近场地震动架结构抗震性能影响分析的竖向地震效应对多层钢框

摘要

我国现行建筑抗震设计规范主要是基于一般远场地震效应而编制的，结构设计一般只考虑水平地震动的影响，只有在大跨度结构或9度时的高层建筑才考虑竖向地震作用，并取水平地震影响系数最大值的65％。然而，近场地震往往伴随着很强的竖向地面运动，对结构的抗震性能影响不可忽视，有必要探讨一下近场地震的竖向地震动对结构抗震性能的影响。由于钢结构的抗震性能好，在地震设防区广泛应用，因此，本文选取钢框架结构作为研究对象，对其在近场地震中的抗震性能进行研究。
　　首先，使用MATLAB和Excel数据分析软件分别从地震的震级、断层距、场地条件和震源机制这四个方面讨论地震竖向效应影响因素。
　　然后根据我国现行规范设计一个多层钢框架结构，使用SAP2000软件对其中一榀框架结构进行动力弹塑性时程分析，用SeismoMatch软件选取八组竖向效应显著的地震波，分别按只考虑水平地震动和同时考虑水平地震动和竖向地震动两种情况进行地震波输入。分析讨论，竖向地震动对结构顶点水平位移和竖向位移、梁柱内力的影响。
　　通过分析研究，我们发现近场区域的竖向地震动普遍表现非常显著，加速度峰值比远远大于规范中推荐的取值2/3；而且在近场区域，软土地基场地的地震竖向效应明显高于硬土和基岩地基场地；竖向地震动对结构的水平位移几乎没有影响，但是会影响结构的竖向位移；加速度峰值比V/H越大，并且竖向地震动的大脉冲与水平地震动的大脉冲出现的时间差越小，对结构竖向位移影响越大，即地震的竖向效应越显著；竖向地震动对钢框架梁的内力影响不大，但是对钢框架柱的轴力影响很大，并且对中柱的放大效应远大于边柱，而且有可能使柱子产生拉力，所以近场区的钢框架结构比普通钢筋混凝土结构抗震性能更好。

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1绪论

1.1选题的背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的基本研究思路

1.4本文的研究目的和研究内容

2近断层竖向地震动特征分析

2.1引言

2.2竖向地震波

2.3地震动数据选择

2.4加速度峰值比统计分析

2.5本章小结

3钢结构框架的设计及验算

3.1引言

3.3钢框架模型结构整体验算与分析

3.4一榀钢框架的选取

4近场地震动对钢框架结构抗震性能分析

4.1动力弹塑性时程分析方法

4.2结构建模

4.3地震波的选择

4.4弹塑性时程分析结果与讨论

4.5本章小结

5结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献