框架结构的地震行波效应分析

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1、分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文框架结构的地震行波效应分析作者姓名：刘晴入学年份：2014年9月指导教师：刘铁林教授学科专业：固体力学申请学位：工学硕士所在单位：土木工程学院论文提交日期：2016年12月论文答辩日期：2017年3月学位授予日期：2017年3月答辩委员会主席：李健答辩委员会组成：李健刘永军任德斌侯祥林谷凡论文评阅人：李健谷凡硕士研究生学位论文摘要I摘要国内外考虑行波效应的大跨度结构的地震响应研究成果有很多，但短跨度框架结构考虑行波效应的研究较少。因此，深入研究行波激励下短跨度框架结构的地震响应不但具有理论意义，对于结构抗震设计也具有工程应用价值。本文首

2、先在PEER地震数据库中选择Ⅲ类场地的10条地震波，波速为150m/s-250m/s，并将地震波峰值加速度按《建筑抗震设计规范（GB50011—2010）》进行调整；使用Midas/Gen有限元软件建立三跨八层的框架模型，分开间、进深两个方向分析三跨八层框架结构在第三类场地八种地震波作用下一致激励和行波激励下的地震响应，对比框架结构在一致激励和行波激励下的底端柱剪力的变化，输出迎波方向底层柱剪力的时程曲线图；在PPER数据库中下载的El-Centro、Taft波和常用的加速度峰值为341.7cm/s2的El-Centro地震波、加速度峰值为152.7cm/s2的Taft地震波对比分析上述三跨八

3、层钢筋混凝土框架结构开间、进深方向上的行波效应。研究结果：在开间、进深两个方向分析时，与一致激励作用相比，该三跨八层框架结构在行波激励作用下，均出现迎波方向底层柱剪力增大的现象，行波激励与一致激励相比底层柱剪力增大的柱子数量多于减小的数量；针对该框架结构开间方向分析时，迎波方向底层柱剪力增大倍数从最小的0.66倍到最大的1.70倍，针对该框架结构进深方向分析时，迎波方向底层柱剪力增大百分数从5.22%到最大的58.62%；在开间方向施加地震波作用时，行波激励比一致激励迎波方向底层柱剪力增大现象较进深方向明显；当使用EL-Centro和Taft波进行行波效应分析，宜采用PPER数据库中的地震波。

4、然后通过FFT方法得到Ⅲ类场地四种地震波的傅里叶幅值谱，使用Midas/Gen有限元软件建立三跨四层、五层、六层、七层、八层的框架模型，研究五个不同框架结构在开间、进深两个方向行波激励作用下迎波方向底层柱剪力较一致激励变化率，分析行波效应明显的框架结构的基频与地震波幅值谱中峰值的关系。研究结果：在开间、进深两个方向，均出现行波效应较明显的框架结构的基频不在地震波幅值谱中的峰值区域，行波效应较不明显的框架结构的基频在地震波幅值谱中与峰值一致或接近；地震波处于峰值区域的频率等于或接近框架结构的基频时，该框架结构一致激励和行波激励下底层柱剪力值较大。关键词：框架结构；柱剪力；行波效应；行波激励；一致

5、激励；傅里叶幅值谱；基频Ⅱ摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractTherearemanyresearchesonseismicresponseoflargespanframestructuresconsideringwavepassageeffectathomeandabroad,however,theresearchesontheshortspanframestructureconsideringwavepassageeffectareveryfew.Itisnotonlyveryvaluableintheorytostudyseismicrespon

6、seoftheshortspanframestructurebywavepassageexcitation,butalsohasengineeringapplicationvalueforseismicdesignofstructures.Firstly,inthispaper,the10seismicwavesareselectedinthePEERseismicdatabaseinsiteclassⅢ.Thewavevelocityisbetween150m/s-250m/s,andthepeakaccelerationisadjustedaccordingtoaproportion“Th

7、eRegulationsofSeismicDesignofBuilding”(GB50011-2010);Midas/Genfiniteelementsoftwareisusedtoestablishthree-span,eight-storeyframeworkmodel,andtoanalyzeuniformexcitationandwavepassageexcitationseismicre