随机地震多点激励对对称结构扭转效应研究

"随机地震多点激励作用下对称结构的扭转效应 (2011年)" 本文详细探讨了在随机地震多点激励下对称结构的扭转效应问题，特别是针对单层对称空间刚架结构的动力响应。研究人员依据2010年版的《建筑抗震设计规范》GB 50011，选择了与规范中各类场地条件相匹配的Clough-Penzien地震动随机模型的功率谱参数进行模拟分析。 研究发现，在多点非一致地震激励下，即使是严格对称的结构也会出现显著的扭转效应。这种效应的强度可以通过比较一致激励下产生相同扭矩时的等效偏心率来量化。等效偏心率的大小受到结构自身周期、平扭周期比以及场地条件等多种因素的影响。特别地，对于多高层对称结构，扭转效应主要体现在结构底层附近，其作用机制类似于圣维南局部性原理。 扭转效应在地震中的重要性不容忽视，历史地震数据表明，扭转破坏在建筑结构的震害中占有相当比例。例如1985年墨西哥城的Michoacán地震，以及1999年台湾集集大地震和2008年汶川大地震中，许多建筑的破坏都与结构的扭转反应有关，尤其是角柱的破坏尤为突出。 在分析过程中，文章建立了单层对称空间刚架结构的运动方程，并通过求解这些方程来模拟结构在地震作用下的动态响应。地震波的多方向输入导致的结构偏心和“偶然扭转”是产生扭转效应的主要原因。此外，地震运动中的扭转分量也是造成结构扭转效应的一个重要因素。 该研究强调了在抗震设计中考虑多点地震激励下结构扭转效应的重要性，为工程实践中优化对称结构的设计提供了理论依据。同时，对于理解和预测地震中对称结构的行为，以及提高建筑的抗震性能具有深远的意义。