本文引入了考虑空间耦合作用的杆件弹塑性本构模型，并提出了框架部分竖向位移平面假定，对高层建筑结构的竖向振动模型进行了简化，故可以用空间杆系一层模型对包括钢结构在内的剪力墙可以任意布置的复杂高层建筑进行竖向地震作用下的弹塑性动力时程分析。
竖向地震作用会引起额外的水平力并增大结构的P-Δ效应。本文将竖向地震作用引入到水平运动微分方程中,采用MATLAB求解非线性微分方程,研究了竖向地震作用对水平地震反应谱的影响,并在此基础上考虑竖向位移对新型三维隔震墩水平刚度的影响,进行了新型三维隔震结构非线性时程分析。研究结果表明:考虑竖向地震作用引起的P-Δ效应后,结构自振周期随时间变化,加速度反应谱值减小而位移反应谱值增大;结构高度越小、结构周期越长,竖向地震作用对反应谱的影响越大;考虑竖向地震作用及竖向位移对弹簧水平刚度的影响后,新型三维隔震结构加速度反应减小、位移反应增大,新型三维隔震结构减震系数可以控制在0.5以下。
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