長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)特點(diǎn)及高階振型影響分析.pdf

1、長(zhǎng)周期地震動(dòng)具有峰值加速度PGA低、峰值速度PGV和峰值位移PGD相對(duì)較大、持續(xù)時(shí)間TD相對(duì)較長(zhǎng)，并且長(zhǎng)周期成分豐富的特點(diǎn)。歷次災(zāi)害表明，長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)受長(zhǎng)周期地震動(dòng)影響較大，破壞程度明顯高于普通地震動(dòng)。隨著城市化進(jìn)程的加快，自振周期較長(zhǎng)的超高層建筑越來越多，長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)周期地震動(dòng)作用下的地震反應(yīng)特點(diǎn)具有重要的研究?jī)r(jià)值?；陂L(zhǎng)周期地震動(dòng)的時(shí)頻特性和長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)特點(diǎn)，本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)本文基于東日本Mw9.0[

2、1]級(jí)地震對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)地震動(dòng)的長(zhǎng)周期特性進(jìn)行分析，研究了遠(yuǎn)場(chǎng)地震動(dòng)在時(shí)域和頻域的特征，分析了傳播距離對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)地震動(dòng)時(shí)頻參數(shù)的影響。研究結(jié)果表明，隨著傳播距離的增大，地震動(dòng)持續(xù)時(shí)間并未衰減，而是表現(xiàn)出增大的趨勢(shì);特征周期Tp和平均周期Tm均表現(xiàn)出明顯的增大趨勢(shì);相比于峰值加速度PGA的快速衰減，峰值位移PGD衰減相對(duì)較慢。結(jié)果證明大震級(jí)地震下的遠(yuǎn)場(chǎng)地震動(dòng)具有持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，強(qiáng)度低而位移相對(duì)較大的特點(diǎn)，表現(xiàn)出明顯的長(zhǎng)周期特性。在此基礎(chǔ)上，本文基于傅里葉

3、幅值譜，提出了遠(yuǎn)場(chǎng)長(zhǎng)周期地震動(dòng)界定指標(biāo)λ，篩選出大量遠(yuǎn)場(chǎng)長(zhǎng)周期地震動(dòng)，研究震級(jí)、震中距和場(chǎng)地條件對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)長(zhǎng)周期地震動(dòng)的影響。
　　(2)本文利用有限元計(jì)算分析軟件ETABS并采用時(shí)程分析法對(duì)框架-核心筒模型在普通地震動(dòng)和長(zhǎng)周期地震動(dòng)作用下的地震反應(yīng)進(jìn)行了分析比較。結(jié)果表明，長(zhǎng)周期地震動(dòng)作用下長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)的水平位移、層間位移角、基底剪力和傾覆力矩均大于普通地震動(dòng)作用下和規(guī)范反應(yīng)譜法計(jì)算的結(jié)果。長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)周期地震動(dòng)作用下，結(jié)構(gòu)最大反應(yīng)

4、通常出現(xiàn)在地震動(dòng)中后期，結(jié)構(gòu)響應(yīng)水平整體較大，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)結(jié)構(gòu)反應(yīng)總是接近反應(yīng)最大值，這種反應(yīng)特點(diǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)抗震更加不利。
　　(3)本文基于各階振型對(duì)結(jié)構(gòu)基底剪力的影響，認(rèn)為振型質(zhì)量參與系數(shù)r與反應(yīng)譜幅值α的乘積能夠反映各階振型對(duì)基底剪力的貢獻(xiàn)，提出了考慮高階振型的長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)地震動(dòng)選取方法，并通過將ETABS模型時(shí)程分析的基底剪力計(jì)算結(jié)果與反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果相比較，驗(yàn)證其合理性。
　　(4)本文采用基于振型分解的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析