诺贝尔学术资源网_结构抗震分析.ppt

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1、建筑结构抗震设计结构抗震分析方法郭安薪博士、教授哈尔滨工业大学土木工程学院防灾减灾工程与桥梁工程学科组1.1弹性反应谱法几种不同类型反应谱的定义和物理含义反应谱（位移、速度和加速度谱）伪谱（速度、加速度）设计反应谱1.1弹性反应谱法反应谱的特征1.1弹性反应谱法设计反应谱1.1弹性反应谱法设计反应谱1.1弹性反应谱法设计反应谱1.1弹性反应谱法反应谱和设计反应谱之间的比较1.1弹性反应谱法反应谱和设计反应谱之间的比较1.1弹性反应谱法针对反应谱的研究热点和难点长周期反应谱反应谱随场地的变化近场反应谱非弹性反应谱理论能量反应谱

2、等1.2非弹性反应谱法恢复力模型1.2非弹性反应谱法恢复力模型1.2非弹性反应谱法几个基本概念1.2非弹性反应谱法几个基本概念延性系数:非弹性体系在地震动作用下的最大位移与屈服位移之比屈服强度系数：屈服剪力与弹性地震剪力的之比强度折减系数非弹性位移比1.2非弹性反应谱法弹性和弹塑性反应的差别1.2非弹性反应谱法弹塑性反应与结构自振周期和屈服强度系数关系1.2非弹性反应谱法弹塑性反应与结构自振周期和屈服强度系数关系1.2非弹性反应谱法弹塑性反应与结构自振周期和屈服强度系数关系1.2非弹性反应谱法非弹性反应谱屈服强度和延性系数的

3、确定1.2非弹性反应谱法等延性谱1.2非弹性反应谱法等延性谱1.2非弹性反应谱法等延性强度折减系数谱1.2非弹性反应谱法等延性谱1.2非弹性反应谱法等延性谱1.2非弹性反应谱法主要分析方法反应谱法（ResponseSpectraMethod）－底部剪力法与振型分解反应谱法时程分析法（TimeHistoryMethod）静力弹塑性方法（PushoverMethod）底部剪力法适用条件：对于重量和刚度沿高度分布比较均匀、高度不超过40m，并以剪切变形为主（房屋高宽比小于4时）的结构。基本假定位移反应以基本振型为主；基本振型接近直

4、线，采用倒三角形。1.3底部剪力法和振型分解反应谱法1.3底部剪力法和振型分解反应谱法振型分解反应谱法利用振型分解法的概念，把多自由度体系分解成若干个单自由度体系振动的组合，并利用单自由度体系的反应谱理论计算各个振型振动的地震作用，最后将各个振型计算出的地震效应按一定的规则组合起来，求出总的地震响应。计算结构的自振周期和振型利用反应谱计算各阶振型的总的地震作用将各阶振型总的地震作用在各质点上分配（振型）计算地震效应（弯矩、剪力、轴力）进行组合（SRSS，CQC）1.3底部剪力法和振型分解反应谱法水平地震作用下的地震内力调整突

5、出屋面附属结构地震内力调整鞭梢效应：震害表明，突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等，它们的震害比下面的主体结构严重，这是由于突出屋面的质量和刚度突然减小，地震反应随之增大的现象。长周期结构地震内力的调整考虑地基与结构相互作用的影响地震内力的调整1.4时程分析法时程分析法时程分析法是对结构物的运动微分方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法。由于此法是对运动方程直接求解，又称直接动力分析法。确定性动力分析中的时程分析法与非确定性分析的随机振动分析法。《抗震规范》规定，重要的工程结构，例如：大跨桥梁，特别不规则建筑、甲类建筑，高度

6、超出规定范围的高层建筑应采用时程分析法进行补充计算。时程分析法所包含的主要内容地震波输入的选择建模积分算法1.4时程分析法结构弹塑性时程分析方法的基本步骤按照建筑场址的场地条件、设防烈度、震中距远近等因素，选取若干条具有不同特性的典型强震加速度时程曲线，作为设计用的地震波输入；根据结构体系的力学特性、地震反应内容要求以及计算机存储量，建立合理的结构振动模型；根据结构材料特性、构件类型和受力状态，选择恰当的构件恢复力模型，并确定相应线段的刚度数值；建立结构在地震作用下的振动微分方程：采用逐步积分法求解振动方程．求得结构地震反应

7、的全过程。1.4时程分析法输入地震动的选择应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于二组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符;加速度时程的最大值可按规范给出的相应值，弹性时程分析时，每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%,多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%。1.4时程分析法输入地震动的选择数量、频谱、强度、持时全方位考虑！输入地震动分为三种类型：拟建场地的实

8、际强震记录；典型的强震记录；人工模拟地震波。输人的地震波，应优先选取与建筑所在场地的地震地质环境相近似场地上所取得的实际强震记录(加速度时程曲线)。所选用的强震记录的卓越周期应接近于建筑所在场地的自振周期，其峰值加速度宜大于100gal。此外，波的性质还应与建筑场地所需考虑的震中距相对应。