1.3 本书主要工作
由于地震地面运动规律的复杂性和结构形式、偏心形式的多样性,本书主要针对非规则、偏心结构在双向水平地震作用下地震效应及其抗震设防方法开展研究。以平面布置和立面体型不规则,质量、刚度分布不规则的框排架结构体系作为对象进行研究,重点研究单向与双向水平地震作用效应差比的影响因素和规律,以及非规则结构在双向地震作用下的平扭耦联反应,并同时探讨非规则结构考虑双向水平地震作用的抗震设计方法,提出减小结构扭转的措施。
(1)对结构自振特性进行计算。对于复杂结构,其动力特性较复杂。因此,本书将分析结构扭转振型的影响,利用ANSYS软件分析结构的动力特性,为结构的地震响应分析提供依据。
(2)探讨多维地震作用下,空间框排架结构的弹塑性动力响应问题,提出适合此类结构的分析模型、单元模型和数值分析方法。计算不同地震强度下,空间框排架结构的地震响应情况,编写程序分析结构受力过程,求得结构极限荷载,分析塑性铰发展过程。在进行地震反应分析时,采用平面模型和空间模型的计算结果有很大区别,对比其不同之处,得出空间模型分析的必要性。通过空间结构地震效应的计算,分析框架和排架结构的协同工作性能。
(3)计算双向水平地震输入下空间结构的地震响应,与单向地震输入下空间结构的地震响应情况进行对比,提出考虑双向水平地震输入计算该类结构地震反应的必要性,重点讨论双向地震输入对结构扭转效应的影响。由于地震输入方向的不可确定性,计算单向及双向地震波斜向作用于空间结构的地震反应,进行地震动最不利方向的计算及最大的地震效应的计算。针对本结构,对双向水平地震扭转效应组合公式进行修正。
(4)对于这种不规则结构,偏心是影响此类结构扭转的主要原因。从此类双向偏心结构出发,研究结构各层偏心情况,找出影响结构平扭耦联振动反应的主要因素,分析其对结构整体反应的影响。针对分析结果,提出结构构件调整措施,加强相关部位构件的刚度,以减小结构的扭转振动。
(5)用振型分解反应谱法进行地震作用下的受力分析,在满足计算精度的前提下,分析结构的振型组合数目及高振型对结构的影响程度,对比不同组合方法得到的地震响应,对比振型分解反应谱法和时程分析法所得的结论。在结构设计中遵循基于性能的抗震设计方法,选取基于位移的结构性能指标,建议框排架结构在不同地震强度下的性能指标限值。
(6)将理论分析结果与试验结果进行对比分析,在考虑一定试验限制的基础上,得出计算结果合理的结论。