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结构体系在耦合地震作用下抗震性能研究

黄昱华  
【摘要】:地震发生后,结构都会造成各种形式的破坏,对结构抗震性能的研究内容往往基于结构的震害现象。建筑的倒塌以及45°斜裂缝等震害现象,可以归结为地震水平分量的作用;高耸建筑的水平环缝和竖向裂缝、钢筋砼柱的水平裂缝以及压溃破坏等震害现象,可以归结为地震竖向分量的作用;但用水平或竖向地震分量单独作用的思想不能很好的解释地震中结构诸如中间某层被挤压破坏且未整体倒塌、房屋楼层整体错位等震害现象,产生这些震害的原因,在抗震工程界及理论界备受关注。 地震动是复杂的多维过程,无论地震等级的大小,地震六分量之间的耦合现象是客观存在的,地震中人感觉振动最强烈的往往不是开始的一段时间,而是稍后的S波和面波到来的时刻。基于现实地震记录设备的限制,工程中得到的地震加速度记录多为三个平动分量,因此本文以竖向地震耦合水平地震激励下结构的响应分析作为研究内容,以平面框架结构体系为研究对象,采用忽略框架水平构件轴向变形的串并联质点体系模型,利用MATLAB语言自编程序,对结构进行了多维地震激励响应时程分析,以期通过耦合的地震作用来解释结构的一些震害现象,为结构体系抗震设计提供参考。本文的主要工作如下: 1、对结构进行固有振动特性分析;同时输入地震波水平和竖向分量,计算结构在弹性阶段的地震响应; 2、先输入地震竖向分量,在竖向分量的不同时刻耦合入射水平地震波,计算结构弹塑性阶段的地震响应; 3、同时输入地震竖向分量和不同峰值的水平分量,分析不同的水平分量对结构竖向地震响应的影响。


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