多维地震动输入下某框架结构教学楼的抗震性能分析

作     者：张大伟 zhangdawei

作者单位：兰州理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周勇;何忠茂

授予年度：2016年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：多维地震动 钢筋混凝土框架结构教学楼 动力响应 薄弱层 破坏状态 抗震性能 

摘      要：地震是现阶段世界各国所面临的特大灾害之一,地震时由于地面复杂而强烈的运动导致结构发生破坏甚至倒塌。然而现阶段的结构设计甚至科学研究中大多都未能全面系统地考虑这种复杂的地震动作用,而只考虑了单向水平地震动对结构动力响应的影响。近年来通过不断的震害调查以及科学研究发现:发生强震时,地表运动并非单纯的一维运动而是复杂的多维运动,并且GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》中明确给出了二维地震动和三维地震动的相关规定。本文简要介绍了国内外关于多维地震动输入的一些研究现状并重点阐述了适用于多维地震动分析的三种分析方法和用于有限元分析的三种分析模型。选取了5条地震动记录分别调至设防地震水平和罕遇地震水平作为某一6层钢筋混凝土框架结构教学楼数值模型的输入。首先对单向地震动和双向地震动输入下的动力响应进行了分析对比。然后得出结构在三向地震动输入下的动力响应,并与单向地震动和双向地震动输入下的结果进行了比较。在研究的过程中将结构的破坏程度与GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》中所给的完好状态(1/550)、轻微破坏状态(1/250)、中等破坏状态(1/120)以及弹塑性层间位移角限值(1/50)进行了对比。研究结果表明:1.结构在二维地震动作用下的动力响应明显高于一维地震动作用下的动力响应。两种地震动输入下,结构的破坏程度相差较大且大多不在同一破坏状态,这对震后结构修复加固等工作的预判极其不利。2.结构在三维地震动作用下的动力响应明显高于一维地震动作用的动力响应,也略高于二维地震动作用下的响应,但二者的破坏程度相差不是很大且几乎处于同一破坏状态。3.相对于二维地震动和一维地震动的影响,三维地震动作用下由于结构的破坏模式发生了变化以及结构出现了累积损伤破坏,结构的薄弱层会发生转移。4.竖向地震动对结构底层影响较大,随着楼层的提高,竖向地震动对结构的影响逐渐减弱。