东南大学工程结构抗震结构抗震模型

第2讲结构抗震分析模型§2-1地震动输入时的结构动力方程§2-2采用有限元法建立结构抗震分析模型§2-3高层建筑结构抗震分析模型第2讲结构抗震分析模型§2-1地震动输入时的结构动力方程§2-2采用有限元法建立结构抗震分析模型§2-3高层建筑结构抗震分析模型一致输入时的结构动力方程（1）一维地震动输入下的结构动力方程一致输入时的结构动力方程（2）多维地震动输入下的结构动力方程实际地震时的地面运动包括六个分量：三个平动分量ug(t)、vg(t)、wg(t)和三个转动分量θx(t)、θy(t)、θz(t)。世界各国在地震观测中大多获得的是三个平动分量，这主要是由于测量转动分量的地震仪的技术未能很好解决。一掠致例输现入肚时只的安结纵构棍动禁力取方滤程牧（妈3瓶）多维僻地震创动输辜入下塔的结君构动贞力方侵程从地丹震灾撑害中飘可以访观测倦到地尿震动订转动有分量忆的存须在，样而且陵从弹燥性波芦动理寒论可斧知，除对于会表面绸波来奔说L下ov球e波毁将产椅生地赖面绕酷水平员轴的窃转动赛，R监ay钉le众ig土h波债将产馆生地傍面绕欧竖直撑轴的置转动克。因缝此，剂地震泊时地慰面结砌构的百反应遇是针朽对六鼻维非淘惯性拴参考恰系的伶反应候。一致警输入陆时的恒结构狮动力完方程纱（4夺）多厘维州地阳震扩动近输透入其下友的紧结吵构信动走力烦方闯程相池对输位烘移活向瞒量狮：地面耽运动钩位移调向量敢：地面滥运动高转角秃向量秩：一致钻输入念时的辨结构欺动力邮方程掌（5附）多望维管地秋震宝动贩输闯入滋下成的软结雪构巨动抱力县方也程结构金在包滴含有乏转动畜分量暖的六统维地道震动躁作用苦下，权除等勾效荷棍载变慎得不寒仅与秤地面仓运动轰分量良有关偿，而狼且与阿质点替所在完点的老坐标灾有关创外，犹在方祸程左宝端，歉最突呆出的揉一点勒便是溜与研阵有广关项刺的存杏在。一致浓输入告时的冒结构茫动力屡方程岩（6宗）多维风地震卖动输朵入下纱的结筑构动御力方晒程矩阵将通常冶称为往科氏赖惯性分耦合产矩阵掘，它擦是因颠为动塞力坐警标系孤相对出于定难坐标为系作晕转动队运动誓所引缠起的减。与暖科氏型耦合银阵有唯关的父项称狡为科势氏耦竿合项赶。此黄项相本当于自“阻岔尼项遍”，流但这历种“毒阻尼暴”与姥地面归运动摩的转惨动分帝量有挑关，牙可视防为强政迫施塘加给忙结构萝的“刘阻尼烛”。宇根据勿地面徒运动叶时程捞，其祥“阻循尼”济系数搞随时迅间变宗化，间有时湾为正普，有休时为妥负。天当为太正时行，其头减弱呢振动焰的作款用；扫当为蔽负时龟，其描增大强振动丙的作残用，纳这种蛾作用蚀称之详为科茂氏切耦法合秩效毯应。一致应输入辫时的藏结构扔动力肉方程倚（7尖）多晶维送地州震稻动爆输它入易下肯的招结写构蛾动析力御方喘程当不涨考虑同地面蛙转动惯角速隆度和是转动私角位纸移时羊（但星地面典转动县加速杨度仍岩存在抛），晒则不板存在遣科氏循耦合烧效应储：目前离对地牧面转腾动分吸量（炒绕竖守轴）袋的观规测资督料还建很少掌，不悲足以颈应用旬；对添地面扔摆动男分量烛（绕尾水平焰轴）丑的观分测资坦料则友几乎堪没有馅。因享此，衫大部婶分研悟究还轨很少水考虑谜的裕影响宰，而串采用灿仅考愉虑各纷平动猛地震氏动分篇量作稼用下另的结猴构动住力方维程：一致妹输入就时的挨结构锹动力结方程团（8姐）多趟维聋地脑震仁动接输松入织下灰的辛结扩构丝式动术力拥方处程相礼对粘位冲移肢向总量柴：地面包运动推加速芝度向仆量：多杆点蹈地咐震点动纤输歌入趁问箩题银（贴1姥）引窃起俘空榨间征地征震沫动马场意变替化咐的召主麦要朝因押素地咱震傻波劝在弦传奴播穷过萌程杨中炎进昼行忽复腹杂本的苏反搁射骨和汁散朋射指；舟同希时敢，您地宿震姥动怎场卡的素不算同都位吧置纯地风震驼波迹的环叠阴加盈方柏式锅也旁不肃同抛，必存伶在损相述干厘性井，聋即部分戴相干赤效应(i览nc罢oh莫er旦en棉ce异e码ff萝ec求t)歌。在地坑震动铁场的翅不同且位置遇，地牧震波瞧到达漂的时毛间上唤存在积差异湿，即行波住效应(脖t顶r幻玉a脖v办e扑l营i说n导g咳w扰a戴v互e渐e喉f腐f提e赚c沾t搭)捉。多点钳地震脉动输串入问望题（签2）引督起的空务间市地亿震叫动没场载变象化担的派主侮要拣因生素行波创效应——圣等效贱剪切临波速等效剪切波速（m/s）覆盖层厚度I0I1IIIIIIVvs>8000800≥vs>5000500≥vse>250<5≥5250≥vse>150<33～50>50vse≤150<33～15>15～80>80引起肢空间筛地震茎动场置变化毅的主全要因积素在地星震动女场不异同位抚置，蛛地质孟条件新不同布，影昏响地糖震波绍的振裂幅和足频率趟，即局座部勤场槐地裁效踢应(s太it峰e筒ef方fe匀ct债)。地震虹波在蓬传播厘过程黄中，济随着撕能量砖的耗蓬散，美振幅也会减测小，菠即衰减而效应(a具tt帜en弯ua剥ti岸on尸e酸ff锐ec聪t)匙。多俱点原地碰震埋动莫输槐入涛问脾题块（标3慰）多浑点炮地半震英动加的疼数尺值呈模冻拟单点地震动合成考虑各点的相干性引入行波效应引入局部场地效应空间相关多点地震动迟电滞婆相促干耗函迁数豪的幅确春定额一毛般异需眠要神依错据萄足遵够衡的船台呼阵毅资树料敲分巴析慎得阀到丸。谦台暖湾陆的乖S籍M励A装R贩T默-种1惹台基阵领网求(浓L袭o栗t竟u含n膝g圣,统T叨a希i州w金a庸n担)筋是吗世萌界顾上币较吐著付名魄的存台哭阵什网踪蝶，揪许羊多谨学妈者论根忧据躁该亚台驶阵隐网态所者记座录勇的粮资判料雁建手立灯了倾迟泉滞独相诵干就函喝数州模烤型株。需绘要舰考荷虑掉多监点币输户入仰的求工画程封结仔构长劲度且在姿6显0汪0羊米封以元上长辛度挑在叔2挠0历0衬米包以矿上朵且膨地均质饿不心连丽续对于框一般荒建筑悬：均冶匀场亡地以叨行波走效应榜为主罪，不厘均匀请场地促同时需考虑俊局部婚场地希效应多疲点护输伟入利时迈的聚结分构冻动镇力茅方裳程睛（体1词）地旷震拌时础，壶结谁构日支伸承根随忠地奶面醋运分动王，陶结调构棋本晃身虽不甜受疑外欢加御的久动园载曾，挽若捡以尼角根标幅a送表吓示芒与棍不躺受科外蔽力筹作哨用腾的切结牧构占节叉点袋有企关堵的崖项怒，姥以览角告标挎b忙表计示屈与抹结软构渠支乎承柱（回地露基娇）样节智点磁有豆关唱的冰项碎：多点郑输入张时的动结构帽动力希方程赛（2焰）任一诞支承刃处的若运动翻必然附引起团结构架所有急节点忆处的祝位移猎，由世于支蝇承运赵动因稀地震朱地面脉运动牙引起辉，故稼称因券支承舅运动搞所引肤起其隆他节怜点处禾的位恒移为育拟静匪力位民移，碌记为辜Us骄a。各场节孟点创总航位覆移甜由疼拟产静稀力姻位临移吩向桑量刻Us倒a和蒸动征力拖相衣对耐位蜻移伞向能量俯Uda之励和姓构门成潜。石支曾承卧随菊地戒面披一灰起扒运膜动贴，肤故扛这头些狼点胖的循动挤力泰位酷移工分绸量苗为启零劳，复所贪以缎有多层点出输黄入霉时德的多结拨构珠动那力乖方花程雕（猜3昼）R称竖为饮影拉响胸矩巴阵垃，库其食力跑学戚意苗义治为如结掉构钱支扰承尼点戴的劫单纤位酸静榨位己移素所坚引蓄起隔的肠结很构晚非速支沾承德点息的筐拟证静悲力猾位年移傍。Kg为因恭支座院相对订运动导所产渠生的浩弹性属耦合阅矩阵Kab，沃记翠为棉支践座糖运规动垂加贸速戏度珠过倚程樱。多点映输入素抗震症计算锋方法时程纽奉分析拿法：肠方洋法稻成拌熟出、马结庸果慢确岛定较、棚需赢要胞进坐行殿多促组懂地乖震谱波毯的使分现析诉；随撤机甲振洋动艰方赛法：考仇虑了露地震劈燕的不休确定搬性、巴仍未典达到莫完全谅实用铲；反应背谱方好法：精酬度难笼以保劣证。有限振元分旗析时杯的地健震动馆多点帜输入辩（1受）大质爹量法曾。在地墓基节邪点上愁附属枝很大殿的质严量（排比如役质量粮可以裂取结饮构质窗量的善1E棉6倍赖）来项带动普结构驳的响泪应。伪地基吊节点定在激寺励方纱向不样能约铃束。胳然后减在质阿量单亡元上趋施加毙适当棉的力剩使地牢基产烂生所咳需加触速度果，如陈果质矩量为找1E肃6，胡则施放加1醉E6喇的力仓将产可生单瞒位加赶速度训。只粘需为渐每一朱荷载挣步指乡丰定时耻间和婆相应尿的力监即可鞋。此箱方法矮的优元点是继可以巴得到马结构段的真构实响题应位熄移（暴包括汉了地弱基的腐平动颤）。位移蚂时程所激励相法。将钉时谊间筑-维加杯速啦度罪关凤系图进自行初积塘分积，再使艺其育成薯为低时膨间屯-静位沾移毛关随系涛，奶然跃后韵施和加砍位扭移宏历普程盾载递荷否。回搏顾绝：地啊震叮动德一菊致洋输平入蛙时斜的子方妄法俩：指妄定饥结纱构矿的贡加秘速通度米历米程膜，酒在缠加煌速翁度尺方扑向享约皱束洽地虽基子节数点气，昏这品样款得榴到章的文应党力糕计章算备结递果候是舱正啄确慌的闲，扣但袭位贩移隶计渴算逐结岛果帆是蕉结丸构钥相仗对虎于届地扇基泡的灶值刊。酷这献个荐方梯法漂的百好校处增是聚比疯较吩简亿单织，固只架需肾为宗每董一涝荷胃载买步量指形定倚时摩间欲和泰相独应胶的表加彩速里度杰即耕可厦。有限盟元分艺析时网的地良震动薯多点岂输入帜（2伤）工程刻实例桂（1忧）首都葡机场小3号吨航站吓楼爱水平驴双向赢多点块输入抓时程碑地震秀反应哗分析工程丈概况工累程两实游例直（混2长）工程削概况工亏程贯实藏例会（绿3雀）计挖算泊参旱数辜确兔定地升震崇波椒传总播尼速滑度串：途8拼0撤0懂m恢/介s痰，量5娇0犬0淘m肢/货s剖，常2乞5歇0竿m必/使s地震密加速消度时旋程峰缸值：秒70案0m犯m/腿s2吸;笋水城平双杨向：违1:渗0.脚85地基震匙波作的见选红择惯：涂E悉l样-邀C瓦e侵n让t挤r溉o煌、吨C壮o戚u招r睡t搭-兰H贞o局u卸s蝴e麻波威、垦场主地值波地震治波传傲播方磨向及相地震兄动输该入方瞒向0脆、卵4此5劲、滔9乐0愿、锹1咽3污5娇、岂1茎8碑0每皮个斗传使播才方吸向百考泡虑瓜两殿种热地殃震察动辨输唯入踪蝶方纽奉向工程尘实例荡（4墨）分探析鉴情逼况栏汇乘总秀—歇—能共哄1增2害0法种工程弦实例仆（5巾）扭套转扁角茧度蝇多栽、龟单冤点忘比俊较工偶程遭实字例垄（耻6吗）设计贝建议脑——例钢柱例边、螺角柱限位置消定义工殊程的实致例撕（驻7蜘）设计曾建议喷——鬼钢柱赔影响废系数弯矩800m/s500m/s250m/s平均BODY普通柱1.001.001.001.00边柱1.121.191.491.27角柱1.341.622.251.73STEM普通柱1.001.001.001.00边柱1.001.001.201.07角柱1.121.191.301.20工撤程帅实衬例仿（粥8彻）设各计等建桥议盗—练—与钢到柱片影篮响好系县数剪力800m/s500m/s250m/s平均BODY普通柱1.001.001.001.00边柱1.101.191.491.26角柱1.271.562.101.64STEM普通柱1.001.001.001.00边柱1.001.001.101.03角柱1.101.191.301.20工丧程污实叙例期（皂9焰）第2晕讲铲结仍构抗挠震分障析模谈型§辛2桌-励1萌地困震探动纱输质入换时久的恳结显构搬动竟力眨方面程§2抓-2桐采用恶有限贤元法丘建立仓结构合抗震野分析芹模型§2房诚-3畅典型悄工程哥结构梦抗震妄分析零模型有下限宫元旨程倾序衰分乘析钢的肉过挑程肯（店1惕）（1盛）建润模阶乏段建模伍阶段旅是根头据结危构实螺际形哈状和渗实际判工况象条件京建立泻有限伯元分孩析的学计算罚模型路——西有限洗元模虹型，递从而嘉为有御限元监数值预计算皮提供铸必要脂的输待入数田据。搭有限厘元建赌模的秧中心田任务暮是结扎构离砍散，风即划鄙分网辈格。但是获还是篮要处手理许燥多与菌之相漂关的啦工作危：如畅结构奸形式屋处理若、集篮合模扣型建栏立、转单元湾特性共定义呆、单宝元质逆量检道查、耻编号粱顺序愿以及腊模型窜边界容条件锣的定加义等告。（2渔）计伏算阶修段计句算允阶摩段伞的叨任吨务天是立完烧成撑有甲限滩元幸方丢法舰有幕关黄的刚数上值肝计郊算夹。案由若于正这斥一级步瞎运降算吸量盆非金常因大邮，彩所耳以怒这日部微分斜工盒作引由隔有趴限叮元葱分壁析惹软拜件桂控佣制周并慎在痛计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