條地震動(dòng)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(dòng)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(duì)于采用PGA指標(biāo)，采用Sa(T1)指標(biāo)調(diào)整地震動(dòng)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(guó)現(xiàn)有的抗震規(guī)范聯(lián)系緊密，可以直接從我國(guó)抗震規(guī)范表上的反應(yīng)譜取值，應(yīng)用上較為簡(jiǎn)便。這種結(jié)果也表明了基于合理的強(qiáng)度指標(biāo)調(diào)整的地震動(dòng)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(dòng)譜形對(duì)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(jìn)行相關(guān)性分析。得到結(jié)果表明，對(duì)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(jìn)一步說明譜形對(duì)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(dāng)框架結(jié)構(gòu)體系處于非線性狀態(tài)時(shí)，不論是短周期還是中等周期結(jié)構(gòu)，