【摘 要】
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我国是一个地震多发的国家,大量震害记录表明,在高烈度区,竖向地震对结构有着明显的影响,某些结构及构件的破坏与竖向地震作用密切相关。悬挂结构作为一种新颖的结构形式,具有占地面积小、建筑空间灵活等特征,且可能具有良好的减震效果,故越来越受到工程学术界的认可。然而,对于悬挂结构竖向地震特性的研究却相对较少,因此本文系统地研究了竖向地震动特性以及悬挂结构在竖向地震作用下的响应特征,主要内容包括:（1）对竖
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我国是一个地震多发的国家,大量震害记录表明,在高烈度区,竖向地震对结构有着明显的影响,某些结构及构件的破坏与竖向地震作用密切相关。悬挂结构作为一种新颖的结构形式,具有占地面积小、建筑空间灵活等特征,且可能具有良好的减震效果,故越来越受到工程学术界的认可。然而,对于悬挂结构竖向地震特性的研究却相对较少,因此本文系统地研究了竖向地震动特性以及悬挂结构在竖向地震作用下的响应特征,主要内容包括:（1）对竖向地震动的特征参数进行了统计分析。对国内近5年的20次地震事件中的512组地震动记录进行了数值统计,研究了震级、震中距、场地类别、设计基本地震加速度对地震动竖向分量与水平分量加速度峰值、反应谱比值的影响。结果表明:震中距以及场地类别对竖向地震动特性的影响较大,规范取竖向与水平地震影响系数的比值为0.65,这一规定相对粗糙;竖向与水平加速度反应谱比值随着结构自振周期的变化而变化,对于震源附近、软弱场地上的短周期结构以及坚硬场地上的中长周期结构,应该充分考虑竖向地震作用的影响;在进行结构的抗震设计时,可适当参考本文给出的谱比建议值。（2）对悬挂结构进行了二次共振及竖向地震作用分析。以某医院重症中心楼项目为研究原型,建立了有限元模型,判断结构在竖向地震作用下发生二次共振的可能性,讨论了规范中竖向地震作用计算方法对悬挂结构的适用性。结果表明:本文的研究模型在考虑竖向地震作用时并不会发生二次共振现象;在实际抗震设计中,采用静力法及反应谱法计算悬挂结构的竖向地震作用并不一定准确,基于谱比建议值的修正后的竖向振型反应谱法更为合适,同时可以使用时程分析方法进行补充验证,尽量选择地震动三分量数据完整的记录,按照三分量数据的原始比例调整加速度,计算结果与实际需求震害更相符。（3）对悬挂结构进行近场地震作用下的响应特征分析。对比在中远场、近场地震动下悬挂结构位移、内力的差异,分析近场地震动的竖向效应对结构的影响,利用增量动力分析方法探究考虑竖向地震作用时层间位移角作为悬挂结构损伤指标的有效性,同时研究近场地震动峰值出现顺序对结构的影响。结果表明:一般在进行增量动力分析时可仅考虑水平地震,但近场地震动的竖向效应对结构的竖向位移、吊杆轴力有明显的放大作用,对近场区悬挂结构进行增量动力分析时,不能忽略竖向地震的影响,吊杆会产生轴压力导致结构失效,此时最大层间位移角不能有效反应结构破坏程度,近场区仅考虑水平地震的影响会忽略结构重要的性能变化点。
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