高烈度多维多点地震作用下某跨越地裂缝框剪结构的地震响应分析研究
本文选题:地裂缝 + 三维位移 ; 参考:《西安建筑科技大学》2014年硕士论文
【摘要】:通常在地震作用下,地裂缝会出现裂缝宽度增加的现象,并在原有地裂缝附近引起与之相交的次生裂缝,使其成为深部土体向上运动的通道,造成地裂缝两侧输入地震波激励的初始时刻、强度及频率等存在差异,使结构的地震损伤破坏机理变得异常复杂。同时,地裂缝的三维位移活动特征会导致竖向地震作用对跨越地裂缝结构的影响较大。综上所述,地震波的多维多点效应将会对跨越地裂缝建筑物造成无法预估的不利影响。 本文基于西安地区近二十年来多数地裂缝已趋于低速率的稳定活动状态和最近几年我国地震发生较为频繁的现象,以西安地区某跨越活动性较弱的地裂缝的框架-剪力墙结构为研究对象,从地裂缝的三维位移活动特征出发,采用SAP2000有限元软件,将地裂缝的垂直沉降量和水平张拉量以初始位移的形式施加到不同工况的结构有限元模型支座上,对未采取防治措施和设置沉降缝的结构有限元模型分别进行高烈度多维多点地震作用和高烈度多维一致激励地震作用的非线性时程分析,得到不同工况下的框架梁塑性铰发展趋势、剪力墙的混凝土和钢筋应力云图、结构弹塑性层间位移角曲线等一系列研究结果,并对上述结果进行对比分析,从而较为清晰地揭示出跨越地裂缝的该类建筑物在多维多点地震作用和多维一致激励地震作用下的工作特性和性能,,为今后深入研究地裂缝作用对建筑物上部结构的损伤破坏机理和跨越地裂缝建筑物的防治措施提供重要参考。
[Abstract]:Usually under earthquake action, the crack width increases in the ground fissure, and the secondary fracture that intersects with it is caused near the original ground fissure, which makes it become a channel for the deep soil to move upward. The initial moment, intensity and frequency of the input seismic waves on both sides of the ground fracture are different, which makes the seismic damage and failure mechanism of the structure extremely complicated. At the same time, the 3D displacement characteristics of the ground fissure will lead to the vertical seismic action which has a great influence on the structure of the ground fissure. In conclusion, the multidimensional multipoint effect of seismic waves will have an unpredictable adverse effect on the buildings crossing the ground fissure. This paper is based on the stable active state of most ground fissures in Xi'an area in the past two decades and the phenomenon that earthquakes have occurred frequently in recent years in China. Taking a frame-shear wall structure spanning a weak ground fissure in Xi'an area as an object of study, based on the three-dimensional displacement characteristics of the ground crack, SAP2000 finite element software is used. The vertical settlement and horizontal tensioning of ground fissures are applied in the form of initial displacement to the finite element model supports of structures under different working conditions. The nonlinear time history analysis of high intensity multi-point earthquake action and high intensity multi-dimensional uniform excitation earthquake action is carried out for the structural finite element model without prevention measures and with settlement joints, respectively. A series of research results, such as the development trend of plastic hinge of frame beam under different working conditions, the stress cloud diagram of concrete and steel bar of shear wall and the displacement angle curve between elastic-plastic layers of structure, are obtained, and the above results are compared and analyzed. Thus, the working characteristics and performance of this kind of buildings across the ground fissure under the action of multi-dimensional multi-point earthquake and multi-dimensional uniform excitation earthquake are clearly revealed. It provides an important reference for the further study on the damage and failure mechanism of the superstructure of the building caused by the ground crack and the prevention and cure measures for the building across the ground fissure.
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU311.3;TU398.2
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本文编号:1942213
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