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近断层速度脉冲对钢筋混凝土框架结构影响的研究

韦韬  
【摘要】:近断层速度脉冲这一现象首次引起地震学家和地震工程学家们的注意不过是二十多年前的事情,此后随着带有速度脉冲的记录在地震中被发现的次数增多,对速度脉冲的关注和研究也在增加,本文回顾了对速度脉冲的研究历史和现状,总结了已取得的研究结果。研究者们都认为速度脉冲对结构具有破坏性,这点也从多次震害调查中可以看到,可是速度脉冲对结构的破坏性到底是在什么情况下发生?影响又有多大?目前设计中常用的反应谱是否能够考虑它的影响?这些问题目前还没有明确的答案。 本文收集了大量国内外目前的地震记录中带有速度脉冲的记录,对这些记录按场地进行了分类,对于有速度脉冲记录较多的1994年美国Northridge地震和1999年台湾集集地震,同时收集了近断层没有速度脉冲的记录,做出了有速度脉冲、无速度脉冲记录的反应谱,并求出特征周期,对有、无速度脉冲记录的结果进行了对比,并将它们的反应谱、特征周期和我国抗震设计规范中给出的标准谱和特征周期值进行比较。结果表明在近断层的情况下,相对无速度脉冲记录,有速度脉冲记录反应谱的平台段较长,在长周期段,有速度脉冲的记录的反应谱值要比没有速度脉冲的反应谱值偏大;和规范给出的标准谱相比,在约0.5秒到2.5秒区段,有速度脉冲的反应谱值要大,而在3秒以后,有速度脉冲的反应谱值偏小;无论是相对我国规范的Ⅰ类还是Ⅱ类场地,有速度脉冲的记录的特征周期比规范中给出的值都要大,在规范值的2倍以上。因此在设计近断层建筑的时候,有必要对规范中的设计反应谱进行适当的调整,来反映速度脉冲的影响。 为了考察速度脉冲对结构的影响,以及常用的反应谱理论是否能够全面反映速度脉冲的影响,选取5条速度脉冲明显的记录,求出它们的反应谱,根据各自的反应谱曲线,利用常规方法人工合成3条对应的地震动,合成地震动的速度时程不再具有速度脉冲;建立了6个层数分别为5、8、12、13层的钢筋混凝土框架结构模型,包括了按2001抗震设计规范设计的理论工程和按89抗震设计规范设计并完工的实际工程;对上述反应谱相同的两组加速度时程(有速度脉冲的加速度记录和无速度脉冲的合成时程),将输入地震动的加速度峰值按比例缩放至不同的值,使得结构分别处于弹性和弹塑性状态,用弹塑性动力反应分析程序


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