桥梁结构抗震计算-1.pdf

桥梁结构抗震 Seismic Design for Bridge Structures 土木工程学院 2010.8 1 第三章 地震作用计算 Seismic Action Calculation 3. 1 概述 3.2 静力法 3.3 单自由度体系的地震反应 3.4 单自由度体系的水平地震作用-反应谱法 3.5 多自由度体系的地震反应 3.6 多自由度体系的水平地震作用-振型分解反应谱法 3.7 竖向地震作用计算 3.8 地震反应时程分析法的概念 3.9 结构自振频率的近似计算 3.1 概 述 一、地震作用 作用：能引起结构内力、变形等反应的各种因素 直接作用 ——各种荷载：如重力、风载、土压力等 作用分类 间接作用 ——各种非荷载作用：如温度、基础沉降、地震等 由于地面运动引起的对结构的动力作用称为地震作用。 与一般荷载不同，地震作用不仅与外来干扰作用的大小及其随 时间的变化规律有关，而且还与结构的动力特性，如结构的自振 频率、阻尼等有密切关系。 确定地震作用要比确定一般荷载复杂的多。 二、结构地震反应 结构地震反应：由地震作用引起的结构内力、变形、位移及结构 运动速度与加速度等。 结构地震反应影响因素 地面运动 结构动力特性：自振周期，振型和阻尼 目前工程上，求解结构地震反应的方法分为两类： 等效荷载法：地震作用下结构的最大动荷载用等效的静荷载来表 示，然后对结构进行静力分析，校核结构的抗震能力。 直接动力分析法：对动力方程直接积分，求出随时间变化的结构 地震反应，又称“时程分析法”。 地震作用的计算方法 确定性方法 非确定性方法——随机振动分析 静态分析（最不利状态分析） 动力分析法（全过程时程分析） 静力法 反应谱理论 弹性全过程分析 弹塑性全过程分析 底部剪力法 振型分解反应谱法 三、结构动力计算简图及体系自由度 描述结构质量的两种方法 1. 连续化描述（分布质量） 2. 集中化描述（集中质量） 工程上常用 采用集中质量方法确定结构计算简图 （步骤）： 定出结构质量集中 将区域主要质量集中在质心； 位置（质心） 将次要质量合并到相邻主要质量的质 点上去； 集中化描述举例 a、水塔建筑 b、厂房 h h c、受集中质量的梁 m 主要质量：水箱部分 mm梁 次要质量：塔柱部分 m + αm 梁 水箱全部质量 集中到水箱质心 部分塔