竖向地震作用下混凝土框架结构抗震性能研究

【摘要】：据震害现象和地震记录显示,在一些地震中竖向地震作用很大不容忽视,已经引起了人们的日益重视。本文主要研究竖向地震动对框架结构及其构件抗震性能的影响。 文中应用编制的竖向和水平地震联合作用下弹塑性时程分析程序对两个框架结构进行分析,一个框架结构是单层单跨,另一个是五层单跨。分析时采用两种地震波输入形式:一种是同时输入水平地震加速度和竖向地震加速度,另一种是仅输入水平地震加速度。通过两种情况下结构动力响应的对比,分析研究竖向地震动对框架结构的影响。混凝土框架分析模型采用杆系模型,其中柱采用多弹簧模型,柱端的混凝土和钢筋作为弹簧考虑以便反映柱轴力与弯矩—曲率的耦合关系,弹簧的滞回关系根据材料特性确定,柱截面的转动符合平截面假定;梁截面弯矩—转角关系采用三折线滞回关系模型。文中选取了两种天然地震波EL-CENTRO波和Kobe波,用于结构时程分析研究。 通过分析研究,表明竖向地震作用会加大框架梁的垂直位移和跨中弯矩,但对框架柱轴力的加大作用及极限承载力的影响相对较小。在框架结构跨度相对较大的情况下,建议考虑竖向地震作用以及内力重分布引起的梁跨中弯矩的加大作用。