单层不等高厂房横向抗震分析及振型分解反应谱程序开发的研讨.pdf

摘 要 本论文主要作了以下两方面的研究:其一是以振型分解反应谱法为参照，通过实例 的对比计算，并结合理论分析，研究了现行规范中提到的简化方法底部剪力法在单层不 等高厂房横向抗震分析中的适用性问题。发现规范中的底部剪力法及其相应修正系数在 应用于单层不等高工业厂房时仍存在误差，并进一步分析探讨了误差的大小、位置、变 化规律、影响因素;其二是研究结构动力分析可视化程序的开发问题，并利用科学计算 语台Matlab及其Guide功能开发了界面友好，操作简单的振型分解反应谱法求解器。结 论总结如下: 1.现行规范中的底部剪力修正系数法在用于单层不等高J一房横向抗震分析时，会 因各种因素的影响产生较大的误差，使用当中应慎重。 2.误差随结构自身以及外界条件的不同而变化，这种变化在低跨较为明显。 3.主要影响误差变化的因素有:结构的基本自振周期、结构的弯剪刚度比、高低 跨质量比、场地类型、厂房单元长度。 4.给出了现行规范中的底部剪力修正系数法用于单层不等高厂房横向抗震分析时 所产生的误差随以上影响因素的变化趋势图，为合理使用此简化方法提供参考。同时为 进一步研究单层不等高厂房以动力放大系数为主的简化抗震分析方法打下基础。 5.对于单层不等高厂房横向抗震分析适宜手算的简化公式，应充分考虑到高阶振 型的影响，建议在简化公式研究过程中保留振型分解的做法，同时寻求适宜的高阶动力 参数近似求解公式，即做到用适宜于手算的近似公式求出各阶振型，再用平方和开方的 SRSS法最终求出较为准确的解。 6.现行规范中的底部剪力修正系数法误差的随机性较大，建议对于单层不等高厂 房抗震分析采用振型分解法。为方便设计，实现计算机求解，本研究以国际流行的科学 计算软件Matlab为平台，开发了界面友好，操作简单地振型分解反应谱法求解器。 7.具有强大的数值计算特别是矩阵运算功能的科学计算软件Matlab，将其用于结 构的动力、静力分析，并进一步利用Matlab的Guide功能开发可视化软件，具有较好的 应用前景。 两方面的研究不但为不等高厂房横向抗震分析做出了有益的建议，提供了进一步研 究抗震简化方法的理论基础，也为抗震分析设计提供了有利的计算工具;同时，以Matlab 计算机高级语言作为开发工具，实现了振型分解反应谱法的计算机程序化操作，为结构 动力分析软件的开发开辟了一条较好的途径。 关键词:单层不等高厂房; 横向抗震分析; 底部剪力法; 振型分解反应谱法; Matlab可视化程序设计 Abstract Thepapermainlyincludestwoaspectsstudies.Oneisadaptabilityofbottomshearing forcemethodinhorizontalanti-seismicanalysisofsinglestoreyunequalheightmillbuilding Byrespectivelyadoptingbottomshearingforcemethodandvibrationseparatedmethodto calculateandanalyzeapracticalmillbuildingshorizontalseismiccapacity,itshowedthat thereareafewerrorsinusingshearingforcemethod.Thepaperanalyzestheerrorssize, place,changepatternandeffectelements;Thesecondisaboutresearchondevelopingvisual computerprogramofresponsespectrummethodbasedonvibrationseparatedwithMatlabs Guidetoolbox.Theconclusionissummarizedasfollows: 1.Therewillcausesomelargererrorsbecauseofvariousfactorsinusingshearingforce methodandcorrespondingcoefficientincurrentcasetoanalyzehorizontalseismicof singlestoreyunequalheight