建筑结构抗震第3章-1.ppt

* 三、重力荷载代表值的确定 结构的重力荷载代表值等于结构和构配件自重标准值Gk加上各可变荷载组合值 ---第i个可变荷载标准值； ---第i个可变荷载的组合值系数； 不考虑 软钩吊车 0.3 硬钩吊车 0.5 其它民用建筑 0.8 藏书库、档案库 1.0 按实际情况考虑的楼面活荷载 不考虑 屋面活荷载 0.5 屋面积灰荷载 0.5 雪荷载 组合值系数 可变荷载种类 按等效均布荷载考虑 的楼面活荷载 吊车悬吊物重力 组合值系数 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 3.1 概述 地震作用 结构的地震反应 结构、构件的地震作用效应 第三章 地震作用和结构抗震验算 地震作用和结构抗震验算是建筑抗震设计的重要环节，是确定所设计的结构满足最低抗震设防安全要求的关键步骤。 由于地震作用的复杂性和地震作用发生的强度的不确定性，以及结构和体形的差异等，地震作用的计算方法是不同的： (1) 振型分解反应谱法 (2）底部剪力法（简化方法） （3）时程分析法 （4）静力弹塑性方法（简化方法） 地震作用的概念和特点 地震作用： 地震释放的能量，以地震波的形式向四周扩散，地震波到达地面后引起地面运动，使地面原来处于静止的建筑物受到动力作用而产生强烈振动。在振动过程中作用在结构上的惯性力就是地震作用。(以前称为地震荷载) （1）不是直接作用在结构上，属于间接作用； （2）不仅取决于地震烈度、设计地震分组和场地类别等地震特性，还与结构的动力特性（自振周期、阻尼等）密切相关。 特 点？ 结构抗震理论的发展过程 静力理论阶段 反应谱理论阶段 动力理论阶段 基于性态的抗震设计理论 -Performance-based seismic design 二、与各类型结构相应的地震作用分析方法 不超过40m的规则结构：底部剪力法 一般的规则结构：两个主轴的振型分解反应谱法 质量和刚度分布明显不对称结构：考虑扭转或双向地震作用的振型分解反应谱法 8、9度时的大跨、长悬臂结构和9度的高层建筑：考虑竖向地震作用 特别不规则、甲类和超过规定范围的高层建筑：一维或二维时程分析法的补充计算 3.2 单自由度弹性体系的地震反应分析 一、地震作用下单自由度体系的运动方程 质点位移 质点加速度 惯性力 弹性恢复力 阻尼力 运动方程 方程建立——达朗贝尔原理 二、单自由度体系动力学分析 1.单自由度体系自由振动 （1）无阻尼时 时 （2）有阻尼时 m 将荷载看成是连续作用的一系列冲量，求出每个冲量引起的位移后将这些位移相加即为动荷载引起的位移。 2.单自由度体系受迫振动 ---冲量法 m （1）瞬时冲量的反应 a.t=0 时作用瞬时冲量 m b.? 时刻作用瞬时冲量 动量定理 (2) 动荷载的位移反应 m ---杜哈美（Duhamel）积分 计阻尼时 若t=0 时体系有初位移、初速度 b. 时刻作用瞬时冲量 三、单自由度体系地震作用分析 运动方程 或 其中 由Duhamel积分，可得零初始条件下质点相对于地面的位移为 最大位移反应 质点相对于地面的速度为 质点的绝对加速度为 求质点速度和加速度反应的最大值 在求最大值的过程中，作如下的三点简化 （1）由于阻尼比?很小，因此可以忽略上式中?和?2项； （2）?d与?很相近，所以可以取?d＝?； （3）用sin?(t-?)取代cos?(t-?)，作这样的处理不影响上述两式的最大值，只是相位上相乘?/2。 质点相对于地面的最大速度反应为 质点相对于地面的最大加速度反应为 最大相对速度 最大加速度 最大相对位移 最大反应之间的关系 求得了单自由度体系在地震动作用下的最大反应以后，下一步将引出地震工程领域内的核心概念“反应谱”？ 地震反应谱(response spectrum) T1 Ti Sy T 反应谱？ 单自由度体系在给定地震动作用下某种反应量的