長周期結構地震反應特點及高階振型影響分析.pdf

1、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)時間TD相對較長，并且長周期成分豐富的特點。歷次災害表明，長周期結構受長周期地震動影響較大，破壞程度明顯高于普通地震動。隨著城市化進程的加快，自振周期較長的超高層建筑越來越多，長周期結構在長周期地震動作用下的地震反應特點具有重要的研究價值?；陂L周期地震動的時頻特性和長周期結構的地震反應特點，本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)本文基于東日本Mw9.0[

2、1]級地震對遠場地震動的長周期特性進行分析，研究了遠場地震動在時域和頻域的特征，分析了傳播距離對遠場地震動時頻參數(shù)的影響。研究結果表明，隨著傳播距離的增大，地震動持續(xù)時間并未衰減，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。結果證明大震級地震下的遠場地震動具有持續(xù)時間長，強度低而位移相對較大的特點，表現(xiàn)出明顯的長周期特性。在此基礎上，本文基于傅里葉

3、幅值譜，提出了遠場長周期地震動界定指標λ，篩選出大量遠場長周期地震動，研究震級、震中距和場地條件對遠場長周期地震動的影響。
　　(2)本文利用有限元計算分析軟件ETABS并采用時程分析法對框架-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進行了分析比較。結果表明，長周期地震動作用下長周期結構的水平位移、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)范反應譜法計算的結果。長周期結構在長周期地震動作用下，結構最大反應

4、通常出現(xiàn)在地震動中后期，結構響應水平整體較大，在較長時間內(nèi)結構反應總是接近反應最大值，這種反應特點對結構抗震更加不利。
　　(3)本文基于各階振型對結構基底剪力的影響，認為振型質量參與系數(shù)r與反應譜幅值α的乘積能夠反映各階振型對基底剪力的貢獻，提出了考慮高階振型的長周期結構地震動選取方法，并通過將ETABS模型時程分析的基底剪力計算結果與反應譜法計算結果相比較，驗證其合理性。
　　(4)本文采用基于振型分解的結構動力響應分析