防灾减灾工程学 教学课件 作者 江见鲸 第12章　结构地震反应分析和结构抗震验算.ppt

《防灾减灾工程学 教学课件 作者 江见鲸 第12章　结构地震反应分析和结构抗震验算.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、16037-12a主编第12章　结构地震反应分析和结构抗震验算12.1　结构抗震设计理论的历史发展和回顾12.2　结构地震作用计算的基本原则12.3　单自由度体系的地震位移反应分析12.4　单自由度体系的水平地震作用和反应谱12.5　多自由度线弹性体系运动方程的建立12.6　多自由度无阻尼线弹性体系自由振动12.7　多自由度线弹性体系地震反应计算的振型分解反应谱法12.8　多自由度线弹性体系地震作用计算的底部剪力法12.9　结构基本周期的近似计算12.10　水平地震作用下地震内力的调整12.11考虑水平

2、地震作用扭转影响的计算12.12竖向地震作用的计算12.13多自由度体系弹塑性地震反应的时程分析法12.14结构静力弹塑性地震反应分析法12.15结构截面抗震验算12.16结构抗震变形验算12.1　结构抗震设计理论的历史发展和回顾12.1.1　静力理论阶段12.1.2　反应谱理论阶段12.1.3　动力理论阶段12.1.1　静力理论阶段作用于建筑物每一个楼层的水平地震作用就等于结构该层的质量mi和地面的最大加速度的乘积，即（12-1）12.1.2　反应谱理论阶段按照反应谱理论，作为一个单自由度弹性体系结构

3、的地震作用为（12-2）12.1.3　动力理论阶段20世纪60年代中期以后，随着强烈地震的不断发生，地面和建筑物震动记录的不断积累，以及高层建筑、海洋石油平台、核电站等大量兴建，需要计算其在弹塑性状态下的变形以防止结构的倒塌。计算机技术的大发展，为动力理论阶段的到来提供了强大的技术支撑和物质基础。12.2　结构地震作用计算的基本原则表12-1　采用时程分析的房屋高度范围12.2　结构地震作用计算的基本原则表12-2　时程分析所用地震加速度时程曲线的最大值(单位：gal)12.3　单自由度体系的地震位移反

4、应分析12.3.1　地震作用下单自由度线弹性体系的振动微分方程12.3.2　单自由度无阻尼线弹性体系的自由振动分析12.3.3　单自由度线弹性体系的地震位移分析12.3.1　地震作用下单自由度线弹性体系的振动微分方程图12-1　单自由度体系的地震分析模型12.3.1　地震作用下单自由度线弹性体系的振动微分方程（12-3）（12-4）（12-5）（12-6）（12-7）（12-8）（12-9）（12-10）（12-11）（12-12）（12-13）12.3.2　单自由度无阻尼线弹性体系的自由振动分析（12

5、-14）（12-15）（12-16）12.3.2　单自由度无阻尼线弹性体系的自由振动分析12.3.2　单自由度无阻尼线弹性体系的自由振动分析(1)周期、圆频率(角频率)、频率。(2)振幅、位相、初位相。（12-17）（12-18）（12-19）(1)周期、圆频率(角频率)、频率。(2)振幅、位相、初位相。幅是结构振动时离开平衡位置的最大位移，一般用A表示。振幅的大小不仅与结构的固有特性有关，也与结构振动的初始条件有关，它反映了外界给予结构能量的大小。位相就是角度ωt+φ，单位为弧度或度，一个确定的位相对

6、应于结构一个确定的运动状态。初位相是角度φ，单位为弧度或度，它表示结构在开始振动时的运动状态。12.3.3　单自由度线弹性体系的地震位移分析（12-20）（12-21）（12-22）（12-23）（12-24）12.3.3　单自由度线弹性体系的地震位移分析(1)当ξ＜1,ω′＞0，则体系将产生振动。(2)当ξ＞1，ω′＜0，则体系将不振动，这种形式的阻尼称为过阻尼。(3)当ξ=1，ω′=0，则体系也不产生振动，这时ξ=c/2mω==1，cr=2mω，称为临界阻尼，ξ=1时称为临界阻尼比。12.3.3　单

7、自由度线弹性体系的地震位移分析（12-25）（12-26）（12-27）（12-28）（12-29）图12-2　有阻尼体系的自由振动位移时程反应12.3.3　单自由度线弹性体系的地震位移分析图12-3　地震加速度时程曲线12.3.3　单自由度线弹性体系的地震位移分析12.4　单自由度体系的水平地震作用和反应谱12.4.1　单自由度线弹性体系水平地震反应12.4.2　设计反应谱12.4.3　重力荷载代表值的确定12.4.1　单自由度线弹性体系水平地震反应（12-30）（12-31）12.4.1　单自由度线

8、弹性体系水平地震反应（12-32）（12-33）（12-34）（12-35）（12-36）12.4.1　单自由度线弹性体系水平地震反应（12-37）（12-38）（12-39）12.4.2　设计反应谱（12-40）（12-41）（12-42）（12-43）12.4.2　设计反应谱表12-3　基本烈度与地震系数的关系12.4.2　设计反应谱(1)取同样场地条件下的许多加速度记录，并取结构的阻尼比为0.05，得到该阻尼比的地震反应谱Sai(T)