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摘要：本文利用ANSYS有限元软件，建立了不对称钢筋混凝土框架结构，对模型汶川地震波作用下进行时程分析，主要分析了结构的位移、受力和塑性应变等方面，对比角柱、边柱和中柱地震作用的不同反应特性，并分析了结构的塑性反应。
关键词：汶川地震波 框架构件 ANSYS模型 内力分析
2008年5月12日，四川汶川发生8.0级的强震。给我国造成了很大的损失，很多房屋和其他工程结构都破坏和倒塌，为了将损害降低到最低限度，我们必须对结构的地震反应进行研究和分析。现有的绝大多数的多、高层建筑都为钢筋混凝土结构。因此，钢筋混凝土框架结构的抗震分析问题在国民经济的建设中显得极为重要。
1.建立有限元模型
本文建立了不对称钢筋混凝土框架结构，结构抗震设防烈度为8度，混凝土强度等级为C35，钢筋强度为HRB335，梁、柱尺寸分别是300mm×600mm、500mm×500mm。
首先，利用PKPM分析软件对结构进行设计，得到了构件（梁、柱和楼板）的弹性模量等等参数；然后，选择适宜的模型，采用ANSYS有限元软件对结构进行了时程分析。分析时，利用汶川地震波及其扭转分量对结构采用三种工况：单向地震波（沿结构短轴输入水平地震波）、双向地震波（两水平分量相同）和双向及扭转地震波（考虑地震动扭转分量作用）。
图1.不对称框架结构平面布置图
2.计算结果分析
表1.汶川波地震作用下不对称结构各工况柱位移比较
楼层 △1 △2
角柱 边柱 中柱 角柱 边柱 中柱
1 7.73 7.95 7.14 4.52 4.68 3.73
2 10.82 10.83 10.34 7.66 7.65 7.05
3 13.45 13.45 13.12 10.40 10.41 9.98
4 15.28 15.27 15.05 12.37 12.38 12.07
5 16.32 16.32 16.17 13.48 13.51 13.30
6 16.85 16.79 16.72 14.11 14.08 13.93
表2.汶川波地震作用下不对称结构各工况层间位移比较
楼层 双向及扭转地震波 双向地震波 单向地震波
U（mm） ΔU（mm） U（mm） ΔU（mm） U（mm） ΔU（mm）
1 7.46 7.46 7.24 7.24 6.93 6.93
2 22.20 14.73 21.57 14.32 20.03 13.10
3 36.04 13.84 35.07 13.50 31.77 11.74
4 47.83 11.79 46.62 11.55 41.49 9.72
5 56.41 8.58 55.03 8.41 48.50 7.01
6 62.18 5.77 60.72 5.69 53.21 4.72
表中：U表示楼板位移最大值；ΔU表示层间位移。
楼层位移最大值出现在顶层角柱，造成层间位移最大值出现在第二层，结构层间位移大于弹性限制小于弹塑性限制，表明结构进入塑性变形。位移时程曲线显示多维地震波相对于单向地震波在时间上有一定的滞后。
结构受力显示，同种结构下，多维地震波作用大于单向，特别是扭矩，多维地震波作用是单向的2～3倍；当考虑扭转分量的作用时，结构内力受其影响有所增大，特别是扭矩。
3.结论
对多层结构进行抗震设计时，应控制好建筑结构两方向的刚度，尽量使用平面对称布置，小跨度；设计时要注意底层和角柱、准确考虑楼板的作用和适当加大柱尺寸，使结构尽可能实现“强柱弱梁”机制；尽可能采用轻质材料，减轻结构的自重，降低地震作用的效应，尤其地震作用的扭转效应。
参考文献
[1] 肖峰.按新旧规范设计的非规则框架结构的抗震性能对比分析[D].重庆大学，2003：1～5.
[2] 刘季.建筑结构地震扭转效应的反应谱解析方法[J].哈尔滨建筑工程学院学报，1978.
[3] 魏琏.多层建筑扭转弹塑性地震反应分析[J].土木工程学报，1980，（1）：23-29.
[4] tional and Tensional Vibrations in Buildings[J].Bulletin of the Seismological Society of America，Vol.28，No.2，1938：89-130.
[5] M.N.Bugeja，D.P.Thambiratnam，G.H.Brameld.The influence of stiffness and strength eccentricities on the inelastic earthquake response of asymmetric structures[J].Engineering Struetures，Vol.21，1999： 856-863.
关键词：汶川地震波 框架构件 ANSYS模型 内力分析
2008年5月12日，四川汶川发生8.0级的强震。给我国造成了很大的损失，很多房屋和其他工程结构都破坏和倒塌，为了将损害降低到最低限度，我们必须对结构的地震反应进行研究和分析。现有的绝大多数的多、高层建筑都为钢筋混凝土结构。因此，钢筋混凝土框架结构的抗震分析问题在国民经济的建设中显得极为重要。
1.建立有限元模型
本文建立了不对称钢筋混凝土框架结构，结构抗震设防烈度为8度，混凝土强度等级为C35，钢筋强度为HRB335，梁、柱尺寸分别是300mm×600mm、500mm×500mm。
首先，利用PKPM分析软件对结构进行设计，得到了构件（梁、柱和楼板）的弹性模量等等参数；然后，选择适宜的模型，采用ANSYS有限元软件对结构进行了时程分析。分析时，利用汶川地震波及其扭转分量对结构采用三种工况：单向地震波（沿结构短轴输入水平地震波）、双向地震波（两水平分量相同）和双向及扭转地震波（考虑地震动扭转分量作用）。
图1.不对称框架结构平面布置图
2.计算结果分析
表1.汶川波地震作用下不对称结构各工况柱位移比较
楼层 △1 △2
角柱 边柱 中柱 角柱 边柱 中柱
1 7.73 7.95 7.14 4.52 4.68 3.73
2 10.82 10.83 10.34 7.66 7.65 7.05
3 13.45 13.45 13.12 10.40 10.41 9.98
4 15.28 15.27 15.05 12.37 12.38 12.07
5 16.32 16.32 16.17 13.48 13.51 13.30
6 16.85 16.79 16.72 14.11 14.08 13.93
表2.汶川波地震作用下不对称结构各工况层间位移比较
楼层 双向及扭转地震波 双向地震波 单向地震波
U（mm） ΔU（mm） U（mm） ΔU（mm） U（mm） ΔU（mm）
1 7.46 7.46 7.24 7.24 6.93 6.93
2 22.20 14.73 21.57 14.32 20.03 13.10
3 36.04 13.84 35.07 13.50 31.77 11.74
4 47.83 11.79 46.62 11.55 41.49 9.72
5 56.41 8.58 55.03 8.41 48.50 7.01
6 62.18 5.77 60.72 5.69 53.21 4.72
表中：U表示楼板位移最大值；ΔU表示层间位移。
楼层位移最大值出现在顶层角柱，造成层间位移最大值出现在第二层，结构层间位移大于弹性限制小于弹塑性限制，表明结构进入塑性变形。位移时程曲线显示多维地震波相对于单向地震波在时间上有一定的滞后。
结构受力显示，同种结构下，多维地震波作用大于单向，特别是扭矩，多维地震波作用是单向的2～3倍；当考虑扭转分量的作用时，结构内力受其影响有所增大，特别是扭矩。
3.结论
对多层结构进行抗震设计时，应控制好建筑结构两方向的刚度，尽量使用平面对称布置，小跨度；设计时要注意底层和角柱、准确考虑楼板的作用和适当加大柱尺寸，使结构尽可能实现“强柱弱梁”机制；尽可能采用轻质材料，减轻结构的自重，降低地震作用的效应，尤其地震作用的扭转效应。
参考文献
[1] 肖峰.按新旧规范设计的非规则框架结构的抗震性能对比分析[D].重庆大学，2003：1～5.
[2] 刘季.建筑结构地震扭转效应的反应谱解析方法[J].哈尔滨建筑工程学院学报，1978.
[3] 魏琏.多层建筑扭转弹塑性地震反应分析[J].土木工程学报，1980，（1）：23-29.
[4] tional and Tensional Vibrations in Buildings[J].Bulletin of the Seismological Society of America，Vol.28，No.2，1938：89-130.
[5] M.N.Bugeja，D.P.Thambiratnam，G.H.Brameld.The influence of stiffness and strength eccentricities on the inelastic earthquake response of asymmetric structures[J].Engineering Struetures，Vol.21，1999： 856-863.