[工学]08_地震作用和结构抗震验算-1工程_振动_稳定_全套_课件.ppt

单自由度弹性体系计算简图： 将结构参与振动的全部质量集中于一点，用无重量的弹性直杆支承于地面形成单质点体系，当该体系只作单向振动时，就形成了一个单自由度体系。如等高单层厂房、水塔等. 单质点弹性体系计算简图 （a）单层厂房及简化体系；（b）水塔及简化体系 地震反应谱：主要反映地震引起的地面运动特性 位移反应谱 ３.４多自由度弹性体系地震反应分析的振型分解法 ３.４多自由度弹性体系地震反应分析的振型分解法 ３.４多自由度弹性体系地震反应分析的振型分解法 ３.４多自由度弹性体系地震反应分析的振型分解法 ３.４多自由度弹性体系地震反应分析的振型分解法 ３.４多自由度弹性体系地震反应分析的振型分解法 ３.４多自由度弹性体系地震反应分析的振型分解法 ３.４多自由度弹性体系地震反应分析的振型分解法 ３.４多自由度弹性体系地震反应分析的振型分解法 * * * * * * * * * * * * * * * * * * 例：试用振型分解反应谱法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。 抗震设防烈度为8度，Ⅱ类场地，设计地震分组为第二组。 解： （1）求体系的自振周期和振型 （2）计算各振型的地震影响系数 （3）计算各振型的振型参与系数 （4）计算各振型各楼层地震作用 第一振型 第二振型 第三振型 （5）计算各振型的地震作用效应 1振型 2振型 3振型 （6）计算地震作用效应（层间剪力） 组合后各层地震剪力 2、底部剪力法 (1)房屋结构的质量和刚度沿高度分布比较均匀； 适用条件： (2)房屋的总高度不超过40m； (3)房屋结构在地震作用时的变形以剪切变形为主(房屋高宽比小于4时)； (4)房屋结构在地震作用时的扭转效应可忽略不计。 振动特点： (1)位移反应以基本振型为主； (2)基本振型接近直线。 m1 m2 mi mn 1 2 i n Hi H 底部剪力法基本原理 仅考虑基本振型！ (1)结构底部剪力的计算 结构的底部剪力为： 设 等效重力荷载系数 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规定 (2)各质点水平地震作用标准值的计算 适用条件： H1 G1 Gk Hk (3)对底部剪力法的修正 Ⅰ)顶部附加地震作用系数δn Tg(s) T11.4Tg T1 ≤1.4Tg ≤ 0.35 0.08 T1+0.07 0 0.3～0.55 0.08 T1+0.01 0 0.55 0.08 T1-0.02 0 顶部附加地震作用系数δn 当结构基本周期较长，特征周期Tg较小时，由于高阶振型的影响增大，且主要影响在结构上部，按质点i的水平地震作用标准值计算式计算时，结构顶部的地震剪力偏小，故须按顶部附加地震作用系数δn进行调整。 Ⅱ)T11.4Tg 时各质点水平地震作用 当结构基本周期T11.4Tg时，将结构总地震作用的一部分作为集中力△Fn作用于结构顶部。 F1 F2 Fi Fn 1 2 i n Hi H G1 G2 Gi Gn △ Fn Ⅲ) “鞭端效应” 震害表明，局部突出屋面的小建筑如电梯机房、水箱间、女儿墙、烟囱等，它们的震害比下面主体结构严重。这是由于出屋面的这些建筑的质量和刚度突然变小，地震反应随之急剧增大的缘故。这种现象在地震工程中称为“鞭端效应”。 顶部附加地震作用系数 —— 顶部附加地震作用系数，多层内框架砖房0.2,多层钢混、钢结构房屋按下表,其它可不考虑。 六、竖向地震作用 1、高层建筑 2、屋架和屋盖 3、长悬臂和其他大跨结构 《抗震规范》规定，对于烈度为8度和9 度的大跨和长悬臂结构、烟囱和类似的高耸结构以及9度时的高层建筑等，应考虑竖向地震作用的影响。 七、多自由度体系的时程分析 反应谱法有何缺点？ 不能反映地震作用下的反应过程，尤其是在强烈地震作用下结构进入塑性状态时，基于弹性分析的反应谱法就不能得到真正的地震反应。 时程分析方法的基本思路： 将地震作用的整个过程划分为很多个小的微时段，对每一时段中结构的特性(如结构是处于弹性、弹塑性或塑性阶段)可以通过前面时段的结果来确定，并对结构在这一时段中的反应规律作数值上的假设，从而使计算简化，并求出该时段末时的结构反应，作为下一时段结构反应计算的基础。 地震波的选用 恢复力特性曲线 结构计算模型 地震反应的数值分析 八、结构抗震验算 1、二阶段设计法 第一阶段设计：按多遇地震作用效应和其他荷载效应的基本组合验算构件截面抗震承载力，以及多遇地震作用下验算结构的弹性变形； 第二阶段设计：按罕遇地震作用下验算结构的弹塑性变形。 2、结构抗震强度验算 荷载组合： 截面承载力抗震验算： 3、结构抗震变形验算