框架梁位移分析及研究

为研究坡面框架梁结构的地震位移响应特性，振动台模型试验时在中间竖梁节点处布置激光位移传感器监测点，传感器编号由下到上依次为J1、J2、J3和J4，具体见图3.13（b）所示，监测各加载工况下框架梁节点处的响应位移峰值及残余变形值。本节选取人工波激励时的动位移响应值进行分析。

1.峰值位移

框架梁监测点的位移响应峰值与台面监测地震波峰值的关系见图3.29所示，值得注意的是监测点J1在地震波峰值为0.7g后的数据异常[图3.31（a）]，分析其产生原因为边坡顶部滑落下的土体在坡脚堆积，故将其剔除。由图3.29可知，框架梁结构在人工波激励时的动位移峰值响应特性为：

（1）监测点J1的地震位移峰值较小，基本为0，余下监测点的位移响应峰值随输入地震波峰值加速度的增加呈线性增大，但在台面监测地震波峰值为0.7g时出现转折点，位移响应峰值的增加速率呈现二阶段变化特性，分别为缓慢增加阶段和快速增加阶段。

（2）在同一峰值地震波激励时，框架梁结构的位移响应峰值随高度的增加而增大，具体表现为J4测点＞J3测点＞J2测点＞J1测点。

（3）当输入地震波峰值加速度增加时，框架梁结构的位移响应峰值增长速率随高度的增加而变大，见图3.29中编号分别为4#、3#、2#线的斜率，其大小关系为4#＜3#＜2#。

图3.29　框架梁位移响应峰值与台面监测地震波峰值关系

2.残余变形(www.xing528.com)

框架梁监测点的残余位移与台面监测地震波峰值的关系见图3.30所示。由图可知，在地震波加载工况下，框架梁结构的残余变形值很小，最大值不超过0.3 mm。为判断该残余变形值是否为框架梁结构在地震过程中真实产生的，本节给出了J1、J2、J3、J4监测点的位移-时间曲线，见图3.31所示，根据其变形趋势可判断J2、J3、J4监测点在台面监测地震波峰值为0.761g时确实产生了较小的残余变形。分析图中位移随台面监测地震波峰值的变化规律，知：

（1）在台面监测地震波峰值不大于0.5g时，框架梁结构在地震作用下处于弹性响应阶段；随着输入地震波峰值加速度的增加，监测点J3和J4开始出现残余变形，而监测点J1和J2仍处于弹性阶段；在监测地震波峰值为0.7g时，监测点J2也开始产生残余变形。

（2）台面监测地震波峰值相同时，残余变形值的变化规律为随着高度的增加而增大，即监测点J4＞监测点J3＞监测点J2。相邻测点间的残余变形差值最大为0.183 mm，此时混凝土梁的剪应变为4.8×10－4，小于其极限剪应变。

图3.30　框架梁残余位移与台面监测地震波峰值关系

图3.31　框架梁测点位移时程曲线

综上分析可知：坡面框架梁结构在地震作用下响应位移峰值随输入地震波峰值加速度的增加呈线性增大，在输入地震波峰值不大于0.5g时无残余变形，框架梁处于弹性响应阶段；在输入地震波峰值为0.761g时框架梁结构出现残余变形，但其变形值较小，最大值为0.247 mm，框架梁结构完好无损。