软土及近场主余震地震动作用下RC框架结构反应特征研究

摘要

历史地震资料表明约89%的强震发生后，强余震会在短时间内随之发生，余震地震动与主震地震动构成主余震序列型地震动。主震作用之后，强余震往往会引起结构的附加损伤，进一步加深震害，使结构和构件偏于不安全，进而造成了震害区域的人员伤亡和经济损失。软土场地地震动较硬土场地地震动有着显著不同的频谱特性，故其对结构的潜在破坏势也不尽相同。近场脉冲型地震动由于包含脉冲信号，其对结构的破坏也往往超过非脉冲型地震动。本文针对这一现象，选取Van Nuys Building为研究对象，研究了该结构在软土及近场主余震地震动作用下的反应特征及易损性。主要研究内容及结论如下：
　　（1）通过对比分析数值模拟结果和传感器实测数据验证了 Van Nuys Building的OpenSees有限元模型精度。
　　（2）研究了该框架结构在软土主余震序列作用下的反应（顶点位移，最大层间位移角及最大残余层间位移角）特征，并对比分析了不同地震动强度输入次序对结构损伤的影响。结果表明：软土场地余震对结构的附加损伤远大于一般场地余震。当主余震强度较大时，软土场地结构反应程度更为剧烈。地震动强度输入次序差异会导致不同程度的结构损伤，代表主余震序列的逆次序地震动作用下的构件耗能普遍大于正次序地震动作用下的构件耗能；
　　（3）研究了该框架结构在近场主余震序列作用下的反应特征。通过随机组合构造近场主余震序列，并研究了近场地震动极性（通过旋转地震动实现）对结构的影响。结果表明：近场脉冲型余震对于结构的附加损伤大于远场非脉冲余震且近场脉冲型主余震作用下的结构反应更为剧烈。余震的发生及强度增大会改变结构发生最大反应时所对应的角度。并且以不同反应指标衡量结构反应时，结果也不尽相同。
　　（4）研究了该框架结构在软土及近场主余震作用下的易损性，并与一般场地及远场地震动对应的易损性进行了对比分析。结果表明软土余震及近场余震会显著增大结构的损伤超越概率，而一般场地和远场主余震作用下的结构易损性曲线在主余震发生前后相差不大。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 主余震地震动作用下结构地震反应研究现状

1.3 软土及近场地震动作用下结构反应分析综述

1.4 课题来源及主要研究内容

第2章 软土场地主余震作用下RC框架结构反应特征分析

2.1 引言

2.2 RC框架结构模型简介及准确性验证

2.3 地震动输入顺序对于累计损伤的影响以及地震动的挑选

2.4 软土场地主余震作用下结构反应分析

2.5 小结

第3章 近场脉冲型主余震作用下RC框架结构反应特征分析

3.1 引言

3.2 近场脉冲型主余震地震动记录的挑选

3.3 近场脉冲型主余震作用下结构反应分析

3.4 近场脉冲型主余震方向性对于结构反应的影响

3.5 小结

第4章 软土及近场主余震地震动作用下RC框架易损性分析

4.1 引言

4.2 易损性分析理论及方法介绍

4.3 软土及近场主余震地震动作用下RC框架易损性分析

4.4 小结

结论

参考文献

附录

声明

致谢