地震动扭转分量对非对称结构的影响

潘 康 罗奇峰

1）同济大学结构工程与防灾救灾研究所，上海 200092

2）同济大学上海防灾救灾研究所，上海 200092

由于地震动转动分量的存在，即使是完全对称的结构也可能产生明显的扭转破坏，而非对称结构产生扭转破坏的原因比对称结构要复杂得多。从地震中典型非对称结构的扭转破坏现象，可以从构造上分析它们可能的致灾原因：①楼梯时等抗侧力强的结构构件偏置于结构平面的一侧，使结构产生明显偏心。②平面不规则，如L形等。③存在明显的薄弱层，如底部框架大空时，上部住宅结构。④竖向不规则，如突出屋面的烟囱以及一些石雕结构等。

非对称结构由于偏心，即使在地震动平动分量作用下也会产生扭转，所以，扭转分量对非对称结构的影响有多大，人们并不确切知道。本文用Abaqus通用有限元软件，建立一个6层框架剪力墙结构，设置偏置剪力墙使结构产生偏心。分别计算结构在单向水平地震作用、双向水平地震作用以及双向水平加扭转地震作用下，结构的弹性平平响应。图1给出了3种工况下结构角柱的最大平平响应随楼层的变化关系。

图1 角柱各层的平平图

由图1可以看出，随着楼层数的增加，结构角柱的平平基本上呈拟性增加。在1～4层，单向水平地震作用对角柱影响相对其他两种工况要大，在顶层则是双向水平地震作用对角柱影响相对其他两种工况较大；双向水平地震作用下角柱顶层最大平平比单向水平地震作用下增加2.7%；双向加扭转作用下角柱顶层的最大平平比双向水平地震作用下减小1.8%；……