结构地震反应的时程分析

第七章重点时程分析步骤骤弹性恢复力双双线型模型弹性恢复力三三线型模型地震波的选用用线性加速度法法第七章结结构地地震反应的时时程分析7—1概概述反应谱法地震作用等效的水平静静力荷载弹性静力分析析（多遇地震震）对于弹塑性变变形分析，（（罕遇地震作作用下）按弹塑性分析析弹弹塑性变形增增大系数真实的地震作作用与时间有有关，结构的的地震反应也也随时间变化化，反应谱法无法法反映地震作用效应应随时间变化化这一特征，所以反应谱法法是有局限性性的。结构也也不是弹性的的，反应谱法不适用于于弹塑性分析析。针对反应谱法法的局限，抗抗震设计规范范规定，甲类类建筑物，超超过12层的建筑物应采采用时程分析析法验算罕遇遇地震作用下下的弹塑性变变形。时程分析法步步骤：1、确定结构构构件的截面面尺寸和配筋筋满足现行抗震震规范的构造造要求2、选择地震震波（3-5条）场地条件、烈烈度因素3、确定结构构的力学模型型，恢复力特特性参数后面要专门讲讲这两个问题题4、解动力方方程，求地震震反应5、验算变形形（弹塑性变变形）是否满足抗震震要求如果不满足，，修改设计（（截面、配筋筋）再重新计算。。关键问题：1、选择力学学模型（要合合理）2、确定结构构或构件的恢恢复力模型。3、选择合适适的地震波4、选用数值值计算方法，，编制电算程程序力学模型简化化1、层间剪切切模型假定横梁刚度度无穷大，将将柱、梁的质质量集中在楼板处处特点：未知数数少，计算量量小，比较简简单。适用条件：框框架结构，且且梁的刚度比比柱的刚度大很多时时。2、杆系模型型将梁、柱的质质量集中在梁梁、柱结点处处。特点：未知数数多、计算量量大，适用性性强，几乎适用所有有的结构。如果作时程分分析，建议采采用这种模型型。7—2钢钢筋混混凝土结构构构件的恢复力力特性恢复力特性变形与恢复力力的关系（钢钢筋混凝土结结构构件很复复杂）地震作用较小小时，恢复力力与变形线性性变化地震作用增加加，混凝土开开裂，构件刚刚度下降、刚刚度发生变化化地震作用进一一步增加，钢钢筋屈服，构构件刚度进一一步下降地震作用随时时间变化，构构件刚度也随随时间变化。恢复力特性可可以用恢复力力特性曲线来来反映，下面面介绍恢复力力特特性曲线的特特点、计算模模型、模型参参数的确定。。一、恢复力特特性曲线的特特点：恢复力特性曲曲线：恢复力力随变形变化化的曲线。如何确定一个个结构或构件件的恢复力特特性曲线，通通过反复的静静力加载实验验来确定（伪伪动力实验））例如测悬臂梁梁力———位移关系曲曲线FFx-x1234554321看这条曲线，，每次加载、、卸载、反向向加载、卸载载，恢复力特特性曲线形成成了近似封闭闭的环行曲线线，叫滞回环，每个滞回环环有两个顶点点（位移的正正负方向各一一个），如1、2、3、、4…等。将将这些曲线的的顶点连接起来来的曲线叫骨架曲线。骨架曲线和和滞回环反映映了构件的弹弹塑性性质。。恢复力特性曲曲线的特点（1）骨架曲曲线与一次荷荷载-位移曲曲线相似。开开始加载阶段段，F比较小，构件件基本处于弹弹性工作阶段段。随荷载加加大，混凝土土开裂，构件件刚度有所下下降，曲线坡坡度减缓。荷荷载再进一步步加大，钢筋筋屈服，曲线线坡度趋于水水平，构件刚刚度趋于0。（2）卸载时时，曲线坡度度与初始加载载时有所下降降，下降程度度与卸载时位位移的大小有有关，卸载位位移越大，曲曲线坡度越小小。荷载卸至至零时，存在在明显的残余余变形。（3）反向加加载时，曲线线基本是指向向经历过的最最大位移点。。说明构件反向向加载时，刚刚度明显下降降，反向经历历过的位移越越大，刚度下下降越多。（4）随荷载载循环次数增增多,构件逐逐渐损坏，产产生同样的变变形,荷载值减小。。甚至荷载降降低，位移还还加大，此时时，构件已失失去承载能力力，说明构件件已破坏。二、恢复力特特性曲线的计计算模型为便于计算，，将特性曲线线用分段直线线来代替。这里介绍两种种模型（1）双线型型DCBAE适用钢构件刚刚度不退退化独立参参数（2）考虑刚刚度退化的三三线型模型xy独立参数四四个个弹性刚度已知任意时刻刚度度刚度降低系数数123456789102`1`xy0屈服点割线刚刚度折减系数数（反向加载））最小位移（反反方向最大位位移）前一次恢复力力时的位移规则：卸载，刚度取取屈服点的割割线刚度反向加载，滞滞回曲线的目目标（方向））最大位移拐拐点两类拐点：第一类拐点速度不变号且经过界限值第二类拐点卸载拐点判断是否经过过拐点的条件件三线型较好地地反映了钢筋筋混凝土构件件的恢复力特特性，广泛应应用，日本学学者提出。三、恢复力计计算模型中的的特性参数四个参数如何何确定经验公式换算截面的弹弹性抵抗矩考虑截面形状状、高度和偏偏心距影响的的塑性系数塑性系数的基基本值，矩形形截面考虑截面高度度和偏心距影影响的系数混凝土抵抗强强度标准值截面高度（cm）构件截面核心心点到重心轴轴的距离偏心距公是中什么时时候取“-”，什么时候取取“+”偏心受压构件件取“-”，偏心受拉构构件取“