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《講義總結(jié)地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算關(guān)鍵詞：振型分解反應(yīng)譜法、底部剪力法、能量法、頂點(diǎn)位移法，抗震承載力驗(yàn)算、變形驗(yàn)算【地震作用：地震在結(jié)構(gòu)內(nèi)部引起的慣性力，即地震作用的實(shí)質(zhì)是一種慣性力】概述建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)首先要計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震作用，然后計(jì)算結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的地震作用效應(yīng)。地震作用效應(yīng)就是地震作用產(chǎn)生的內(nèi)力和變形，包括彎矩、剪力、軸向力和位移。再將地震作用效應(yīng)與其他荷載效應(yīng)進(jìn)行組合，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力和變形，以滿足“小震不壞，中震可修，大震不倒”的設(shè)計(jì)要求。地震引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)稱為結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，它包括地震在結(jié)構(gòu)中引起
2、的速度、加速度、位移和內(nèi)力等。結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析屬于結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的范疇，與靜力分析相比要復(fù)雜的多。這不僅是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)隨時(shí)間的而變化，要求出在整個(gè)地震作用過程中每一瞬間的結(jié)構(gòu)反應(yīng)不像靜力分析那樣只有一個(gè)解；更重要的是，作為地震作用的慣性力是由結(jié)構(gòu)變位引起的，而結(jié)構(gòu)變位本身又受這些慣性力的影響。根據(jù)計(jì)算理論的不同，地震反應(yīng)分析理論可以劃分為靜力法、反應(yīng)譜法（擬靜力法）和時(shí)程分析法（直接動(dòng)力法）三大類。靜力法：是指將地震作用看做是作用在結(jié)構(gòu)上的一個(gè)總水平力，并取為建筑物總重乘以一個(gè)地震系數(shù)，采用允許應(yīng)
3、力法進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)。反應(yīng)譜法：是指結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為多自由度體系，多自由度體系的反應(yīng)可以用振型組合由多個(gè)單自由度體系的反應(yīng)求得，單自由度體系的最大反應(yīng)由反應(yīng)譜確定。反應(yīng)譜法采用加速度反應(yīng)譜作為計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)地震作用的輸入（震級(jí)、震中距、傳播介質(zhì)、場(chǎng)地等都對(duì)反應(yīng)譜曲線的形狀和譜值有影響），按房屋的最大加速度反應(yīng)值確定慣性力。并以慣性力作為等效靜力荷載進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。反應(yīng)譜理論是對(duì)單質(zhì)點(diǎn)體系作彈性地震反應(yīng)分析，得到單質(zhì)點(diǎn)的最大速度反應(yīng)值。時(shí)程分析法：即動(dòng)力分析法，逐步成為結(jié)構(gòu)地震作用和地震反應(yīng)的計(jì)算方
4、法，可以用于彈性結(jié)構(gòu)，也可以用于構(gòu)件進(jìn)入屈服的彈塑性結(jié)構(gòu)。時(shí)程分析法是采用地震加速度時(shí)程作為輸入，作用在結(jié)構(gòu)底部固定端，通過逐步積分法（彈性結(jié)構(gòu)也可以用振型疊加法）求解動(dòng)力方程，得到結(jié)構(gòu)隨時(shí)間變化的動(dòng)力反應(yīng)，包括構(gòu)件內(nèi)力、變形、層間位移等，還能得到構(gòu)件的屈服位置，塑性鉸的發(fā)展過程等。目前，還難以在建筑結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算中普遍采用動(dòng)力分析法，主要原因是：1）對(duì)于塑性結(jié)構(gòu)，不同的最大內(nèi)力值不在同一時(shí)刻出現(xiàn)，彈性時(shí)程分析得到的構(gòu)件內(nèi)力難以用于承載力計(jì)算；2）輸入不同的地震加速度時(shí)程，結(jié)構(gòu)的反應(yīng)不同；3）缺少便于
5、工程應(yīng)用的彈塑性時(shí)程分析程序。因此，目前我國(guó)仍主要采用反應(yīng)譜法進(jìn)行抗震分析，對(duì)于特別不規(guī)則的建筑及某些高層建筑，采用時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算。單自由度彈性體系的地震反應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析時(shí)，對(duì)于質(zhì)量大部分集中于結(jié)構(gòu)頂部的結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算時(shí)，可將該結(jié)構(gòu)中參與振動(dòng)的所有質(zhì)量全部折算于結(jié)構(gòu)的屋蓋處，將墻和柱視為一個(gè)無(wú)質(zhì)量的彈性桿，這樣就把結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為一個(gè)單質(zhì)點(diǎn)體系。若忽略桿件的軸向變形，當(dāng)體系只作水平單向振動(dòng)時(shí)，就形成了一個(gè)單自由度體系。為了研究單質(zhì)點(diǎn)彈性體系的地震反應(yīng)，首先需要建立體系在水平地震作
6、用下的運(yùn)動(dòng)方程。由于結(jié)構(gòu)的地震作用比較復(fù)雜，故在計(jì)算彈性體系的地震反應(yīng)時(shí)，一般不考慮地基轉(zhuǎn)動(dòng)的影響，而把地基的運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)相互垂直的水平方向和一個(gè)豎直方向的分量，然后分別計(jì)算這些分量對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。為確定當(dāng)?shù)孛婕铀俣茸兓瘯r(shí)單自由度體系的相對(duì)位移反應(yīng)，取質(zhì)點(diǎn)為隔離體，由結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)原理可知，作用在質(zhì)點(diǎn)上的力有三種：慣性力、彈性恢復(fù)力和阻尼力。慣性力的大小與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)加速度成正比，方向相反；彈性恢復(fù)力是使質(zhì)點(diǎn)從振動(dòng)位置恢復(fù)到平衡的一種力，它由支撐桿彈性變形引起，其大小與質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移成正比，方
7、向與位移相反；阻尼力為一種使結(jié)構(gòu)振動(dòng)逐漸衰減的力，即結(jié)構(gòu)在振動(dòng)過程中，由于材料的內(nèi)摩擦、構(gòu)件連接處的摩擦、地基土的內(nèi)摩擦以及周圍介質(zhì)對(duì)振動(dòng)的阻力等原因，使結(jié)構(gòu)的振動(dòng)能量受到損耗而導(dǎo)致其振幅逐漸衰減的一種力，稱為阻尼力。在工程計(jì)算中通常采用粘滯阻尼理論，假定阻尼力的大小與質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)速度成正比，而方向相反。【根據(jù)大朗貝爾原理，在質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的任一瞬時(shí)，作用其上的主動(dòng)力、約束力和慣性力三者互相平衡。】單自由度體系的地震作用計(jì)算的反應(yīng)譜法單自由度的水平地震作用：地震作用就是地震時(shí)結(jié)構(gòu)質(zhì)點(diǎn)上受到的慣性力。在地震作
8、用下，質(zhì)點(diǎn)在任一時(shí)刻的相對(duì)位移與該時(shí)刻的瞬時(shí)慣性力成正比。因此，可以認(rèn)為這一相對(duì)位移是在慣性力的作用下引起的，雖然慣性力并不是真實(shí)作用于質(zhì)點(diǎn)上的力，但慣性力對(duì)結(jié)構(gòu)體系的作用和地震對(duì)結(jié)構(gòu)體系的作用效果相當(dāng)，所以可以認(rèn)為是一種反映地震影響效果的等效力，利用它的最大值來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震驗(yàn)算，就可以使抗震設(shè)計(jì)這一動(dòng)力計(jì)算問題簡(jiǎn)化為相當(dāng)于靜力作用下的靜力計(jì)算問題了。{質(zhì)點(diǎn)的絕對(duì)最大加速度Sa取決于地震時(shí)的地面運(yùn)動(dòng)加速度、結(jié)構(gòu)自振周期（或頻率）以及結(jié)構(gòu)的阻尼比。}F=m?Sa=k?
