一個結(jié)構(gòu)往往會在受到一次地震作用之后的較短時間內(nèi)再次遭受余震的作用,此時該結(jié)構(gòu)在上次地震作用下已經(jīng)有了一定的初始損傷且未得到及時的修復(fù),后續(xù)地震對結(jié)構(gòu)的附加作用可能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更大的累積損傷甚至倒塌,從而造成更加嚴(yán)重的財產(chǎn)損失和人員傷亡。我國的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中只考慮單個設(shè)計地震的作用而沒有考慮主余震序列型地震動對結(jié)構(gòu)的影響,沒有在序列地震動對結(jié)構(gòu)造成的破壞方面做出具體的規(guī)定;同時,在各抗震模擬試驗或者有限元模擬中,也基本采用單一主震,所得到的結(jié)構(gòu)抗震性能不能真正描述結(jié)構(gòu)在實際地震作用下的反映。本文首先根據(jù)現(xiàn)行抗震規(guī)范建立8度抗震的6m×6m×15.9m鋼框架結(jié)構(gòu),按1/2縮尺對此鋼框架進行振動臺累積損傷試驗,通過傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方法與新型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3D-DIC共同收集數(shù)據(jù);其次,對結(jié)構(gòu)進行有限元分析,通過將試驗數(shù)據(jù)與有限元數(shù)值模擬分析的結(jié)果進行對比,證明:該有限元軟件的快速非線性時程分析(FNA)可以準(zhǔn)確地計算出鋼框架結(jié)構(gòu)在多次地震作用下的損傷累積效應(yīng);通過對結(jié)構(gòu)自振頻率以及節(jié)點損傷狀態(tài)的分析,證明:基于結(jié)構(gòu)層間位移角的損傷指標(biāo)可以準(zhǔn)確地反映出鋼框架結(jié)構(gòu)在地震作用下的整體損傷情況;對實際地震進行選取及調(diào)整,通過隨機式合成方法構(gòu)造了175條不同的主余震序列型地震,對簡單鋼框架(1×1×4)和一般鋼框架(3×4×5)通過控制參數(shù)變量的方法,分別在主震PGA為0.3g、0.4g、0.6g及0.8g的情況下了分析了余震對結(jié)構(gòu)累積附加損傷的影響規(guī)律;分別在余震PGA為0.1g、0.2g、0.3g、0.4g、0.5g、0.6g的情況下分析了主震對結(jié)構(gòu)累積附加損傷的影響規(guī)律:(1)結(jié)構(gòu)的累積附加損傷與余震地震動特性密切相關(guān),余震的強度以及主震過后受損結(jié)構(gòu)的自振周期所對應(yīng)余震的頻譜特性,決定了結(jié)構(gòu)累積附加損傷的增值大小;(2)主震對結(jié)構(gòu)的累積附加損傷影響沒有一致的規(guī)律,主震中不同損傷程度的結(jié)構(gòu),其剛度的下降和周期的增大幅度不同,所以即使對應(yīng)相同的余震,結(jié)構(gòu)也會有不同程度的累積附加損傷;(3)一般鋼框架(3×4×5):對于在抗震分析范圍內(nèi)譜加速度小于1.0m/~2的余震,在此結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中可以忽略不計;對于在抗震分析范圍內(nèi)譜加速度能夠達到1.5m/~2的余震,在此結(jié)構(gòu)抗震地震設(shè)計中可以較少考慮;對于在分析范圍內(nèi)譜加速度達到2.5m/~2以上的余震,在此結(jié)構(gòu)抗震地震設(shè)計中要引起足夠的重視;(4)在實際應(yīng)用中,設(shè)計者應(yīng)結(jié)合本地歷史震害資料,推測可能發(fā)生的主余震序列的強度以及頻譜特性,以此來提高鋼框架結(jié)構(gòu)相應(yīng)的安全系數(shù)。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU391;TU352.11
【部分圖文】：

13圖 2-1 SAP2000 基本操作流程圖2.3.2 設(shè)計概況模型為4層鋼框架如圖2-2及圖2-3所示，抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為8度（0.2g），II類場地，計地震分組為第二組，建筑物類型為一般房屋，建筑結(jié)構(gòu)的安全等級取二級，設(shè)計使年限50年。平面尺寸6m×6m，層高分別為4.2m、3.9m、3.9m、3.9m，總高為15.9m。樓板采用凝土樓板。外墻采用240mm厚加氣混凝土砌塊，內(nèi)采用200mm加氣混凝土砌塊。

×1×4模型設(shè)計圖

×1×4模型立體圖
【參考文獻】

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本文編號：2893376