结构地震反应分析概述
地震作用(水平,竖向)
结构的地震反应
结构、构件的地震作用效应(M,N,Q,etc,变形)
抗震设计(抗震设计概念设计,抗震计算,抗震构造措施)
ü 结构地震反应-包括弹性反应和弹塑性反应
p 指地震引起的结构振动,它包括地震在结构中引起的速度、加速度、位移和内力等。
p 弹性地震反应和弹塑性地震反应的分析方法和难易程度差异很大。
ü 工程中求解结构地震反应的常用方法
p 反应谱方法,包括拟静力方法和振型分解反应谱法。即通过反应谱理论将地震对建筑物的作用以等效荷载的方法来表示,然后根据这一等效荷载用静力分析的方法对结构进行内力和位移计算。——用于求解弹性地震反应
p 直接动力分析法,即通过对结构动力方程的直接积分,求出结构地震反应的时程曲线,故此法也称时程分析法。——弹性地震反应和弹塑性地震反应
ü 与各类型结构相应的地震作用分析方法
p 不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构:底部剪力法
p 一般的规则结构:两个主轴的振型分解反应谱法
p 质量和刚度分布明显不对称结构:考虑扭转或双向地震作用的振型分解反应谱法
p 8、9度时的大跨、长悬臂结构和9度的高层建筑:应计算竖向地震作用
p 特别不规则、甲类和超过规定范围的高层建筑:一维或二维时程分析法的补充计算
ü 动力反应计算模型的简化
p 动力自由度(DOFs)的概念——为了表示全部有意义的惯性力所必须考虑的位移分量的数目;或为了确定任意时刻全部质量的位置所需的独立几何参数的数目(变形体系中质量的运动自由度)。定义结构刚度特性所需的自由度数通常要比描述惯性特性所需的自由度数多。
p 实际结构都是分布质量的,因而也是无限自由度的。因此地震反应分析时一般必须进行简化,以便计算。
p 简化方法——实际结构都是分布质量的,因而也是无限自由度的。为了使问题简化,需要把复杂的结构体系(在满足工程精度要求的前提下)简化为有限自由度体系(集中质量法、广义座标法)。
p 建筑结构进行地震反应分析时对动力自由度的简化,经常采用集中质量法。
F地震反应分析存在大量的假定和简化:
p 地震时地面运动是随机过程,运动极不规则;而建筑结构又是一个由各种不同构件组成的空间体系,其动力特性也十分复杂。
p 因此,地震引起的结构振动实际上是一种很复杂的空间振动。在进行建筑结构的地震反应分析时,为了便于计算,常需做出一系列假定以便对分析过程进行简化。