建筑結構抗震設計四

3.1概述3.1.1結構的地震反應結構由于地震動產生強迫振動，引起的結構內力、變形、位移、運動速度、加速度等動力反應。3.1.2地震作用地震作用即結構地震慣性力，是間接作用，不是荷載。第三章地震作用和結構抗震驗算地震作用和結構抗震驗算是建筑抗震設計的重要環(huán)節(jié)，是確定所設計的結構滿足最低抗震設防安全要求的關鍵步驟。由于地震作用的復雜性和地震作用發(fā)生的強度的不確定性，以及結構和體形的差異等，地震作用的計算方法是不同的?？煞譃楹喕椒ê洼^復雜的精細方法。底部剪力法振型分解反應譜法時程分析法靜力彈塑性方法一、結構抗震理論的發(fā)展1.靜力理論階段---擬靜力法1920年，日本大森房吉提出。假設建筑物為絕對剛體。地震作用---地震系數(shù)將F作為靜荷載，按靜力計算方法計算結構的地震效應，F(xiàn)亦稱為等效地震荷載。2.定函數(shù)理論蘇聯(lián)扎夫里耶夫首先提出的，他認為地震地面運動可用余弦函數(shù)來描述，也即地面位移為蘇聯(lián)的柯爾琴斯基提出地面運動可用若干個不同振幅、不同阻尼和不同頻率的衰減正弦函數(shù)的和來表示，也即3.反應譜理論---反應譜法1940年，美國皮奧特提出。地震作用---重力荷載代表值---地震系數(shù)（反映震級、震中距、地基等的影響）---動力系數(shù)(反映結構的特性,如周期、阻尼等的影響)按靜力計算方法計算結構的地震效應目前，世界上普遍采用的方法。4.直接動力分析理論---時程分析法將實際地震加速度時程記錄（簡稱地震記錄earth-quakerecord）作為動荷載輸入，進行結構的地震響應分析。此外，有用隨機振動理論來分析結構地震響應統(tǒng)計特征的，有以地震時輸入結構的能量進行設計，使結構所吸收的能量不致造成結構破壞的理論等。但這些方法還沒有進入抗震設計規(guī)范，因此未被抗震設計使用。5.非線性靜力分析方法（PushOverAnalysis)二、與各類型結構相應的地震作用分析方法不超過40m的規(guī)則結構：底部剪力法一般的規(guī)則結構：兩個主軸的振型分解反應譜法質量和剛度分布明顯不對稱結構：考慮扭轉或雙向地震作用的振型分解反應譜法8、9度時的大跨、長懸臂結構和9度的高層建筑：考慮豎向地震作用特別不規(guī)則、甲類和超過規(guī)定范圍的高層建筑：一維或二維時程分析法的補充計算3.1.3結構動力計算簡圖及體系自由度

集中質量法3.2單自由度彈性體系的地震反應分析3.2.1地震作用下單自由度體系的運動方程質點絕對位移質點絕對加速度慣性力彈性恢復力阻尼力運動方程達朗貝爾原理3.座2.尸1運動票方程斬的解一、皇單自錘由度槽體系銹自由走振動（1）無跳阻尼臣時時（2）有擁阻尼幅時方程墾的解令令方程再的解：當為有役阻尼遮自由危振動園位移現(xiàn)方程為無屈阻尼咸簡諧楚周期飽振動花位移亡方程當箱體辜系不猾產生舟振動省，稱方為過趣阻尼洋狀態(tài)醫(yī)；當證稱康為臨倆界阻蘆尼狀腹態(tài)。時時臨界管阻尼蜻系數(shù)時阻尼亦比無阻憤尼自臟由振陷動圓然頻率無阻捆尼自幣振周盟期因體助系的屋質量m與剛隊度k是體溫系固喪有的建，因享此無萄阻尼講體系橫自振準頻率宮或周兇期也柏是體茫系固取有的墻，稱愁為固巡壽有頻立率與宇固有曉周期程。有阻飄尼自懸由振喪動圓徹頻率m將荷蠅載看茄成是爺連續(xù)濃作用硬的一偷系列墊沖量定，求場出每振個沖注量引粘起的概位移獅后將遞這些行位移塵相加傾即為動謝荷載養(yǎng)引起噸的位資移。二、綿單自宰由度欄體系科受迫情振動--金-沖量姻法m（1）.瞬時暑沖量醉的反印應a.t=肢0時作魔用瞬建時沖吊量mb.

時刻作用瞬時沖量(2寨).動荷巨載的默位移飯反應m--能-杜哈賠美積敗分計阻肌尼時若t=絞0時體妥系有匠初位接移、郊初速境度b.

時刻作用瞬時沖量三、廚單自絨由度坦體系綠地震挖作用菊分析運動杏方程或其中由Du賀ha翠me府l積分貧可得棚零初筍始條唐件下船質點貧相對耍于地拘面的晚位移榜為最大米位移摸反應即單咬自由沿度體嚼系一辟般地踐面運次動強敢迫振裝動的竹位移之方程質點沾相對榆于地糊面的魚速度撥為質點其相對直于地嫁面的朗最大丑速度起反應嶼為質點餡的絕定對加夠速度糾為質點次相對踩于地擁面的艱最大粥加速弄度反充應為四、刑地震乏反應住譜最大矮相對壇速度最大拆絕對槽加速框度最大遞反應稱之間救的關拜系在阻藝尼比洞、地鼻面運嚼動確伸定后到，最終大反倘應只閣是結因構周層期的乓函數(shù)醒。單自君由度漢體系淋在給備定的返地震希作用雹下某牙個最梯大反攀應與錦體系自振穿周期回的關熟系曲君線稱占為該丹反應循的地汗震反梁應譜科。最大那相對矩位移位移絹反應解譜Elcentro1940（N-S）地震記錄相對昆速度圈反應窄譜Elcentro1940（N-S）地震記錄絕對讀加速茫度反自應譜Elcentro1940（N-S）地震記錄相對位移反應譜絕對加速度反應譜相對速度反應譜地震猶反應丑譜的止特點1.阻尼榆比對戶反應磨譜影席響很諷大2.對于焦加速掀度反服應譜涂，當堆結構材周期錄小于某掙個值伍時幅狠值隨逝周期葡急劇宴增大盤，大于幫某個馬值時餅，快統(tǒng)速下俱降。3.對于掀速度你反應疏譜，去當結胃構周飛期小喉于某個值鳥時幅炸值隨冒周期遵增大宜，隨槳后趨猛于常拍數(shù)。4.對于脫位移漠反應肌譜，里幅值情隨周恰期增才大。不同腎場地仿條件才對反駕應譜外的影缸響將多召個地洲震反秧應譜繳平均獄后得低平均棵加速落度反忌應譜地震膠反應乘譜是休現(xiàn)階病段計棍算地摘震作