地震作用和结构抗震验算课件

第八章地震作用和结构抗震验算第八章地震作用和结构抗震验算●抗震设计:◆抗震设计概念设计◆抗震计算◆抗震构造措施●地震作用(水平,竖向)●结构的地震反应●结构、构件的地震作用效应(M,N,Q,变形)Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL一、结构抗震理论的发展1.静力理论阶段—静力法1920年,日本大森房吉提出。mx2()假设建筑物为绝对刚体。G地震作用F=mm8m=Gk将酬作为静荷载,按静力计算方法计算结构的地震效应。k地震系数缺点:(1)没有考虑结构的动力特性;(2)认为结构是刚性的,即认为地震时结构上任点的振动加速度均等于地面运动的加速度Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL第八章地震作用和结构抗震验算2定函数理论苏联扎夫里耶夫首先提出的,他认为地震地面运动可用余弦函数来描述,也即地面位移为x,(t)=acoset苏联的柯尔琴斯基提出地面运动可用若干个不同振幅、不同阻尼和不同频率的衰减正弦函数的和来表示,也即aesisin6.tValadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL第八章地震作用和结构抗震验算3.反应谱理论反应谱法1940年,美国皮奥特提出。地震作用F=kGG重力荷载代表值k地震系数(反映震级、震中距、地基等的影响)β--动力系数(反映结构的特性,如周期、阻尼等的影响)按静力计算方法计算结构的地震效应目前,世界上普遍采用的方法。Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL第八章地震作用和结构抗震验算4.直接动力分析理论一时程分析法将实际地震加速度时程记录(简称地震记录earthquakerecord)作为动荷载输入,进行结构的地震响应分析。Acceleration(cm/Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL第八章地震作用和结构抗震验算5.非线性静力分析方法(PushOveranalysis此外,有用随机振动理论来分析结构地震响应统计特征的,有以地震时输入结构的能量进行设计使结构所吸收的能量不致造成结构破坏的理论等但这些方法还没有进入抗震设计规范,因此未被抗震设计使用。Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL第八章地震作用和结构抗震验算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:底部剪力法鲁一般的规则结构: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:考虑竖向地震作用鲁特别不规则、甲类和超过规定范围的高层建筑:维或二维时程分析法的补充计算Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL第八章地震作用和结构抗震验算、单质点或单自由度弹性体系地震反应Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL第八章地震作用和结构抗震验算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Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL第八章地震作用和结构抗震验算地震作用反应谱理论大体有如下三点假定:1)结构物的地基为一刚性盘体,因此基础各点的运动全一致,没有相位差。2)结构处于线性弹性状态3地震时的地面运动过程可以用地震记录来表示Valadononry.