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 4 3 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H 40m 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T1 1 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T1 1 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T1 1 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T1 2s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