设计反应谱与抗规解释.ppt

1 设计地震动 地震动输入 * 设计地震动（也称地震动输入 ） 为结构抗震设计提供的地震输入 设计地震动参数的三种形式： 1）设计地震动峰值参数：a、v、d 2）设计反应谱 3）地震动时程 设计地震动是工程地震学研究的主要成果 * 确定设计地震动要考虑的因素 可接受的破坏后果和抗震设防标准 由于结构不可能建造到能抗御任何强烈地震，地震又是小概率事件，也无必要无限加大抗震强度。一般考虑结构在经常遇到的中小地震作用下不产生影响使用的破坏，在不常遇到的大震作用下允许破坏，但不至于伤人。 工程场地可能遭遇的地震动大小 由地震区划、地震小区划、地震危险性分析确定。 经济发展水平 各国的经济发展程度不同，对抗震设防的投入有差别，还要考虑社会可以接受的损失水平，综合考虑决定抗震设防水平。 抗震设计方法 （静力理论-反应谱理论-动力理论） 根据抗震设计方法选择设计地震动参数，如表示地震动强度的加速度；表征结构对地震动反应的反应谱等。 * 2-1）设计反应谱的来历 (b) T/s 2-2）设计反应谱的形状 2-3）设计反应谱的参数 2-4）设计反应谱参数如何确定 * 2-1）设计反应谱的来历 每条地震动（每条记录）都可以计算反应谱，形状各异，以哪条为准？ 对同一个结构（相同的单自由度体系的固有周期），不同反应谱之间数值变化大，不好遵循； 各记录反应谱的绝对值也相差很大； 处理方法：标准化（归一化）得到放大倍数 简化曲线，平滑化 目的：便于使用 * 2-2）设计反应谱的形状 要反映反应谱一般的变化规律 要简单，便于使用 * 2-2）设计反应谱的形状 要反映反应谱一般的变化规律 要简单，便于使用 （T=0时，反应谱值？） * 2-3）设计反应谱的参数 五个参数： * 2-3）设计反应谱的参数 五个参数： * 2-4）设计反应谱的参数如何确定 五个参数： ：随场地（土层结构略有变化，但大致在0.ls附近，就固定取0.1s； ：随地震动而有变化，在2.0—3.0之间，取值受经济实力影响，我国2.25，美国取2.5； ：视该规范的结构对象而定，一般建筑：3s，现在经济发展，有高层，扩大到6s，对于大型桥梁等，是不够的。 * 2-4）设计反应谱的参数如何确定 五个参数： ：称为特征周期，根据实际归纳的； 物理意义：反映场地对长周期地震动的放大作用，土层越软，越厚（卓越周期越大），长周期地震动放大越多，特征周期就越长，所以与场地类别密切相关。 同时考虑经济实力，因为特征周期越长，反应谱平台就越宽，进入最大放大倍数的结构就越多。 ：按照实际记录统计（1-0.9） * 我国抗震设计规范对设计地震动的规定 我国和世界上大多数国家和地区的抗震设计规范都采用反应谱理论。将加速度反应谱归一化，给出无量纲的动力放大系数谱： 式中 为动力放大系数，亦称标准反应谱； 为地震动加速度反应谱； a为地震动峰值加速度。 经过统计平均和平滑化处理，得到比较规则变化的简单曲线，便于结构抗震设计使用。 * 我国1964年抗震设计规范的设计反应谱 * 我国建筑抗震设计规范的规定（GB50011-2010） 1）地震影响系数 是设计反应谱的另一种表现形式，放大倍数就是设计反应谱。设计习惯用重量，引入地震系数（惯性力是重量的比例）改写公式： 由反应谱可求结构加速度as 再代入 * 我国现行《建筑抗震设计规范（GB50011-2010）》对设计地震动的规定 图为我国《建筑抗震设计规范（GB50011-2010）》给出的设计反应谱，用地震影响系数曲线表示。地震影响系数定义如下： 式中 称为地震系数；a为地震动峰值加速度，g为重力加速度， 为标准反应谱，即动力放大倍数谱。 小震（多遇烈度）、中震（基本烈度）和大震（罕遇烈度）的定义 超越概率 63.5% 10% 3% 峰值加速度 A/3 A 2A 烈度 f(I) 极值Ⅲ型 I I-1.55 I+1 63.5% 10% 3% 50年地震烈度的概率密度函数 概率密度函数 *