結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)與抗震計(jì)算

Tel：QQ:329953890管友海中國(guó)石油大學(xué)（華東）儲(chǔ)建學(xué)院土木工程系

結(jié)構(gòu)抗震2第3章結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析與抗震計(jì)算3.1概述3.2單自由度體系的彈性地震反應(yīng)分析3.3單自由度體系的水平地震作用與反應(yīng)譜3.4多自由度彈性體系的地震反應(yīng)分析3.5多自由度彈性體系的最大地震與水平地震作用3.6豎向地震作用3.7結(jié)構(gòu)平扭耦合地震反應(yīng)與雙向水平地震影響3.8結(jié)構(gòu)非彈性地震反應(yīng)分析3.9結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算33.1概述一、結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)由地震動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形、位移及結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度與加速度等統(tǒng)稱(chēng)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)。二、地震作用結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)是地震動(dòng)通過(guò)結(jié)構(gòu)慣性引起的，因此地震作用（即結(jié)構(gòu)地震慣性力）是間接作用，而不稱(chēng)為荷載，而稱(chēng)為等效地震荷載。3.1概述

地震作用和結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算是建筑抗震設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，是確定所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足最低抗震設(shè)防安全要求的關(guān)鍵步驟。三、地震作用的計(jì)算方法4

由于地震作用的復(fù)雜性和地震作用發(fā)生的強(qiáng)度的不確定性，以及結(jié)構(gòu)和體形的差異等，地震作用的計(jì)算方法是不同的?？煞譃楹?jiǎn)化方法和較復(fù)雜的精細(xì)方法：

一類(lèi)為擬靜力方法，或稱(chēng)等效荷載法，即通過(guò)反應(yīng)譜理論將地震對(duì)結(jié)構(gòu)物的作用，用等效的荷載來(lái)表示，進(jìn)而利用靜力分析方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算，以校核其抗震能力。

另一類(lèi)為直接動(dòng)力分析法，即對(duì)動(dòng)力方程進(jìn)行直接積分，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(xiàn)，故此法亦稱(chēng)時(shí)程分析法。三、地震作用的計(jì)算方法5四、刻結(jié)構(gòu)炮動(dòng)力系計(jì)算微簡(jiǎn)圖映及體題系自鋒由度描睛述棚結(jié)擴(kuò)構(gòu)炕質(zhì)諒量拴：（1）傳連呢續(xù)佩化炊描穴述腎（院分此布創(chuàng)質(zhì)蜘量誘）詢(xún)：偏微艙分分孝方程默形式千；（2）集辨中化業(yè)描述套（集雜中質(zhì)臥量）6專(zhuān)題編研討坦（一本）地震娃作用祝下單深自由陳度體層系的菌受力顛圖示崗？單自籮由度年體系栽自由位振動(dòng)漲的解焰？何為揚(yáng)阻尼凳？83柳.技2單自征由度盯彈性庫(kù)體系帽的地戒震反稼應(yīng)分電析一擺、定地鑰震劑作迅用糠下挺單賣(mài)自換由舅度撈體鄉(xiāng)豐系架的葬運(yùn)匪動(dòng)林方拴程質(zhì)肥點(diǎn)慶位丈移質(zhì)點(diǎn)扶加速脆度慣跳性專(zhuān)力彈性恰恢復(fù)很力阻黃尼旬力運(yùn)動(dòng)樓方程9二、抽單自查由度照體系罩動(dòng)力內(nèi)學(xué)分柜析回錦顧1要.單自槳由度采體系瓣自由責(zé)振動(dòng)（1）無(wú)衫阻尼扎時(shí)時(shí)（2）邀有狐阻摘尼攔時(shí)10一般褲結(jié)構(gòu)匙的阻蘋(píng)尼比組很小統(tǒng)，范句圍為紡：0期.專(zhuān)0脊1譜~奮0眉.街1，（混例凝土蹈結(jié)構(gòu)勉一般垃取0.績(jī)05；鋼殖結(jié)構(gòu)皮高度H≤5乳0鳳m時(shí)幟可極取0諒.慘0范4；5戲0筐m箭<絨H烤<泉2侵0陳0純m時(shí)可晶取0減.府0創(chuàng)3；匹高吼度H≥20街0m時(shí)御取0便.定0撿2捕)1咱1m將坊荷伶載與看浪成蛙是隔連薪續(xù)沿作旦用主的毛一硬系晃列借沖半量蜘，倚求澡出非每皇個(gè)看沖泄量搞引稀起位的刺位焰移艦后暴將百這蔽些蝴位領(lǐng)移則相每加展即為動(dòng)銀荷載休引起扇的位亂移。2巧.單鋒自抄由獨(dú)度雷體才系強(qiáng)迫奔振動(dòng)--園-沖量留法121照31兩45林.方損程憑的鋼通怖解根謀據(jù)必線(xiàn)纏性河常府微字分暮方準(zhǔn)程熟理剖論燈：方程踏的通圈解=齊妹次購(gòu)解+特解(憤3蒼-淹3減3藍(lán)a棕)對(duì)于隊(duì)受地其震作誘用的掩單自狼由度接運(yùn)動(dòng)污體系泉，上棄式的求意義補(bǔ)為：體拼系拾地魔震夜反筋應(yīng)=自由愛(ài)振動(dòng)+強(qiáng)迫簡(jiǎn)振動(dòng)(忘3星-梅3埋3發(fā)b努)1圈5三泊、磨單限自頸由疑度震體品系胞地教震鐵作厚用始分毛析運(yùn)施動(dòng)遇方育程或其中由D篇u株h苦a某m榨e拐l(shuí)積分母可得慢零初修始條斃件下叢質(zhì)點(diǎn)悠相對(duì)貪于地衡面的滔位移硬為最大圾位移畝反應(yīng)專(zhuān)題女研討潔（二頃）由于返地震葛是往可復(fù)的贊，那姥該如允何計(jì)敬算地急震作雷用？什么半是譜巡壽？何盞為地駱震反蛛應(yīng)譜鼠？173撈.亂3荷.虎1水燥平泳地績(jī)震裙作泄用蛾的鑒定僑義對(duì)伶于靈建遣筑也設(shè)合計(jì)擔(dān)來(lái)茅說(shuō)惹，賺感泄興額趣挪的個(gè)是誰(shuí)結(jié)圣構(gòu)剃最膠大薄反裁應(yīng)授，攻為診此都，偷將切質(zhì)束點(diǎn)寸所杜受華最才大宣慣池性澆力艇定同義真為翻單固自線(xiàn)由向度統(tǒng)體咐系習(xí)的法地拋震群作漫用吸，沙即雖：求得蓬地震疾作用樹(shù)后，優(yōu)即可竭按靜差力分喘析方欠法計(jì)魄算結(jié)旨構(gòu)的雨最大通位移輛反應(yīng)濾！3.陳3單判自舊由吳度駕體像系叮的續(xù)水灣平追地鍛震逗作領(lǐng)用外與嚴(yán)反躺應(yīng)階譜183老.幻玉3極.梳2地躲震岡反慎應(yīng)浴譜為便姓于求扶地震王作用輔，將秒單自羨由度茫體系迫的地鑰震最獨(dú)大絕寶對(duì)加蔥速度罷反應(yīng)恒與其禮自振育周期輔的關(guān)寫(xiě)系定奔義為培地震有加速艙度反鋸應(yīng)譜種，或靜簡(jiǎn)稱(chēng)青地震徐反應(yīng)醬譜，而即：19地遼震盤(pán)（窄加糊速怖度裙）火反恰應(yīng)艘譜?？蓱c理搬解岡為坑一耀個(gè)廉確水定密的粥地盒面蠟運(yùn)見(jiàn)動(dòng)脊，拿通回過(guò)妙一氣組餅阻之尼俱比饞相技同戰(zhàn)但蛙自世振炭周意期凍各炭不且相浪同柏的紅單輩自線(xiàn)由傷度窩體鉤系早，畫(huà)所堡引護(hù)起岔的松各甘體占系失最見(jiàn)大傍加記速銷(xiāo)度恰反叛應(yīng)頃與閱相熟應(yīng)昏體更系先自蝕振魔周婚期狂間堤的本關(guān)背系港曲謙線(xiàn)防，贏(yíng)如厘圖晝所使示娛。20相對(duì)位移反應(yīng)譜絕對(duì)加速度反應(yīng)譜相對(duì)速度反應(yīng)譜地襪震配反譯應(yīng)匙譜漸的升特克點(diǎn)1.阻尼失比對(duì)目反應(yīng)催譜影將響很規(guī)大2.對(duì)于餃加速趴度反舅應(yīng)譜伍，當(dāng)獻(xiàn)結(jié)構(gòu)政周期晉小于某燈個(gè)值夢(mèng)時(shí)幅縮慧值隨袋周期忘急劇括增大富，大節(jié)于技某鐵個(gè)窩值幣時(shí)職，叼快嬌速賣(mài)下墾降因。3.對(duì)于陶速度晃反應(yīng)蛙譜，跡當(dāng)結(jié)鎖構(gòu)周獻(xiàn)期小坦于某個(gè)鴨值圾時(shí)枕幅攪值順隨攏周畫(huà)期搖增屑大化，走隨航后稿趨臟于橡?？蠑?shù)貍。4達(dá).對(duì)蔥于庫(kù)位銹移急反郊應(yīng)師譜獵，否幅專(zhuān)值夸隨肥周桐期安增啟大齊。專(zhuān)題予研討讀（三楊）影蕉響否地羅震盼反會(huì)應(yīng)疏譜燥的映因匪素陵有災(zāi)哪有些舞？2幟2影暗響王地陶震愚反遞應(yīng)阿譜隆的匠因辭素原有卵兩搬個(gè)色：廁一繪是俘體扣系程阻輕尼莖比季，射二玻是協(xié)地改震輔動(dòng)懶。四一焰般糊體夠系橡阻稅尼腐比叔越用小吉，劃體耍系橋地喚震白加刊速軍度蹄反抄應(yīng)飛越抱大曾，意因俘此中地伍震贏(yíng)反壤應(yīng)告譜株值語(yǔ)越都大增，者如陶?qǐng)D改所模示楚。233別.唉3單自終由度瀉體系唱的水閃平地填震作燙用與研反應(yīng)蘆譜地震框動(dòng)三尸要素完，即未振幅償、頻蛋譜和供持時(shí)艘。由于婦地震大動(dòng)振朽幅對(duì)識(shí)地震廟反應(yīng)歉譜的徒影響仔將是緒線(xiàn)性刪的，旅即地旬震動(dòng)后振幅綁越大宵，地跡震反圓應(yīng)譜賺值也駛越大戶(hù)，且材它們烘之間士呈線(xiàn)貞性比娃例關(guān)失系。和因此少，地?fù)碚饎?dòng)曾振幅職僅對(duì)望地震武反應(yīng)蓮譜值音大小禍有影圍響。地震室動(dòng)頻膀譜反售映了廉地震備動(dòng)不坡同頻額率簡(jiǎn)寄諧運(yùn)體動(dòng)的管構(gòu)成夠。由變共振近原理魂知，價(jià)地震際反應(yīng)規(guī)譜的平“峰曠”將潔分布忙在震勝動(dòng)的熟主要電頻率貨成分停段上畜。因翼此地簽震動(dòng)甘的頻老譜不勾同，趁地震濤反應(yīng)勞譜的籍“峰獻(xiàn)”的凡位置背也將傭不同世。2志4下譜圖屯分銹別您是客不口同償場(chǎng)殼地愁地晴震服動(dòng)掌和臉不麗同資震權(quán)中第距線(xiàn)地臣震拋動(dòng)答的鋒反河應(yīng)僑譜滲，諸反蛋映趙了粥場(chǎng)研地寄越果軟救和向震脂中川距基越莊大澇，友地盾震肝動(dòng)嘉主椅要雪頻適率包成膝分慨越拉小(或來(lái)主大要緒周梨期環(huán)成藥分桑越編長(zhǎng))，因奏而地夜震反疼應(yīng)譜殖的“圾峰”麗對(duì)應(yīng)主的周淹期也估越長(zhǎng)舍的特科性。矩可見(jiàn)咸，地披震動(dòng)說(shuō)頻譜介對(duì)地榨震反情應(yīng)譜跳的形憤狀有遞影響串。因影而影雪響地脖震動(dòng)愿頻譜基的各蕉種因判素，童如場(chǎng)場(chǎng)地條謊件、緣瑞震中忘距等開(kāi)，均判對(duì)地扯震反蔥應(yīng)譜督有影怒響。專(zhuān)題渣研討謠（四飲）地震葛反應(yīng)尚譜有財(cái)什么鋤用？地隸震運(yùn)反武應(yīng)卡譜曾應(yīng)艘用是到丑實(shí)談際川設(shè)乞計(jì)抬有痰哪霜些剪問(wèn)集題米？263.駝3.算3抗震動(dòng)設(shè)計(jì)搶反應(yīng)條譜一、無(wú)單自不由度青體系叔的水爆平地兩震作港用對(duì)循于潮單己自低由志度抹體廊系樓，畫(huà)把窗慣絡(luò)性撒力飽看沙作談反待映號(hào)地個(gè)震章對(duì)宴結(jié)個(gè)構(gòu)鄉(xiāng)豐體霞系題影觸響個(gè)的隙等御效落力芝，住用哨它攪對(duì)江結(jié)廣構(gòu)挨進(jìn)謀行恥抗駱震也驗(yàn)況算閉。結(jié)構(gòu)到在地既震持?jǐn)±m(xù)過(guò)外程中機(jī)經(jīng)受聚的最畢大地膨震作唉用為---集中于質(zhì)點(diǎn)處的重力荷載代表值；---重力加速度---動(dòng)力系數(shù)---地震系數(shù)---水平地震影響系數(shù)27二無(wú)、猛抗除震挽設(shè)償計(jì)斑反顧應(yīng)行譜2插8---地震影響系數(shù)；---地震影響系數(shù)最大值；地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為0.05）1.400.90(1.20)0.50(0.72)0.28罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震9876地震影響烈度

括號(hào)數(shù)字分別對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)基本加速度0.15g和0.30g地區(qū)的地震影響系數(shù)---結(jié)構(gòu)周期；2捉9---特征周期；---曲線(xiàn)下降段的衰減指數(shù)；---直線(xiàn)下降段的斜率調(diào)整系數(shù)；---阻尼調(diào)整系數(shù)，小于

0.55時(shí)，應(yīng)取0.55。設(shè)計(jì)地震分組場(chǎng)地類(lèi)別Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣ第一組0.200.250.350.450.65第二組0.250.300.400.550.75第三組0.300.350.450.650.90注：遭計(jì)算有罕遇磨地震廟作用結(jié)時(shí)，晚特征款周期您應(yīng)增廊加0.餃05湯s。專(zhuān)放題建研鏈討助（腹五染）抗震觀(guān)設(shè)計(jì)獲反應(yīng)氧譜有扎多少赤種情里況？31323災(zāi)3上臺(tái)迅講解聚例題3太-建23倚5例：?jiǎn)螌訂慰缈蚣?。屋蓋剛度為無(wú)窮大，質(zhì)量集中于屋蓋處。已知設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)地震分組為二組，Ⅰ類(lèi)場(chǎng)地；屋蓋處的重力荷載代表值G=700kN，框架柱線(xiàn)剛度,阻尼比為0.05。試求該結(jié)構(gòu)多遇地震時(shí)的水平地震作用。h=5m課內(nèi)基作業(yè)律（10分鐘罪）3杠6解鑼?zhuān)海?）蓮求照結(jié)鹿構(gòu)正體惡系岸的艱自毅振校周齊期（2）求水平地震影響系數(shù)查表確定地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為0.05）1.400.90(1.20)0.50(0.72)0.28罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震9876地震影響烈度例：?jiǎn)螌訂慰缈蚣堋Ｎ萆w剛度為無(wú)窮大，質(zhì)量集中于屋蓋處。已知設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)地震分組為二組，Ⅰ類(lèi)場(chǎng)地；屋蓋處的重力荷載代表值G=700kN，框架柱線(xiàn)剛度,阻尼比為0.05。試求該結(jié)構(gòu)多遇地震時(shí)的水平地震作用。h=5m37查表確定解：例：?jiǎn)螌訂慰缈蚣?。屋蓋剛度為無(wú)窮大，質(zhì)量集中于屋蓋處。已知設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)地震分組為二組，Ⅰ1類(lèi)場(chǎng)地；屋蓋處的重力荷載代表值G=700kN，框架柱線(xiàn)剛度,阻尼比為0.05。試求該結(jié)構(gòu)多遇地震時(shí)的水平地震作用。（1）求結(jié)構(gòu)體系的自振周期（2）求水平地震影響系數(shù)h=5m查表確定設(shè)計(jì)地震分組場(chǎng)地類(lèi)別Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣ第一組0.200.250.350.450.65第二組0.250.300.400.550.75第三組0.300.350.450.650.90特征單周期幫值(齡s婚)38解：例：統(tǒng)單層外單跨歇框架析。屋屠蓋剛廣度為味無(wú)窮廈大，吉質(zhì)量篇集中耽于屋心蓋處摩。已碗知設(shè)者防烈仰度為8度莊（0僻.經(jīng)2供0未g），報(bào)設(shè)計(jì)始地震牲分組醒為二蛋組，Ⅰ類(lèi)么場(chǎng)晃地但；半屋突蓋顏處?kù)F的寇重青力午荷妥載賢代膊表戀值G=農(nóng)70騎0k徒N，框盡架柱答線(xiàn)剛燙度,阻尼登比為0率.鑒0打5。董試服求焦該惱結(jié)脊構(gòu)飯多肚遇宋地茄震表時(shí)尾的殃水農(nóng)平辭地牲震制作賽用道。（1）氏求麗結(jié)滔構(gòu)道體想系料的荒自飾振奮周標(biāo)期（2）求水平地震影響系數(shù)h=挖5m（3）墻計(jì)鈴算撫結(jié)部構(gòu)取水挪平駝地孟震灑作箭用專(zhuān)題勵(lì)研討盡（六傾）多自效由度耳彈性似體系像的地俱震反另應(yīng)如鐵何計(jì)勺算？4眼03.滑4多用自設(shè)由期度師彈狗性納體稍系徑的拐地殘震海反似應(yīng)扁分濫析—振型膜分辰解廊反館應(yīng)勝譜羅法ii+1m1m2mimn424袍344454砌6專(zhuān)館題炸研嶼討茅（捉七旋）何為堡振型版？4趨8495跳051多沙自窯由佩度饒?bào)w農(nóng)系扛自森由戴振褲動(dòng)管時(shí)臣，塌各斑質(zhì)散點(diǎn)撤在殃任駁意區(qū)時(shí)其刻扮位允移閥幅希值事的潑比倒值退是葛一陡定謠的卸．淚不緩隨荒時(shí)雀間攤而勿變鴉化跨，琴即謊體躬系狹在攪自純由澡振澡動(dòng)批過(guò)芳程倆中辰的鑄形當(dāng)狀疏保粉持繩不卸變水。匯因捐此趕把小反貫映魔體撓系假自萬(wàn)由責(zé)振北動(dòng)斥形話(huà)狀遍的肉向耗量磚稱(chēng)型為義振秒型止。對(duì)賀于志串糊聯(lián)岡多長(zhǎng)質(zhì)炊點(diǎn)名多猜自裁由肺度截體凳系非，廟其逼第咽幾沿階定振封型斧，獲在者振胃型銳圖陰上才就阻有陸幾坊個(gè)趴節(jié)察點(diǎn)(振伐型巨曲駝線(xiàn)湊與熟體矮系絞平至衡旗位廳置沖的腹交陵點(diǎn))。春利首用腸振獻(xiàn)型桌圖副的立這軋一檢特倚征艦，婚可旬以鍬定舉性偏判較別寒所兔得旗振您型國(guó)正享確纏與康否頓。（詠教樸材土例筆題3－4）專(zhuān)題葬研討晚（八嫂）三層究框架訓(xùn)結(jié)構(gòu)歪剛度錫如何朝計(jì)算紅？上席臺(tái)磁講蠟解拍（列教絞材它例訂題3－4）。535富4555盈657將各原階振惡型用舊圖形姜表示擔(dān)，如取圖3-通15所貨示懼。愉圖帆中駕反杰映臣振鞭型晌具些有遠(yuǎn)如器下銷(xiāo)特需征火：澡對(duì)規(guī)于愁串丹聯(lián)酬多招質(zhì)蒸點(diǎn)雀多抗自世由赴度塑體輕系友，枯其不第蜂幾耍階復(fù)振剛型盞，缸在耍振政型蕉圖碑上泳就領(lǐng)有脹幾出個(gè)捆節(jié)先點(diǎn)痕（躬振倚型揉曲氏線(xiàn)案與崗體估系饒平欠衡俯位號(hào)置蹈的挎交宰點(diǎn)僵）吃。拌利取用狡振環(huán)型搜圖鈔的科這編一拼特饑征魔，暮可達(dá)以拔定尼性便判憂(yōu)別血所遍得潑振理型衡正扮確抄與還否脊。專(zhuān)題冤研討掏（九侄）振型份正交猶性有爹什么炊意義清？5960振長(zhǎng)型踐的某正盯交