抗震计算中几个问题的研究

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1、抗震计算中几个问题的研究黄吉锋，李云贵，邵弘，陈岱林(中国建筑科学研究院，北京，100013)［摘要］从能昴的角度对抗震计算中的一些问题进行了研究：提出了判断振熨数足够与否的通用方法；提出最不利地震作用方向的概念，并具体给出了计算方法；从反应能的观点定义了振羽方向角，并给出计算公式；借鉴ETABS程序定义了振型的侧振成分和扭振成分的计算公式，并给出了一个儿何解释。」•.述成果已在PMSAP.SATWE和TAT结构分析程序中实现，应用效果良好。［关键词］参与能量比，广义有效质量系数，最不利地震作用方向，振型方向角，

2、侧振成分，扭振成分［中图分类号］TU973*.31;TU973*.2［文献标识码］AResearchofSomeProblemsinStructuralEarthquakeAnalysisHUANGJi-feng；LIYun-gui；SHAOHong；CHENDai-lin(ChinaAcademyofBuildingResearch,Beijing,100013)［Abstract］Basedontheviewpointofstrainenergy,someproblemsinstructuralearthqu

3、akeanalysishavebeenresearchedinthispaper.Firstly,ageneralmethodofjudgingtheadequacyofthenumberofparticipationmodesisproposed・Secondly,theauthoradvancetheconceptof“themostdisadvantageousearthquakedirection",onwhichadetailedalgorithmisgiven.Thenthedirectionangl

4、eofamodeisdefinedandthecorrespondingcalculationformulasarealsolisted.Atlast,thecalculationtonnulasofthelateralandthetorsionalvibratingcomponentsofamodeispresented.［Keywords］Ratioofparticipationenergy,Generalizedeffectivemassfactor,Themostdisadvantageousearthq

5、uakedirection,Directionangleofamode,Componentoflateralvibration,Componentoftorsionalvibration1.引言对结构进行地震反应谱分析，是建立在振型亞加法基础上的，它用结构在少数低阶振型上的反应的某种组合来近似代替结构的全部反应。之所以能够这样做，是因为地震反应的主要成分一•般都包含在低阶振型所张成的子空间中，用不太多的参与振型，即可算得较为准确的解。然而在实际丿应用中，面对复杂工程，我们还是难以确知参与振型到底収多少才能使误差足

6、够小。基于此，本文探讨的笫一个问题就是：参与振型数与课差的关系。一般而言，沿着水平面的不同方向，建筑结构会表现出不同的刚度性质，这就意味着相同的地震沿着不同的方向作用于结构，结构反应的剧烈程度也会不同，我们冇理由相信，一定存在某个作用方向，使得结构的地震反应在某种意义下最为剧烈，本文探讨的第二个问题就是：如何确定最不利地震作用方向。最后，振型的形式是我们了解结构刚度及质量分布性态的重要参考，木文对建筑结构振型方向的确定进行了研究，提出了i种新方法。同时，参考ETABS程序，给出同一振型中扭振成分和侧振成分的计算公

7、式。2.参与振型数是否足够的判断：广义有效质量系数WILSONE.L.教授曾经提出振型有效质量系数的概念用于判断参与振型数足够与否，并将其用于ETABS程序，他的方法是基于刚性楼板假定的。现在不少结构因其复杂性需要考虑楼板的弹性变形，因此需要-•种更为一般的方法，不但能够适用于刚性楼板，也应该能够适用丁•弹性楼板。出于这个目的，我们从结构变形能的角度对此问题进行了研究，提出了一个通用方法，下面述具详情：首先说明一些符号的含义：K:结构刚度矩阵；M:结构质量矩阵；①厂第j振型，且满足质量归一化条件①;B:地震方向向

8、量；S'TQ：加速度谱曲线；0人念厂第j周期、特征值、阻尼比；n9m：结构自由度数和参与振型数。根据地震反应谱理论，第j振型上的最大位移分虽：Xj=①J（1）相应的应变能:1T口产勺X［KXj=（