韩恩圳， 何浩祥,2， 吕永伟

(1．北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室，北京 100124;2．首都世界城市顺畅交通北京市协同创新中心，北京 100124)



三维地震动下结构最不利入射角度研究*

韩恩圳1， 何浩祥1,2， 吕永伟1

(1．北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室，北京 100124;2．首都世界城市顺畅交通北京市协同创新中心，北京 100124)

当地震波沿不同的方向输入时，结构具有不同的动力响应，并存在最不利入射角度使结构响应最大。传统的最不利入射角度计算只考虑平面内水平两向地震动作用，没有考虑竖向地震动对结构最不利反应的影响。论证了弹性力学中的平面最大主应力方向理论与平面内结构最不利入射角度在机理上是相通的。在此基础上推导了空间最大主应力方向的表达式，进而提出结构考虑三维地震动的最不利入射角度计算公式。提出了基于有限元分析的弹塑性结构瞬时最不利入射角度计算方法。通过数值模拟讨论了空间最不利入射角度的特性和变化规律。通过计算实例证明对于以竖向振型为主的结构应考虑多维地震动并计算空间最不利入射角度。同时，结构弹塑性最不利入射角度具有瞬变特性并与结构损伤程度相关。

多维地震动； 最不利入射角； 主应力方向； 弹塑性分析； 损伤

引　言

地震动是包括三个平动分量和三个转动分量的多维复杂运动，且在时域及频域均表现出非平稳性。对于简单、规则结构，一般可以只考虑单向水平或双向水平地震作用来进行抗震设计及分析。……