建筑结构抗震第2章

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1、第2章非弹性反应谱哈尔滨工业大学土木工程学院讲师：李爽E-mail：shuangli@hit.edu.cn2010年5月•目的和意义•单自由度体系非弹性位移比谱•恢复力滞回模型的影响•考虑P-Δ效应的非弹性位移比谱•近断层脉冲型地震动影响•应用于实际框架结构的修正一、目的和意义随着对结构地震反应认识的加深和地震灾害实测资料的增加，人们认识到：结构在强烈地震作用下，必然进入非弹性反应阶段；而在此时结构的位移对结构破坏将起到很大作用。所以传统基于力的设计方法也需要一种简便的估计地震作用下的最大位移的方法，来控制结构破坏。一句话：非弹性位移比谱

2、方法可以用于结构非弹性位移反应的评估。与时程分析方法相比，更简单和具有普适性。•位移系数/位移比谱法位移系数法是指通过结构保持完全弹性时的最大位移来估计结构的最大非弹性位移的方法。具体公式如下：Cie将位移系数按照结构周期进行排列形成的曲线叫做非弹性位移比谱；因此位移系数法又被称为非弹性位移比谱方法。•通过大量地震动的时程分析，得到统计意义上的平均非弹性位移比谱。•以此位移比谱作为标准，考察不同的因素对非弹性位移比谱影响。•采用修正系数法将单自由度体系位移比谱应用到实际框架结构中去。二、单自由度体系非弹性位移比谱•结构体系自振

3、周期从0.07s至5.50s的37个单自由度体系（x＝5％）理想弹塑性（elastoplastic）恢复力模型结构位移延性系数分别为2.0、3.0、4.0、5.0和6.0•地震动记录在国内外的30次地震中选择了476条地震动记录，并按我国规范将其分为四类场地。场地类别场地描述记录数量Ⅰ坚硬土113Ⅱ中硬土133Ⅲ中软土133Ⅳ软弱土974.04.03.53.5(SI)(()SII)3.0结果表明场地条件3.02.52.5C对非弹性位移比谱在C2.02.0151.5较短周

4、期的谱值以及151.51.0位移比谱拐点周期的1.00.1160.116T(s)T(s)4.0影响最大。4.03.53.5(SIII)(SIV)3.03.02.52.5CC2.02.01.51.51.01.00.1160.1T(s)16T(s)四类场地上的平均位移比谱•对不同场地条件下的非弹性位移比谱进行回归分析，得到其简化公式：ZlogTCXY101.0(1(1))(1(1))e拟合参数场地分类XYZⅠ类场地0.01230.02612.4789Ⅱ类

5、场地0.02530.03352.4013Ⅲ类场地0.00000.05422.0467Ⅳ类场地-0.05270.11841.56384.04.0(SI)(SII)3.5meancurve3.5meancurvefittingcurvefittingcurve303.0303.02.52.5CC2.02.01.51.51.01.00.1160.116T(s)T(s)404.0404.0(SIII)(SIV)3.5meancurve3.5meancurvefittingcurvefittingcurve3.03.0252.5252.5C

6、C2.02.01.51.51.01.00.1160.116T(s)T(s)拟合曲线与实际曲线比较•小结通过大量地震动作用下的时程分析计算，得到了四类场地上的平均非弹性位移比谱，考察场地影响，并给出了适用于不同场地类型的位移比谱估计公式。三、恢复力模模的型的影影响•采用双线性滞回模型，以理想弹塑性体系为标准体系。刚度退化屈服后刚度对位移比谱的影响F12(7)8Fy63y95(10)4卸载无刚度退化反向加载指向最大位移点刚度退化双线性模型（Colugh模型）1.2刚度退化从增大结1.2(SI)(SII)

7、1.11.1构非弹性位移反应转nornor/C/C1.01.0deg入降低结构的非弹性degCC090.9位移反应的分界周期090.90.8随场地条件的变软0.80.1T(s)160.1T(s)16121.2（场地特征周期的增1.2(SIII)(SIV)1.1加）而逐渐增加。1.1nornor/C/C/1.0deg1.0CdegC0.90.90.80.80.1T(s)160.1T(s)16刚度退化对位移比谱的影响F6''2'0.101r=6r=0

8、.002r=-0.16'02''y5''3'5345'3''屈服后刚度的变化3.04.5r4.0rrr2.5r