潘 康 羅奇峰

1）同濟大學結(jié)構(gòu)工程與防災救災研究所，上海 200092

2）同濟大學上海防災救災研究所，上海 200092

由于地震動轉(zhuǎn)動分量的存在，即使是完全對稱的結(jié)構(gòu)也可能產(chǎn)生明顯的扭轉(zhuǎn)破壞，而非對稱結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)破壞的原因比對稱結(jié)構(gòu)要復雜得多。從地震中典型非對稱結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)破壞現(xiàn)象，可以從構(gòu)造上分析它們可能的致災原因：①樓梯時等抗側(cè)力強的結(jié)構(gòu)構(gòu)件偏置于結(jié)構(gòu)平面的一側(cè)，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯偏心。②平面不規(guī)則，如L形等。③存在明顯的薄弱層，如底部框架大空時，上部住宅結(jié)構(gòu)。④豎向不規(guī)則，如突出屋面的煙囪以及一些石雕結(jié)構(gòu)等。

非對稱結(jié)構(gòu)由于偏心，即使在地震動平動分量作用下也會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，所以，扭轉(zhuǎn)分量對非對稱結(jié)構(gòu)的影響有多大，人們并不確切知道。本文用Abaqus通用有限元軟件，建立一個6層框架剪力墻結(jié)構(gòu)，設置偏置剪力墻使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生偏心。分別計算結(jié)構(gòu)在單向水平地震作用、雙向水平地震作用以及雙向水平加扭轉(zhuǎn)地震作用下，結(jié)構(gòu)的彈性平平響應。圖1給出了3種工況下結(jié)構(gòu)角柱的最大平平響應隨樓層的變化關系。

圖1 角柱各層的平平圖

由圖1可以看出，隨著樓層數(shù)的增加，結(jié)構(gòu)角柱的平平基本上呈擬性增加。在1～4層，單向水平地震作用對角柱影響相對其他兩種工況要大，在頂層則是雙向水平地震作用對角柱影響相對其他兩種工況較大；雙向水平地震作用下角柱頂層最大平平比單向水平地震作用下增加2.7%；雙向加扭轉(zhuǎn)作用下角柱頂層的最大平平比雙向水平地震作用下減小1.8%；雙向加水平地震作用下角柱頂層的最大平平比單向水平地震作用時增加0.9%。就本模型而言，地震動扭轉(zhuǎn)分量作用可以減小非對稱結(jié)構(gòu)頂層的平平效應，此偏心結(jié)構(gòu)的地震扭轉(zhuǎn)效應主要由地震動平動分量控制。