结构地震反应与抗震计算二

第三章结构地震反应分析

与抗震计算3.1概述3.2单自由度体系的弹性地震反应分析3.3单自由度体系的水平地震作用与反应谱3.4多自由度弹性体系的地震反应分析3.5多自由度弹性体系最大地震反应与水平地震作用3.6竖向地震作用3.7结构平扭耦合地震反应与双向水平地震影响3.8结构非弹性地震反应分析3.9结构抗震验算主要内容§3.1概述由地震动引起的结构内力、变形、位移及结构运动速度与加速度等一、结构地震反应

：由地震动引起的结构位移地面运动结构动力特性：自振周期，振型和阻尼1.结构地震反应2.结构地震位移反应：结构地震反应影响因素

§3.1概述：能引起结构内力、变形等反应的各种因素二、地震作用

作用分类——各种荷载：如重力、风载、土压力等——各种非荷载作用：如温度、基础沉降、地震等等效地震荷载：工程上，可将地震作用等效为某种形式的荷载作用作用直接作用间接作用§吨3驼.陪1概电述1.连续樱化描永述（彩分布倍质量鉴）三、结凡构救动究力爱计势算却简但图捐及穴体蜓系辱自瘦由聚度描述壮结构英质量渴的两敏种方魄法采袄用宵集最中得质裙量嘱方坡法梁确及定服结姥构都计叶算纳简占图蛋（过步秀骤酒）确：2折.集中从化描狮述（停集中升质量盯）工程歪上常曲用定声出例结福构雾质毁量醋集疯中位裁置沟（铲质再心搞）将娱区粗域阀主椅要裂质这量评集妙中罚在婶质犁心矩；将乘次荡要赔质别量盾合颗并登到耗相井邻泊主捡要颈质督量冶的聪质风点失上舞去集蚀中远化洒描桨述全举刑例a、纪水谦塔戒建贸筑主法要纯质薄量像：置水灶箱纯部惩分次谷要尿质顺量丛：埋塔旗柱秋部析分水箱握全部丙质量部分斤塔柱果质量集龙中司到披水鄙箱滨质劳心单踩质眉点纳体表系b、钥厂药房换（无大勺型劣钢私筋晶混蛾凝房诚土锻屋挣面对板绑）主要半质量夕：屋两面部哗分厂房把各跨汁质量集中炊到各竿跨屋向盖标傍高处集中看化描稼述举罚例c、晕多充、抽高目层宰建浪筑主挑要偏质劝量句：炭楼挺盖廉部抖分多质术点体抚系d、烟扔囱结构碎无主词要质该量部屿分结构屈分成斧若干蜻区域集倡中袋到咐各蒙区片域辽质绸心多清质省点散体愉系返回睁目录惯暑性小力行、际阻塘尼锡力夫、词弹纪性厦恢办复巧力§3衬.2单自疾由度拖体系商的弹付性地拳震反土应分兼析一投、居运昆动族方薄程作婆用蚀在胸质湾点脱上歼的允三扩种处力惨：＊惯紧性叼力＊阻杆尼腊力——由结膜构内田摩擦读及结绳构周维围介刷质（冻如空航气水拜等纤）饥对贱结样构唱运熔动素的鸣阻检碍土造舅成＊弹睛性仔恢象复累力—雀—由搂结顶构都弹抄性伶变待形惑产哲生C——阻历尼冈系券数k态——体昼系新刚鼠度力敬的点平豪衡端条酱件肥：令二、刚运动第方程扶的解1.方描程程的把齐枯次取解——自由匹振动齐丧次重方宿程：自由环振动骡：在昨没有荣外界粪激励孩的情附况下甲结构快体系旨的运男动为共娃轭复饱数，（2）若方我程钉的鸣解苍：特介征逝方蛙程特征覆根（4）若耽，乡丰、浆为负振实数（3）脉若，、体系映不振放动—纯—过阻曾尼状剪态体系限不振阳动——临色界才阻粮尼休状馅态体溪系绕产羞生蝴振符动—耍—欠诞阻扔尼蝇状姓态其中图蒜各兼种护阻俘尼法下遵单洁自碌由录度尾体怠系景的泻自恐由抬振侄动当临挂界际阻贫尼洪系串数群：临具界摇阻帜尼潮比解（户简切称嘴阻妻尼叮比令）（1）若tx(t)0=x1<x<01>x体皇系涉自缝由石振分动——无阻温尼状队态初始淋条件:,初始否速度则体系条自由陆振动票位移蓄时程初材始屋位字移当快（裹无扎阻谋尼葡）——固堆有和频预率——固美有庄周翁期无阻波尼单东自由未度体孝系自由城振动爽为简艳谐振胜动自振慕的振例幅将冶不断湾衰减盟，直箩至消顺失有阻大尼体恶系例题3-后1已知馅一水泡塔结尽构，邮可简米化为疗单自秀由度吹体系控（见面图）佣。，求铅该抹结叨构唉的誉自化振梁周便期百。解：时直聋接便由洋式并督采席用付国类际届单立位轰可剥得:2帆.方程楼的特略解I——简幕谐以强梯迫取振康动地面摆简谐缸运动使区体缩慧系孔产抗生绿简衣谐故强旺迫祸振坟动设，到代简入拆运始动澡方懒程方程检的特母解（零悼初始洁条件化简欺为振幅著放大涉系数A图—地面沸运动寇振幅B孕—体系戏质点溜的振闪幅）遍：0巩.是20列.馅5125图掩单茅自由倡度体战系简倦谐地割面强容迫振微动振仅幅放雷大系砍数达洞到紧最姐大晃值共振2越.方程当的特聋解II——冲贝击隆强爹迫召振破动图王地物面棕冲侄击泛运暴动地面错冲击灵运动鸽：对质黑点冲板击力济：质点魄加速哪度（0～dt）：dt时竖刻娘的淋速妥度堡：dt时刻均的位背移：地痒面烂冲铁击侮作滨用叉后逢，女体劫系蝇不竹再域受误外灯界路任蜜何填作爪用弄，惠将滚做丹自虎由戴振习动根磨据肌自圣由瓶振栗动险位鲁移德方隆程素，墨可洁得自来由弓振侦动升初击速凡度碎为图翠体纳系自燥由振役动地膛震锈地麻面聪运皂动浇一赌般趋为押不律规泰则拾往先复诵运仙动求甚解凶方辅法税：将鹿地衬面为运猛动捞分捕解度为扫很晋多遭个嚷脉挺冲婆运橡动时刻勇的地置面运虹动脉汗冲4申.方程绵的特塔解II赔I—怠—一般杰强迫众振动地玩面却运浇动容加格速岸度粥时狗程辩曲熟线引双起渐的值体局系驳反护应吴为辩：叠态加义：罩体站系芹在t时盟刻讽的钞地极震秋反剑应恨为筐：方程规通解膀（单换自由基度体闻系）汗：体系促地震胀反应刮（通律解）=自票由喝振茎动舟（桂齐妹次址解床）+强用迫紧振闪动劈燕（吃特衫解灶）初芦位岸移牙、逮初漫速耳度碌引鼠起迅速痰衰减朝，可约不考渴虑地面旁运动肯引起返歉回歇目沉录地榜面塔运井动仪脉末冲兔引兼起列的答单浸自投由花度松体雄系走反竟应杜盖哈哄密温积然分§3丢.3单哪自醒由笔度请体抬系抓的萍水帐平售地瓶震瓣作昂用板与显反焦应陡谱一、泪水平抛地震得作用衫的定馆义单自定由度厅体系扑的地刃震作罩用单鸡自犬由院度柜体姨系陵运六动封方拆程位移议最大F=地唇震经作娱用求得洁地震善作用摇后，门即可凯按静象力铁分异析亮方弦法计算毒结构拘的最黎大位刑移反津应质点食所受父最大饼惯性旧力，讨即单杰自纺由即度阅体乳系贩的皂地虾震侵最绩大俩绝包对潮加病速州度柄反灭应扎与乡丰其视自飘振财周移期T的柴关成系哥，局记福为二业、屿地藏震梦反驾应皇谱地震陡加速堵度反刻应谱租（地因震反湖应谱幼）：杜哈掌密积绞分求导一般针结构秧阻尼蚊比较挎小；得呼到路地页震营反恭应皇谱＊地震鸟加速薪度反顾应谱崇的意基义地震誓（加让速度冒）反专应谱极可理化解为拨一个生确定陕的地箱面运禽动，炕通过熄一组阻岁尼选比相毒同慈但自振枝周期各不单相同内的单粒自由炒度体污系，娘所引嘉起的取各体藏系最大告加速敢度反应与相订应体萍系自肉振周醋期间堵的关殿系曲奔线T1T1sa(T)TT2T2T3T3T4T4T5T5ξ况=套ξ0＊影响勺地震饮反应钱谱的灰因素爷：两辱个终影风响凑因块素添：1然.体游系奸阻译尼砍比2突.地腔震练动1.体薯系薪阻改尼网比体泊系犹阻镜尼附比茎越脂大体系款地震粉加速当度反殃应越弄小地震建反应底谱值尘越小图机阻菠尼比期对地娇震反稼应谱昌的影某响Sa/xgmaxT(s)4.02.01.01.03.04.02.03.0ξ=0.010.030.050.102天.地粥震再动不同绒的地思震动占将有启不同低的地厅震反估应谱地胳震挂动按特奸性延三吃要挖素:振幅、频爱谱、持塞时地饶震怖动宪振丧幅城仅极对完地挽震帝反低应顽谱辨值大摆小有影谊响振幅振旅幅邻越患大地震俱反应芬谱值伶越大呈线稀性比码例关览系频谱消：地触面运班动各户种频犹率（往周期丝式）成肠分的拾加速盒度幅匆值的乒对应崭关系不熔同工场堤地械条期件梅下平的不平坏均朗反吵应振谱不同疮震中富距条桨件下匆的平山均反哲应谱地震骑反应毯谱峰乎值对非应水的培周妄期渣也他越伪长场婶地杰越届软震中牛距越希大地捎震离动台主踏要辆频朱率炕成之份浆越厘小（或在主要半周期轧成份败越长瓶）地礼震另动忘频熊谱傍对衫地盒震阔反独应数谱纸的形摊状有胡影烟响持时对最潮大反碑应或看地震州反应孤谱影铜响不朴大G反—体邀系斗的督重金量售；—地嘉震云系速数熊；—动鹊力汁系跳数二、蜜地震升反应娃谱设灿计循反紫应盯谱亮：地震浴反应滔谱直汤接用立于结范构的岭抗震受设计昂有一填定的餐困难录，而需垂专门丙研究枣可供港结构右抗震鸟设计停用的砖反应路谱，灰称之辜为设裁计反竟应谱＊地狭震穿系辱数定顺义背：可穴将嘴地冤震奇动播振焦幅筋对量地鞠震涉反攻应胃谱垒的喇影董响完分柳离雾出附来基本烈度6789地震系数k0.050.10（0.15）0.20（0.30）0.40烈度萝每增羽加一草度地伯震系数收大致脆增加才一倍＊动翼力算系会数定尝义意林义屑：踏体唐系侮最享大姐加某速艰度亚的泰放留大侧系听数体扑系滔最芽大箱加灰速猎度地面美最大群加速特度是经规链则控化胸的挽地飘震蚀反蜜应亡谱为折使忙动挽力悼系梯数云能尽用饺于骑结拼构态抗乞震因设夕计躺，监采宇取谈以雅下厅措兔施崭：1.取检确禾定宜的书阻常尼犯比，遗因馅大仅多象数丑实恒际敞建告筑衡结胃构艺的玻阻纱尼浅比蛮在0昌.侨0茎5左右考虑嫩阻尼号比对秧地震府反应稀谱的现影响2.按场病地、滨震中否距将旁地震樱动记饮录分绩类3.计隔算身每赞一软类受地染震躲动裹记屈录净动勇力如系植数浅的继平剩均正值考虑体地震储动频即谱的必影响僵因素考虑旬类别断相同规的不同午地震售动记私录地胖震跳反婆应凳谱朴的制变烦异亡性工登程芬设消计溜采牢用好的般动绍力雅系遭数慨谱愈曲阶线—特征捏周期蛛，与场治地条盾件和白设计短地震袭分组妹有关—结构嘴自振侍周期—衰专减腔指捕数止，痕取0俩.洒9—直蜂线彼下巴降蛇段察斜准率叹调弹整绣系意数研，取0映.惑0栗2—阻尼免调整忠系数袄，取1.昼0值水：＊地脚震词影昨响版系贿数定帅义图需地瓶震影捆响系罩数谱典曲线图中我悬国系建紫筑羡抗躁震油采食用客两繁阶坛段梅设昌计席，车各蝴设伞计闸阶幼段廊的地震影响设防烈度6789多遇地震0.040.08（0.12）0.16（0.24）0.32罕遇地震-0.50（0.72）0.90（1.20）1.40注很：侮括摔号汽中树数挺值随分染别屋用炭于治设衡计辱基办本圆地族震缝加撤速肥度搁取和的地挥区＊阻且尼每对枣地抢震毕影付响炒系言数旦的惊影拨响当结萍构阻印尼比扰不等酿于0.胀05时帽，尝其形块状轿参效数尘作气如恋下坛调透整嘴：1.曲线恐下降贞段衰降减指苏数的独调整2历.直线摄下降权段斜泼率的龟调整的馅调铲整香：3泽.表中项值应征乘以过阻尼备调整巩系数当取＊地防震很作迈用劲计寸算由例题3-姻2水浇塔抄结引构匙，咬同贯例3-宿1。，位嚼于I倡I类如场酬地狱第赢二党组颗，勒基线本掌烈迫度退为7度（栽地锤震海加享速快度林为0存.船1常0晴g把)恳,阻龙尼能比求鲜该婆结德构既多恋遇挽地偏震原下垄的批水搭平任地紧震梢作源用解；耍查表3-棍3，查表3-男2，由饲图3-刘12（胜地勤震插影纷响恨系张数失谱峰曲椅线府）此时糠应考仗虑阻虹尼比额对地瓜震影断响系替数形谱状的厨调整攀。返粥回轧目挎录§3振.4多抚自胞由权度槽弹晨性希体聋系哨的器地珠震沸反肤应漏分磁析一、壤多自看由度托弹性锡体系夹的运诉动方萍程图匠多自牲由度艳体系狂的变风形在捧单更向帜水银平河地场面罗运猜动应作肉用简下透，勤多表自卡由瞧度饰体捆系的总变殊形闻如嫩图巴所近示布。设该武体系解各质折点的透相对学水平遣位移踢为xi(酱i裙=招1馅,也2扶,匀…窜,烧n悟)瓦,其加中n为兄体兰系甘自韵由寄度晨数无，则单各庄质询点肠所锡受城的功水虫平遥惯机性销力饶为……体恒系高水衡平庸惯小性成力其中刚度洒方程毁：多自槐由度如体系无长阻碌尼运款动橡方让程多自况由度有贯阻铃尼体系掏运动勉方程图元多自汁由度更体系蝇的变极形(各总质竭点年振永幅深）二、砍多自晕由度萄体系籍的自秘由振症动＊自由镰振动熔方程不考盼虑阻累尼的乞影响佳，体严系不途受外膜界作煎用，涛令多自边由度间自由翁振动品方程动饰力减特贸征清方构程设确方酸程笨的重解廉为关芽于香时演间t微分练两次能得代入订振动匆方程功得：由于则俘须沈有惩：＊自振建频率体系侄发生乌振动祸，有非评零解，趟则践必织有亦：—构—多邀自忙由满度该体禽系挖的巧动概力令特添征限值锐方紫程其解僵由小湿到大筝排列帜为为贴体拍系购第i阶耽自牺由攀振驶动炒圆预频喘率一个n自鄙由按度丢体午系厅，亦有n个自景振圆荒频率茂，即部有n种稿自零由起振寸动鸡方寇式丑或迈状穗态动降力劈燕特顽征量方蒸程例补题3淡-照3计福算阴仅厘有线两巾个魂自怠由再度喷体土系蓬的欠自昆由耐振凳动新频夜率解暖：颈由除式解肾上遍方则程喂得引：可得饱：多该自许由读度颤体辜系讯以斜某蝴一段阶住圆睁频冻率＊振型自由角振动胞时，将欧有州一哲特但定右的窗振梨幅与之页相应它妈们读之尤间鸦应脚满医足病动跨力畜特掌征优方倦程设与相酱应仓，请用庸分捎块致矩钥阵泳表倒达则动养力特肆征方御程展具开单得解得（*肿*）（迷*驶）将（悼**盈）代众入（描*）抬，可拒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