第地震作用和結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算ppt課件.ppt

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1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)2019-3-8任課教師：本課程的主要內(nèi)容1.緒論2.場地、地基和基礎(chǔ)3.地震作用和結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算4.結(jié)構(gòu)隔震、消能和減震控制5.混凝土房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)6.鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)7.多層砌體及底層框架抗震8.構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)9.橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)10.地下工程抗震設(shè)計(jì)3.0概述：重要術(shù)語、概念、定義3.1單質(zhì)點(diǎn)彈性體系的水平地震反應(yīng)3.2加速度反應(yīng)譜法3.3多質(zhì)點(diǎn)彈性體系的水平地震反應(yīng)3.4多質(zhì)點(diǎn)彈性體系水平地震作用的確定3.5底部剪力法3.6考慮地基與結(jié)構(gòu)動力互相作用的樓層地震剪力調(diào)整3.7豎向地震作用的計(jì)算3.8結(jié)構(gòu)自振頻率的近似計(jì)算3.9地

2、震作用的一般規(guī)定3.10結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算本章內(nèi)容結(jié)構(gòu)的地震作用計(jì)算和抗震驗(yàn)算是建筑抗震設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，是確定所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)滿足最低抗震設(shè)防要求的關(guān)鍵步驟。地震時(shí)由于地面運(yùn)動使原來處于靜止的結(jié)構(gòu)受到動力作用，產(chǎn)生強(qiáng)迫震動。地震時(shí)由于地面加速度在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的慣性力稱為結(jié)構(gòu)的地震作用。是一種能反映地震影響的等效荷載，屬于間接作用，不稱為“地震荷載”，而稱為“地震作用”。地震作用與一般荷載不同，它不僅與地面加速度的大小、持續(xù)時(shí)間及強(qiáng)度有關(guān)，而且還與結(jié)構(gòu)的動力特性，如結(jié)構(gòu)的自振頻率、阻尼等有密切的關(guān)系。由于地震時(shí)地面運(yùn)動是一種隨機(jī)過程，運(yùn)動極不規(guī)則，且工程結(jié)構(gòu)物一般是由

3、各種構(gòu)件組成的空間體系，其動力特性十分復(fù)雜，所以確定地震作用要比確定一般荷載復(fù)雜得多。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的步驟：計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震作用→求出結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的地震作用效應(yīng)→驗(yàn)算結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的抗震承載力及變形3.0概述地震作用與地震荷載地震作用與一般靜荷載不同，它不僅取決于地震烈度大小，而且與建筑結(jié)構(gòu)的動力特性(如結(jié)構(gòu)自振周期、阻尼等)有密切關(guān)系。目前，在我國和其他許多國家的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中，廣泛采用反應(yīng)譜理論來確定地震作用，其中以加速度反應(yīng)譜應(yīng)用最多。加速度反應(yīng)譜，就是單質(zhì)點(diǎn)彈性體系在一定的地面運(yùn)動作用下，最大反應(yīng)加速度(一般用相對值)與體系自振周期的變化曲線。若已知體

4、系的自振周期，利用反應(yīng)譜曲線和相應(yīng)計(jì)算公式，可很方便地確定體系的反應(yīng)加速度，進(jìn)而求出地震作用。若已知反應(yīng)譜曲線，由結(jié)構(gòu)的自振周期就可以確定作用在質(zhì)點(diǎn)上的最大加速度A，這個(gè)加速度與質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量的乘積（ma）就是作用在質(zhì)點(diǎn)上的地震作用F。對于多質(zhì)點(diǎn)體系，可以通過振型分解法，利用單質(zhì)點(diǎn)體系的反應(yīng)譜曲線秋出多質(zhì)點(diǎn)體系在各個(gè)振型下的地震作用，最后組合疊加得到。3.0概述加速度反應(yīng)譜地震作用是很復(fù)雜的，地震作用不是直接作用在結(jié)構(gòu)上的荷載，而是地面運(yùn)動引起結(jié)構(gòu)的慣性力；地震的地面運(yùn)動，不僅有兩個(gè)水平方向的運(yùn)動分量，而且還有豎向分量以及轉(zhuǎn)動分量,我們一般將水平地震作用和豎向

5、地震作用分開計(jì)算，在荷載作用效應(yīng)組合市再視具體情況組合考慮。本章以水平地震作用的確定為主線介紹；地震作用的發(fā)生和強(qiáng)度具有很大的不確定性。因此，地震作用計(jì)算特別是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的計(jì)算，應(yīng)在符合結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)特點(diǎn)和規(guī)律的基礎(chǔ)上給予盡量的簡化。由于結(jié)構(gòu)類型和體型簡單與復(fù)雜的差異等，所以在地震作用計(jì)算中又可分為簡化方法和較為復(fù)雜的精細(xì)方法。與各類型結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的地震作用分析方法可歸納如下：3.0概述地震作用分析（求解）方法3.0概述地震作用分析（求解）方法地震作用下在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的內(nèi)力、變形、位移、速度和加速度等稱為結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，或稱為結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)。要進(jìn)行結(jié)

6、構(gòu)的抗震驗(yàn)算，必須先進(jìn)行結(jié)構(gòu)的地震作用和地震反應(yīng)分析。結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)是一種動力反應(yīng)，結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析屬于結(jié)構(gòu)動力學(xué)的范疇，與靜力分析相比要復(fù)雜得多，因?yàn)榉磻?yīng)的大小不僅與外來干擾作用的大小及其隨時(shí)間的變化規(guī)律有關(guān)，而且還取決于結(jié)構(gòu)本身的動力特性(如結(jié)構(gòu)自振周期和阻尼等)。由于地震時(shí)地面運(yùn)動為一種隨機(jī)過程，運(yùn)動極不規(guī)則，而建筑結(jié)構(gòu)是動力特性十分復(fù)雜的空間體系，故由地震引起的結(jié)構(gòu)振動是一種很復(fù)雜的空間振動。在進(jìn)行分析時(shí)，常須作出一系列簡化的假定。3.0概述結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)目前在工程上求解結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的方法主要有兩類：1）擬靜力方法擬靜力方法，或稱等效荷載法，即通過

7、反應(yīng)譜理論將地震對房屋結(jié)構(gòu)的影響，用等效的荷載來反映（即根據(jù)地震引起的房屋結(jié)構(gòu)的最大加速度反應(yīng)求出的慣性力），然后用靜力方法計(jì)算結(jié)構(gòu)在等效荷載作用下的內(nèi)力及位移，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗震能力驗(yàn)算，從而使結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算這一動力問題轉(zhuǎn)化成相當(dāng)于靜力荷載作用下的靜力計(jì)算問題。2）直接動力法直接動力法，即在選定的地震地面加速度作用下，用數(shù)值積分的方法直接求解結(jié)構(gòu)體系時(shí)運(yùn)動微分方程，求出結(jié)構(gòu)反應(yīng)與時(shí)間變化的關(guān)系，得出所謂時(shí)程曲線，故此法亦稱時(shí)程分析法。該法要求結(jié)構(gòu)體系的動力學(xué)模型比較精確，且整個(gè)計(jì)算過程只能依靠電子計(jì)算機(jī)來完成。3.0概述結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析方法對結(jié)構(gòu)而言，地震

8、作用相當(dāng)于外荷載，而地震反應(yīng)（效應(yīng)、響應(yīng)）相當(dāng)于在外荷載作用下結(jié)構(gòu)的反應(yīng)（效應(yīng)、