地震作用计算课件.pptx

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1、目录:第一章地震灾害与对策第二章抗震设防水准第三章建筑选址与建筑、结构方案第四章地震作用计算(一)第五章地震作用计算(二)第六章混凝土结构抗震承载力及位移计算第七章混凝土结构抗震构造措施第八章地基与基础第九章砌体结构、钢结构、单层工业厂房抗震设计第十章防震和耗能减震设计建筑结构抗震设计与施工第五章反应谱的应用本章应思考的问题:反应谱的实质是什么?反应谱法有哪些基本假定?反应谱法的使用范围是什么?本章要点:振型分解法的原理;底部剪力法的使用范围和计算步骤;第五章反应谱的应用三水准两阶段小震不坏中震可修大震

2、不倒第一阶段第二阶段承载力验算弹性范围位移验算反应谱法弹塑性变形验算弹塑性范围振型分解法底部剪力法弹塑性方法时程分析构造措施静态动态§5.1反应谱用于单自由度体系计算§5.1反应谱用于单自由度体系计算5.1.1重力荷载代表值可变荷载种类组合值系数雪荷载0.5屋面积灰荷载0.5屋面活荷载不计入按实际情况计算的楼面活荷载1.0按等效均布荷载计算的楼面活荷载藏书库、档案库0.8其他民用建筑0.5吊车悬吊物重力硬钩吊车0.5软钩吊车不计入§5.1反应谱用于单自由度体系计算5.1.2单自由度体系的计算步骤(FEk

3、=αG)计算重力荷载代表值G计算结构抗侧移刚度K计算自振周期T=2π/ω由Tg、αmax等确定水平地震影响系数α水平地震作用力FEk=αG分别计算结构在水平及竖向荷载作用下内力内力组合承载力及位移验算构造措施§5.1反应谱用于单自由度体系计算5.1.2单自由度体系的计算步骤§5.1反应谱用于单自由度体系计算5.1.3单自由度体系的计算例题【例1】单层钢筋砼框架如图示。集中与屋盖处的重力荷载代表值G=1200kN。梁的抗弯刚度EI=∞,柱的截面尺寸b*h=350mm*350mm,采用C20混凝土(E=25

4、.5kN/mm2),结构的阻尼比ζ=0.05。Ⅱ类场地,设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,建筑所在地区的设计地震分组为第二组。试求在多遇地震下该框架的水平地震作用。h=5mEI=∞G=1200kN§5.1反应谱用于单自由度体系计算5.1.2单自由度体系的计算例题【例2】单层钢筋砼框架如图示。屋盖刚度为无穷大,集中与屋盖处的重力荷载代表值G=700kN。梁的抗弯刚度EI=∞,柱的线刚度ic=2.6×104kN·m,阻尼比ζ=0.05。设防烈度为8度,设计地震分组为第二组,设计基本地震加速度为

5、0,15g,场地的地质资料见下表。试求在多遇地震下该框架的水平地震作用。并画出内力图h=5mEI=∞G=700kN§5.1反应谱用于单自由度体系计算5.1.2单自由度体系的计算例题【例2】序号层底深度(m)层厚(m)土层名称剪切波速(m/s)12.702.70杂填土16025.502.80砂土16036.651.15黏土160412.656.00粉土210518.005.35粉土280630.712.70砾砂3807>30.7砾岩750§5.1反应谱用于单自由度体系计算5.1.2单自由度体系的计算例题【

6、例3】已知一水塔结构,可简化为单自由度体系,m=10000kg,k=1kN/cm,位于Ⅱ类场地第二组,基本烈度为7度(地震加速度为0.1g),阻尼比ζ=0.03,求该结构多遇地震下的水平地震作用。§5.1反应谱用于单自由度体系计算5.1.2单自由度体系的计算例题【例4】某工程抗震设防烈度为8度,设计地震分组为第一组,场地类别II类,设计基本地震加速度为0.15g,结构的自振周期T=1.82s,求阻尼比ζ=0.1时的地震影响系数(多遇地震)§5.2反应谱用于多自由度体系计算多自由度体系计算的基本思路:线弹

7、性多自由度利用正交性原理将振型分解利用反应谱求出对应于各振型的n个独立的等效单自由度体系的最大地震反应求每一振型的作用效应组合§5.2反应谱用于多自由度体系计算5.2.1多自由度体系的振型分解利用振型正交性原理,将耦联的震动微分方程组解耦,形成n个独立的一维微分方程。每个振型对应于1个等效的单自由度体系(称为‘振子’),对于每个等效单自由度体系可运用反应谱求解地震作用。然后再将各振型的地震作用效应按一定的规则进行组合。振型称为体系振动的形状函数,即当体系按某一自振频率振动时,振动的型式不变,质点的位移比

8、不变,只是位移大小不同。§5.2反应谱用于多自由度体系计算§5.2反应谱用于多自由度体系计算5.2.1多自由度体系的振型分解一、振型的正交性振型的正交性的物理意义是:多质点体系按某一振型振动时,它的动能和位能不会转移到另一振型上去,就是体系按某一振型振动时不会激起该体系其他振型的振动,即各个振型是相互独立无关的。利用振型正交性的原理可以使微分方程组的求解大大的简化。数学上,什么是向量的正交性?两个向量的乘积为零§5.2反应谱用于多自由度体系

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