動力時程分析和靜力彈塑性分析方法檔

《動力時程分析和靜力彈塑性分析方法檔》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、時程分析法又稱直接動力法，在數(shù)學(xué)上又稱步步積分法。顧名思義，是由初始狀態(tài)開始一步一步積分直到地震作用終了，求出結(jié)構(gòu)在地震作用下從靜止到振動以至到達最終狀態(tài)的全過程。它與底部剪力法和振型分解反應(yīng)譜法的最大并別是能計算結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件在每個吋刻的地震反應(yīng)（內(nèi)力和變形）。當(dāng)用此法進行計算時，系將地震波作為輸入。一般而言地震波的峰值應(yīng)反映建筑物所在地區(qū)的烈度，而其頻譜組成反映場地的卓越周期和動力特性。當(dāng)?shù)卣鸩ǖ淖饔幂^為強烈以至結(jié)構(gòu)某些部位強度達到屈服進入塑性時，時程分析法通過構(gòu)件剛度的變化可求出彈塑性階段的結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形。這時結(jié)構(gòu)薄弱層間位移可能達到最大值，從而造成結(jié)構(gòu)的破壞，真至倒

2、塌。作為高層建筑和重要結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的一種補充計算，采用時程分析法的主要A的在于檢驗規(guī)范反應(yīng)譜法的計算結(jié)杲、彌補反應(yīng)譜法的不足和進行反應(yīng)譜法無法做到的結(jié)構(gòu)非彈性地震反應(yīng)分析。時程分析法的主要功能有：1）校正由于采用反應(yīng)譜法振型分解和組合求解結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移時的誤差。特別是對于周期長達幾秒以上的高層建筑，由于設(shè)計反應(yīng)譜在長周期段的人為調(diào)整以及計算屮對高階振型的影響估計不足產(chǎn)生的謀差。2）可以計算結(jié)構(gòu)在非彈性階段的地震反應(yīng)，對結(jié)構(gòu)進行大震作用下的變形驗算，從而確定結(jié)構(gòu)的薄弱層和薄弱部位，以便采取適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施。3）可以計算結(jié)構(gòu)和各結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地展作用下每個時刻的地震反應(yīng)（內(nèi)力和變形）

3、，提供按內(nèi)力包絡(luò)值配筋和按地震作用過程每個時刻的內(nèi)力配筋最大值進行配筋這兩種方式?？偟膩碚f，時程分析法具有許多優(yōu)點，它的計算結(jié)果能更真實地反映結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，從而能更精確細致地暴露結(jié)構(gòu)的薄弱部位。吋程分析法有關(guān)的幾個問題：1、恢復(fù)力特性曲線；恢復(fù)力特性曲線應(yīng)用于計算必須模型化，常用的有雙線型模型與退化三線型模型；退化三線型模型（附圖）能較好地反映以彎曲破壞為主的鋼筋混凝土構(gòu)件的的特性，所以適用于此類構(gòu)件計算。2、結(jié)構(gòu)計算模型及分析方法；3、地震波的選用；4、時程分析計算結(jié)果的處理。時程分析要依靠計算機及軟件，作為一般的工程設(shè)計人員，只需要了解1、2兩個問題的內(nèi)容，為軟件的選

4、用及前期數(shù)據(jù)準(zhǔn)備做基礎(chǔ)。問題3、4的內(nèi)容，特別是問題3的內(nèi)容，設(shè)設(shè)計人員能夠把握的，也是能否得到良好分析結(jié)果的重要因素。選用合適的數(shù)字化地震波（即地震地面運動加速度）o選擇的原則是使輸入地震波的特性和建筑場地的條件相符合。主要參數(shù)有：地震烈度、地震強度參數(shù)、場地的土壤類別、卓越周期和反應(yīng)譜等。選擇地震波時應(yīng)選其主要周期與建筑場地卓越周期接近的地震波。要滿足地震活動三要素的要求：即頻譜特性〔可用地震影響系數(shù)曲線農(nóng)征，依據(jù)所處的建筑場地類別和設(shè)計地震分組確定）、有效峰值（按規(guī)范所列地震加速度最大值采用）和地震加速度時程曲線持續(xù)時間（一般為結(jié)構(gòu)基木周期的5-10倍），這三者均要符

5、合規(guī)定。規(guī)范要求：選用數(shù)字化地震波應(yīng)按建筑場地類別和設(shè)計地震分組選用不少于兩組的實際強震記錄和一組人工模擬的加速度時程曲線，其平均地震影響系數(shù)曲線應(yīng)與振型分解反應(yīng)譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計意義上相符。目前，國內(nèi)關(guān)于時程分析法輸入地震記錄的選取有兩種做法：一種是對實際地震記錄進行修正，使其地震影響系數(shù)曲線與規(guī)范的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計意義上相符；而另一種是通過一定的方法在大量的實際地震記錄屮選取一些滿足規(guī)范要求的地震記錄，以供時程分析法使用。一有關(guān)實際地震記錄的修正1強度修正。將地震波的加速度峰值及所冇的離散點都按比例放人或縮小以滿足場地的烈度要求。2濾波修止?？砂匆?/p>

6、求設(shè)計濾波器，對地震波進行時域或頻域的濾波修止。這樣修止的地震資料不僅卓越周期滿足要求，功率譜的形狀和面積也可控制。3卓越周期修正。將地震波的離散步長按人為比例改變，使波形的主耍周期和場地卓越周期一致，然而，在改變離散步長的同時也將改變地震波的頻譜特性,在彈塑性反應(yīng)小有時會產(chǎn)生不安全的后果。因此，修正的幅度不宜過大，在結(jié)構(gòu)構(gòu)件進人塑性的程度較大時最好不用此種辦法。二有關(guān)輸入地震波的平均地震影響系數(shù)曲線與振型分解反應(yīng)譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計意義上相符的控制對于反應(yīng)譜的控制采用兩個頻段：一是對地震記錄加速度反應(yīng)譜值在［［0.1,Tg］平臺段的均值進行控制，要求所選地震

7、記錄加速度譜在該段的均值與設(shè)計反應(yīng)譜相差不超過10%；—是對結(jié)構(gòu)基本周期T1附近（T1-AT1,T1十AT2）段加速度反應(yīng)譜均值進行控制，要求與設(shè)計反應(yīng)譜在該段的均值相差不超過10%。ATI和AT2的取值，由于需進行吋程分析的結(jié)果其T1多在2SEC以上，以取值△T1WAT2二0.5SEC為宜。冇些文章沒冇談到對第一頻段的控制，個人認為可根據(jù)計算結(jié)果的擬合情況決定。三有關(guān)輸入的地震記錄應(yīng)反映抗震建筑所在地的場地特性的控制根據(jù)地震記錄的反應(yīng)譜卓越周期來選擇輸入的地震波，選擇其主要周期與建筑場地卓越周期接近的地震波對于吋