地震波不同輸入角度對空間框架非線性反應的影響.pdf

1、理論研究與震害經驗表明，地震時地面運動和結構的反應均是復雜的多維運動。目前有關涉及結構非線性地震反應的研究中，地震動主要是沿著結構的主軸單向輸入和沿結構主軸雙向輸入，這顯然是一種特殊情況。實際上，更為普遍的情況是地面運動可以沿建筑物的任意一個水平方向輸入。因此，地震波以何種角度輸入對結構地震反應的影響最不利是有待澄清的問題。
　　本文利用嚴格按照我國規(guī)范GB50010-2002和GB50011-2001設計的三個典型鋼筋混凝土空間

2、框架，在非線性動力分析平臺OpenSees上對空間框架進行了多條地震動（單向）不同輸入角度下罕遇地震作用的非線性反應分析。主要考察地震波不同輸入角度對空間框架頂點位移、層間位移以及層間位移角分布的影響，且重點研究對空間框架塑性鉸分布規(guī)律，包括桿端纖維應變、塑性鉸的分布、塑性鉸轉動以及結構延性需求的影響。
　　通過以上分析，本文得出了以下主要結論：
　　從整體反應來看，九度（0.4g）區(qū)空間框架的頂點最大位移和層間位移角，地震

3、波（從0度至180度）以15度的增量變化輸入，沿結構主軸方向輸入時最大，另一主軸方向接近于零，輸入角度從0度至90度變化時，結構的縱軸方向依次成遞減趨勢，橫軸方向依次成遞增趨勢，105度至180度輸入時的規(guī)律與0度至90類似。8度（0.2g）區(qū)和七度（0.1g）區(qū)空間框架的頂點最大位移和層間位移角的規(guī)律與九度（0.4g）區(qū)類似。
　　從局部反應來看，九度（0.4g）區(qū)空間框架的梁、柱塑性鉸分布規(guī)律是，從0度至90度梁、柱鉸在縱軸方

4、向數量上逐漸減少、轉動大小也在減??；在橫軸方向數量上逐漸增加、轉動大小也在增大。其中45度方向輸入時，梁、柱端塑性鉸在兩個主軸方向的出鉸數量、轉動大小均較為均衡，且數量變化不大。從層累積轉角和轉角延性需求看，0度和15度方向輸入時框架梁的損傷明顯大于框架柱，這表明是以梁鉸為主的耗能機制。30度和45度方向輸入時框架梁、柱的損傷基本相當，尤其是45度方向輸入時框架梁、柱的損傷更為接近，形成了梁柱鉸均衡地參與塑形耗能的狀態(tài)。60度至90度方

5、向輸入時框架梁的損傷明顯大于框架柱，也是以梁鉸為主的耗能機制。90度至180度則與0度至90度規(guī)律類似。
　　八度（0.2g）區(qū)空間框架的梁、柱塑性鉸分布規(guī)律與九度（0.4g）區(qū)類似，層累積轉角和轉角延性需求，各框架柱的層累積轉角顯著大于框架梁，表明框架柱沿層的損傷要比框架梁嚴重的多。各框架柱的延性需求遠大于框架梁。其中45度方向輸入時完全以柱端塑形耗能的方式抗震，其耗能方式仍然較0度和90度方向輸入時更為不利。
　　七度（