【摘要】：近斷層地震動具有更大的水平地震和豎向地震作用,從而改變結(jié)構(gòu)的p-Δ效應(yīng)。首先,利用537組近斷層地震動,統(tǒng)計分析了近斷層地震動的反應(yīng)譜特性和豎向與水平向加速度峰值比,考察了近斷層地震動的特性。其次,分別對近斷層脈沖地震動、近斷層非脈沖地震動和遠(yuǎn)斷層地震動作用下混凝土結(jié)構(gòu)的彈塑性反應(yīng)進行了計算,分析了p-Δ效應(yīng)的影響規(guī)律。最后,同時輸入豎向和水平向地震動,考慮豎向地震動對結(jié)構(gòu)p-Δ效應(yīng)的影響。結(jié)果表明:近斷層地震動有較大的水平向和豎向反應(yīng)譜值,在近斷層區(qū)域,將豎向地震動作用簡單的按照現(xiàn)行規(guī)范中的取水平地震作用的2/3進行考慮是偏于不安全的;加速度峰值一致的前提下,結(jié)構(gòu)在近斷層脈沖地震作用下具有較大的響應(yīng),但p-Δ效應(yīng)對結(jié)構(gòu)的響應(yīng)影響不明顯,幅度大多未超過10%;由于地震動的隨機性及復(fù)雜性,豎向地震動引起的慣性力不一定會增大結(jié)構(gòu)的反應(yīng),也有可能會減小結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。
【圖文】：

層非脈沖地震動和遠(yuǎn)斷層地震動作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進行分析，考慮ｐ－Δ效應(yīng)對結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響，并分析了豎向地震動對結(jié)構(gòu)ｐ－Δ效應(yīng)的影響規(guī)律。１近斷層地震動特性分析本文通過收集近斷層地震動記錄，，分析近斷層地震動豎向分量的反應(yīng)譜的特性。在選取地震動時選取矩震級Ｍ＞５、斷層距＜５０ｋｍ的條件，從美國太平洋地震中心（ＰＥＥＲ）收集到５３７組近斷層地震動記錄，每一組包括兩個水平分量和一個豎向分量，分析過程中水平向的加速度峰值和反應(yīng)譜值取兩個水平分量的平均值，其分布如圖１所示。參照文獻［１０］定義斷層距０～１５ｋｍ為近斷層區(qū)域、１５～３０ｋｍ為中等斷層區(qū)域、３０～５０ｋｍ為遠(yuǎn)斷層區(qū)域。圖１地震記錄分布Ｆｉｇ．１Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｅａｒｔｈｑｕａｋｅｒｅｃｏｒｄｓ１．１加速度峰值比目前，在抗震設(shè)計中考慮豎向地震動的影響，往往是根據(jù)水平向地震動的某一比例取值，公認(rèn)的結(jié)果是豎向地震動為水平向地震動的１／２～２／３［１１］。我國建筑抗震設(shè)計規(guī)范也規(guī)定９度地區(qū)的高層建筑以及大跨結(jié)構(gòu)在考慮豎向地震作用時，影響系數(shù)最大值取水平地震影響系數(shù)的６５％［１］。然而，近些年一些強地震資料顯示近斷層地震具有巨大的豎向地震動幅值，一些震害資料也表明了豎向地震動對結(jié)構(gòu)的破壞，１９９５年的日本阪神地震中出現(xiàn)了大量由豎向地震動引起的破壞現(xiàn)象［１２］。表１為不同分組下豎向與水平向加速度峰值比７４１第５期張振根等：近斷層地震作用下考慮Ｐ－Δ效應(yīng)的混凝土結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析

表１不同分組下Ｖ／Ｈ超過２／３的地震動比例Ｔａｂｌｅ１ＴｈｅｒａｔｉｏｓｏｆＶ／Ｈｅｘｃｅｅｄ２／３ｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ地震分組震級斷層距／ｋｍ場地５＜Ｍ＜６６＜Ｍ＜７Ｍ＞７０～１５１５～３０３０～５０ＡＢＣＤ比例／％４１．６３６．７４４．２５４．８３５．６２０．６３３．６３４．２４５．３４８．４注：Ｖ為地震動豎向的加速度峰值；Ｈ為地震動水平向的加速度峰值超過２／３的比例，圖２為不同斷層距下的加速度峰值比分布。結(jié)果表明，５３７組地震動記錄中，有４１％的加速度峰值比超過２／３，有約９％的加速度峰值比超過１；震級對加速度峰值比的影響不大，三個震級分組下超過２／３的比例相差不大；斷層距對加速度峰值比的影響較大，近斷層區(qū)域超過２／３的比例達到５４．８％，遠(yuǎn)斷層區(qū)域超過２／３的比例只有２０．６％，且比較離散；較軟場地（Ｃ類和Ｄ類）上加速度峰值比超過２／３的數(shù)量大于較硬場地（Ａ類和Ｂ類）上的數(shù)量。圖２加速度峰值比分布Ｆｉｇ．２Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒａｔｉｏｓｏｆｐｅａｋａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ１．２加速度反應(yīng)譜圖３為不同斷層距下的水平向與豎向加速度反應(yīng)譜，反應(yīng)譜大小隨著斷層距的增加而變校近斷層區(qū)域的水平向和豎向加速度反應(yīng)譜遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于中等斷層和遠(yuǎn)斷層區(qū)域的加速度反應(yīng)譜值，近斷層區(qū)域的水平加速度反應(yīng)譜峰值約為中等斷層的反應(yīng)譜峰值的兩倍。水平加速度的卓越周期一般在０．２～０．３ｓ之間，豎向加速度的卓越周期相對水平向加速度的卓越周期比較小，一般在０．１ｓ
【作者單位】： 南京工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(51478222,51308293)資助
【分類號】：TU37

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本文編號：2518533