地震作用与抗震验算.ppt

第三章 结构地震反应与抗震验算,教材3.43.6,一.振型分解法,振型分解非齐次特解,引入“广义坐标”,设非齐次特解,所谓广义坐标即是能确定体系几何位置的彼此独立的量，其选择非唯一，不同的选择只反映描述力学体系位置的外在差异，而不会改变系统本身的内在固有特性。显然，广义坐标的数目就等于自由度的数目。,一.振型分解法,一.振型分解法,方程右边第一项,方程右边第二项,一.振型分解法,方程右边第三项,方程左边,一.振型分解法,一.振型分解法,二.振型分解反应谱法,1.反应谱法地震作用效应,二.振型分解反应谱法,1.反应谱法地震作用效应,二.振型分解反应谱法,1.反应谱法地震作用效应,二.振型分解反应谱法,1.反应谱法地震作用效应,问题,二.振型分解反应谱法,1.反应谱法地震作用效应,2.振型分解反应谱法要点,地震作用为标准值，相应的地震作用效应也为标 准值；,二.振型分解反应谱法,重力荷载代表值,组合值系数,2.振型分解反应谱法要点,二.振型分解反应谱法,考虑振型数,2.振型分解反应谱法要点,二.振型分解反应谱法,计算公式,地震作用标准值,地震作用效应标准值,例题2 详教材例3.5,2.振型分解反应谱法要点,二.振型分解反应谱法,三.底部剪力法,1.适用条件,2.简化模型,房屋高度H40m 刚度、质量沿竖向较均匀分布 以剪切型变形为主,3.公式推导,三.底部剪力法,3.公式推导,三.底部剪力法,结构等效总重力荷载,3.公式推导,三.底部剪力法,4.工程应用,对砌体结构、底框结构等T11.4Tg的房屋,三.底部剪力法,地震作用标准值,对钢筋砼结构、钢结构等T11.4Tg房屋,4.工程应用,三.底部剪力法,地震作用标准值,对钢筋砼结构、钢结构等T11.4Tg房屋,4.工程应用,三.底部剪力法,例题 例3.5,顶部附加地震作用系数n,关于屋顶“小塔楼”,楼梯间出屋面部分、电梯间、水箱间、烟囱、女儿墙等，尚应考虑“鞭梢效应”。,4.工程应用,三.底部剪力法,小塔楼震害,四.扭转藕联振型分解反应谱法,1.扭转振动的原因,由地面转动分量和结构自身扭转不规则所致。,抗侧刚度不对称,平面不对称,地面运动,地面运动,地面运动,四.扭转藕联振型分解反应谱法,1.扭转振动的原因,马拿瓜国家银行大楼,8层梁、柱裂缝,电梯井边楼板裂缝,四.扭转藕联振型分解反应谱法,1.扭转振动的原因,1999年9月21日台湾大地震严重扭转破坏,2.针对扭转影响的措施（规范规定）,对于质量和刚度明显不均匀、不对称的结构应 考虑双向水平地震作用下的扭转影响 其他情况，应允许采用调整地震作用效应的方 法计入扭转影响,四.扭转藕联振型分解反应谱法,3.振动方程,计算模型,四.扭转藕联振型分解反应谱法,单层三自由度体系,四.扭转藕联振型分解反应谱法,3.振动方程,不计阻尼有,由齐次方程可得到,单层三自由度体系,四.扭转藕联振型分解反应谱法,3.振动方程,关于刚度矩阵,单层三自由度体系,3.振动方程,四.扭转藕联振型分解反应谱法,转动惯量J,单层三自由度体系,3.振动方程,四.扭转藕联振型分解反应谱法,n层3n自由度体系,3.振动方程,四.扭转藕联振型分解反应谱法,多层偏心结构简图,第r层振动方程,n层3n自由度体系,3.振动方程,四.扭转藕联振型分解反应谱法,4.反应谱法,同样可采用振型分解反应谱法计算“最大地震作用” 。,地震作用标准值,四.扭转藕联振型分解反应谱法,当仅考虑x方向地震时, 即,当仅考虑y方向地震时, 即,4.反应谱法,四.扭转藕联振型分解反应谱法,当考虑与 方向斜角 地震时,地震作用效应,多层偏心结构为平移扭转耦联振动，各振型频率较接近，应考虑相近频率振型之间的相关性。,4.反应谱法,四.扭转藕联振型分解反应谱法,单向水平地震作用下,地震作用效应,4.反应谱法,四.扭转藕联振型分解反应谱法,假设地震动过程为平稳随机过程，据随机 振动理论有：,双向水平地震作用的扭转效应,据强震观测记录统计分析， 二者的比值约为1:0.85，且不一定出现在同一时刻。,地震作用效应,4.反应谱法,四.扭转藕联振型分解反应谱法,考虑扭转藕联计算时应注意的问题,.振型数：一般取前9个，当T12s时取前15个； .T或无法与不考虑扭转之振型分解反应谱法 的T或对应比较。,4.反应谱法,四.扭转藕联振型分解反应谱法,教学要求,1.掌握振型分解反应谱法 2.掌握底部剪力法 3.了解扭转藕联振型分解反应谱法,作业 思考题3.2、3.7 习题3.5（求地震剪力标准值）,