本文關(guān)鍵詞：長周期結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)特點(diǎn)及高階振型影響分析

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【摘要】：長周期地震動具有峰值加速度PGA低、峰值速度PGV和峰值位移PGD相對較大、持續(xù)時(shí)間TD相對較長,并且長周期成分豐富的特點(diǎn)。歷次災(zāi)害表明,長周期結(jié)構(gòu)受長周期地震動影響較大,破壞程度明顯高于普通地震動。隨著城市化進(jìn)程的加快,自振周期較長的超高層建筑越來越多,長周期結(jié)構(gòu)在長周期地震動作用下的地震反應(yīng)特點(diǎn)具有重要的研究價(jià)值。基于長周期地震動的時(shí)頻特性和長周期結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)特點(diǎn),本文主要研究內(nèi)容如下：(1)本文基于東日本Mw9.0級地震對遠(yuǎn)場地震動的長周期特性進(jìn)行分析,研究了遠(yuǎn)場地震動在時(shí)域和頻域的特征,分析了傳播距離對遠(yuǎn)場地震動時(shí)頻參數(shù)的影響。研究結(jié)果表明,隨著傳播距離的增大,地震動持續(xù)時(shí)間并未衰減,而是表現(xiàn)出增大的趨勢；特征周期Tp和平均周期Tm均表現(xiàn)出明顯的增大趨勢；相比于峰值加速度PGA的快速衰減,峰值位移PGD衰減相對較慢。結(jié)果證明大震級地震下的遠(yuǎn)場地震動具有持續(xù)時(shí)間長,強(qiáng)度低而位移相對較大的特點(diǎn),表現(xiàn)出明顯的長周期特性。在此基礎(chǔ)上,本文基于傅里葉幅值譜,提出了遠(yuǎn)場長周期地震動界定指標(biāo)λ,篩選出大量遠(yuǎn)場長周期地震動,研究震級、震中距和場地條件對遠(yuǎn)場長周期地震動的影響。(2)本文利用有限元計(jì)算分析軟件ETABS并采用時(shí)程分析法對框架-核心筒模型在普通地震動和長周期地震動作用下的地震反應(yīng)進(jìn)行了分析比較。結(jié)果表明,長周期地震動作用下長周期結(jié)構(gòu)的水平位移、層間位移角、基底剪力和傾覆力矩均大于普通地震動作用下和規(guī)范反應(yīng)譜法計(jì)算的結(jié)果。長周期結(jié)構(gòu)在長周期地震動作用下,結(jié)構(gòu)最大反應(yīng)通常出現(xiàn)在地震動中后期,結(jié)構(gòu)響應(yīng)水平整體較大,在較長時(shí)間內(nèi)結(jié)構(gòu)反應(yīng)總是接近反應(yīng)最大值,這種反應(yīng)特點(diǎn)對結(jié)構(gòu)抗震更加不利。(3)本文基于各階振型對結(jié)構(gòu)基底剪力的影響,認(rèn)為振型質(zhì)量參與系數(shù)r.與反應(yīng)譜幅值α的乘積能夠反映各階振型對基底剪力的貢獻(xiàn),提出了考慮高階振型的長周期結(jié)構(gòu)地震動選取方法,并通過將ETABS模型時(shí)程分析的基底剪力計(jì)算結(jié)果與反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果相比較,驗(yàn)證其合理性。(4)本文采用基于振型分解的結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析方法計(jì)算了長周期結(jié)構(gòu)在不同振型組合下的地震反應(yīng),研究了高階振型對高層建筑結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響。分析表明,高階振型對長周期結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響較位移更為顯著,并且高階振型的貢獻(xiàn)大小與結(jié)構(gòu)自身的動力特性和地震動的頻譜特性有關(guān)。
【關(guān)鍵詞】：長周期地震動 遠(yuǎn)場地震動 長周期結(jié)構(gòu) 地震動選取 高階振型
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU311.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 研究背景11
• 1.2 長周期高層建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況和地震災(zāi)害11-14
• 1.2.1 發(fā)展概況11-13
• 1.2.2 地震災(zāi)害13-14
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 遠(yuǎn)場地震動長周期特性研究現(xiàn)狀14
• 1.3.2 遠(yuǎn)場長周期地震動界定方法及反應(yīng)譜影響因素研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.3 長周期結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)特點(diǎn)研究現(xiàn)狀15
• 1.3.4 長周期結(jié)構(gòu)時(shí)程分析地震動選取的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.5 長周期結(jié)構(gòu)高階振型影響研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 論文研究內(nèi)容及意義17-18
• 1.5 論文組織結(jié)構(gòu)18-19
• 參考文獻(xiàn)19-23
• 第二章 遠(yuǎn)場地震動長周期特性研究23-45
• 2.1 引言23
• 2.2 數(shù)據(jù)來源23-24
• 2.3 遠(yuǎn)場地震動數(shù)據(jù)庫24-25
• 2.4 時(shí)域分析25-32
• 2.4.1 持時(shí)分析26-28
• 2.4.2 強(qiáng)度指標(biāo)分析28-31
• 2.4.3 參數(shù)分析31-32
• 2.5 頻域分析32-35
• 2.5.1 傅里葉譜32-33
• 2.5.2 頻譜周期33-35
• 2.6 覆蓋土層對地震動特性影響分析35-42
• 2.6.1 峰值加速度35-36
• 2.6.2 峰值速度36-38
• 2.6.3 峰值位移38-39
• 2.6.4 深厚覆蓋土層對長周期地震動影響分析39-42
• 2.7 本章小結(jié)42-43
• 參考文獻(xiàn)43-45
• 第三章 遠(yuǎn)場長周期地震動界定方法及反應(yīng)譜影響因素分析45-57
• 3.1 引言45
• 3.2 遠(yuǎn)場長周期地震動的界定方法45-50
• 3.2.1 長周期地震動界定指標(biāo)45-46
• 3.2.2 基于傅里葉譜的遠(yuǎn)場長周期地震動界定方法46-49
• 3.2.3 長周期地震動界定方法驗(yàn)證49-50
• 3.3 遠(yuǎn)場長周期地震動強(qiáng)震記錄資料50-52
• 3.4 遠(yuǎn)場長周期地震動的影響因素52-54
• 3.4.1 場地條件52-53
• 3.4.2 震中距53
• 3.4.3 震級53-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 參考文獻(xiàn)55-57
• 第四章 長周期結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)特點(diǎn)分析57-71
• 4.1 引言57
• 4.2 有限元模型57-60
• 4.2.1 結(jié)構(gòu)基本概況57-59
• 4.2.2 結(jié)構(gòu)動力特性分析59-60
• 4.3 時(shí)程分析地震動輸入60-62
• 4.4 結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析與比較62-67
• 4.4.1 水平位移62-63
• 4.4.2 層間位移角63-65
• 4.4.3 層剪力65-66
• 4.4.4 傾覆力矩66-67
• 4.5 結(jié)構(gòu)反應(yīng)時(shí)程軌跡分析67-69
• 4.6 本章小結(jié)69-70
• 參考文獻(xiàn)70-71
• 第五章 長周期結(jié)構(gòu)時(shí)程分析地震動的選取研究71-78
• 5.1 引言71
• 5.2 規(guī)范地震動選取方法71-72
• 5.3 長周期結(jié)構(gòu)地震記錄選取方法72-76
• 5.3.1 方法的提出72-74
• 5.3.2 地震動選取74-75
• 5.3.3 分析結(jié)果驗(yàn)證75-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 參考文獻(xiàn)77-78
• 第六章 長周期結(jié)構(gòu)高階振型影響分析78-87
• 6.1 引言78
• 6.2 高層建筑考慮高階振型的必要性78-79
• 6.3 高階振型影響分析79-84
• 6.3.1 樓層位移79-80
• 6.3.2 層間位移角80-81
• 6.3.3 層剪力81-83
• 6.3.4 傾覆力矩83-84
• 6.4 本章小結(jié)84-85
• 參考文獻(xiàn)85-87
• 第七章 結(jié)論與展望87-91
• 7.1 結(jié)論87-89
• 7.1.1 遠(yuǎn)場地震動長周期特性87
• 7.1.2 遠(yuǎn)場長周期地震動界定方法及反應(yīng)譜影響因素分析87
• 7.1.3 長周期結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)特點(diǎn)87-88
• 7.1.4 長周期結(jié)構(gòu)工程地震動選取方法88
• 7.1.5 高階振型對長周期結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)影響特點(diǎn)88-89
• 7.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)89
• 7.3 展望89-91
• 致謝91-93
• 碩士期間發(fā)表論文93

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：938418