基于汶川地震考虑竖向地震动的RC框架结构抗震性能分析

摘要

地震作用对结构的破坏是一个十分复杂的过程,一般观点认为其破坏是由水平地震、竖向地震和扭转地震共同作用的结果。长期以来,工程师普遍认为水平地震起主要作用。然而,大量的地震记录和震害现象表明,在一些地震中竖向地震作用很大,对结构体系的破坏具有重要影响。因此,深入研究竖向地震动特性以及竖向地震动对于建筑结构抗震性能的影响,具有一定的意义。
　　 基于大量与竖向地震动破坏有关的震害实例,选择国家强震动台网中心发布的2008年5月12日汶川地震四川、甘肃、陕西等地台站中较为典型的94组加速度记录,对竖向地震动特性做了初步分析。结果表明,竖向与水平峰值加速度比的平均值为0.58,但约30％台站的峰值加速度比大于2/3;竖向与水平峰值加速度比随震中距的增大而减小,近震区该比值离散性较大,场地条件对该比值也有较大的影响;在周期0-6s内竖向与水平加速度反应谱比曲线总体呈

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第1章 绪论

1.1 前言

1.2 结构抗震理论的发展阶段

1.2.1 静力理论阶段

1.2.2 反应谱理论阶段

1.2.3 动力理论阶段

1.3 对地震作用的传统观点

1.4 竖向地震作用被忽略的原因

1.5 竖向地震作用的重要性[4]

1.5.1 竖向地震震害现象

1.5.2 竖向地震作用的研究意义

1.6 研究工作的主要内容

第2章 竖向地震动研究

2.1 前言

2.2 竖向地震波

2.3 汶川地震竖向地震动特性初步分析

2.3.1 汶川地震强震动记录概况及选取原则

2.3.2 竖向与水平峰值加速度比分析

2.3.3 竖向与水平加速度反应谱分析

2.3.4 竖向与水平向卓越周期比分析

2.3.5 小结

2.4 竖向地震作用的计算方法

2.4.1 静力法

2.4.2 水平地震作用折减法

2.4.3 竖向地震作用系数法

2.4.4 竖向地震反应谱法

2.4.5 拟静力法

2.5 小结

第3章 非线性时程分析基本理论

3.1 前言

3.2 地震波的选取

3.2.1 地震波的选取原则

3.2.2 本文所选取的地震波

3.3 结构动力方程的建立与求解

3.3.1 结构动力方程的建立

3.3.2 结构动力方程的求解

3.4 结构的力学模型

3.4.1 层模型

3.4.2 杆系模型

3.4.3 杆系-层模型

3.5 构件的恢复力模型

3.6 非线性时程分析的基本步骤

3.7 小结

第4章 时程分析输入地震波所依据强度指标的研究

4.1 前言

4.2 地震动强度指标概述

4.3 强震动时程数据的选择与处理

4.3.1 强震动数据的选择

4.3.2 强震动数据的处理

4.4 单自由度体系时程分析

4.5 SDOF体系最大响应与地震动强度指标的相关性分析

4.6 小结

第5章 考虑竖向地震作用的框架结构非线性时程分析

5.1 前言

5.2 工程概况

5.3 结构整体振动模态分析

5.4 非线性时程分析

5.4.1 顶层位移、速度及加速度对比

5.4.2 层剪力对比

5.4.3 各层柱底端轴力对比

5.4.4 层问位移对比

5.5 小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

附录A:攻读硕士学位期间所发表的学术论文及奖励

发表的学术论文

获得的奖励