雙周期標(biāo)準(zhǔn)化的彈塑性反應(yīng)譜研究.pdf

1、首先對(duì)考慮P-△效應(yīng)、承受沖擊荷載和簡諧荷載作用下單自由度(SDOF)體系的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了研究,分析了彈性、安定、塑性荷載作用下不同滯回模型(理想彈塑性滯回模型EPP、雙折線彈塑性強(qiáng)化模型ELH、剪切滑移滯回模型SSP和理想雙線性彈性模型BIL)SDOF體系的能量和位移反應(yīng),考察了阻尼、耗能能力和二階效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響。結(jié)果顯示:二階效應(yīng)的存在,減小了彈性荷載區(qū)間和安定荷載區(qū)間,增大了輸入能和最大位移,對(duì)耗能能力提出更高的要求,其影響

2、是不利的;后期剛度的存在,可以彌補(bǔ)二階效應(yīng)帶來的不利影響;對(duì)于彈性體系,阻尼耗能貢獻(xiàn)明顯,基本占到總耗能能力的1/2,而在彈塑性體系中,主要的耗能能力來自于滯回耗能,阻尼耗能作用并不大;二階效應(yīng)的存在,進(jìn)一步凸顯了滯回耗能的地位。
　　 鑒于結(jié)構(gòu)非線性反應(yīng)分析的復(fù)雜性,各國均用地震力調(diào)整系數(shù)R對(duì)依據(jù)彈性反應(yīng)譜計(jì)算的彈性地震力折減來獲得彈塑性體系的地震力。本文利用彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析程序,對(duì)四類場地共計(jì)370條地震波作用下的理想彈塑

3、性單自由度體系和剪切型多自由度(MDOF)體系進(jìn)行分析,獲得了不同延性、周期的地震力調(diào)整系數(shù),結(jié)果顯示:橫軸采用Tga和TgR標(biāo)準(zhǔn)化的R譜很好地保留了其特征周期處的峰值特性;考慮二階效應(yīng)的R譜要小于不考慮二階效應(yīng)的R譜;將根據(jù)單自由體系獲得的R譜直接用于多自由度體系會(huì)偏于不安全,可以通過系數(shù)RM對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)修正,以適用不同樓層體系(Rμ,MDOF=Rμ,SDOF×RM);RM隨樓層數(shù)的增加而減小,RM受周期影響。
　　 通過建立

4、彈塑性動(dòng)力放大系數(shù)βμ譜,可以進(jìn)一步簡化彈塑性地震力計(jì)算,與利用R調(diào)整彈性地震力相比,由于僅需要擬合一個(gè)譜,其精度和可信性更高。根據(jù)對(duì)理想彈塑性單自由度體系的分析,二階效應(yīng)對(duì)βμ有著明顯的影響,大致使地震力增大1+2μθ倍。阻尼比對(duì)βμ譜的影響與場地類別關(guān)系不大。其中阻尼對(duì)彈性βe譜的影響與二階效應(yīng)系數(shù)無關(guān),隨阻尼比增大,βe值越小;對(duì)塑性βμ譜的影響與延性無關(guān),隨二階效應(yīng)系數(shù)增大,阻尼影響增強(qiáng)。阻尼比對(duì)βe的影響要大于對(duì)βμ的影響,但

5、隨著二階系數(shù)的增大,對(duì)兩者的影響趨近。
　　 根據(jù)彈塑性位移放大系數(shù)Cd譜可較方便地估算結(jié)構(gòu)在地震動(dòng)作用下的非彈性最大位移,以實(shí)現(xiàn)基于性能的抗震設(shè)計(jì)目標(biāo),動(dòng)力分析的結(jié)果表明:長周期結(jié)構(gòu)滿足等位移準(zhǔn)則;二階效應(yīng)的存在會(huì)增大彈塑性最大位移,二階效應(yīng)越大,影響越大,這種影響在特征周期處最為明顯,特別是在TgR處。
　　 曲率延性和位移延性分別從截面和桿件層面反應(yīng)結(jié)構(gòu)的延性,分析了兩個(gè)層次延性的關(guān)系。對(duì)折減系數(shù)的研究顯示:滯回模