结构地震反应的时程

第七章重点时程分析步骤弹性恢复力双线型模型弹性恢复力三线型模型地震波的选用线性加速度法

第七章结构地震反应的时程分析

7—1概述

反应谱法

地震作用

等效的水平静力荷载

弹性静力分析（多遇地震）

对于弹塑性变形分析，（罕遇地震作用下）

按弹塑性分析弹塑性变形增大系数

真实的地震作用与时间有关，结构的地震反应也随时间变化，

反应谱法无法反映地震作用效应随时间变化这一特征，

所以反应谱法是有局限性的。结构也不是弹性的，反应

谱法不适用于弹塑性分析。

针对反应谱法的局限，抗震设计规范规定，甲类建筑物，超过12层的建筑物应采用时程分析法验算罕遇地震作用下的弹塑性变形。

时程分析法步骤：

1、确定结构构件的截面尺寸和配筋

满足现行抗震规范的构造要求

2、选择地震波（3-5条）

场地条件、烈度因素

3、确定结构的力学模型，恢复力特性参数

后面要专门讲这两个问题

4、解动力方程，求地震反应

5、验算变形（弹塑性变形）是否满足抗震要求

如果不满足，修改设计（截面、配筋）再重新计算。

关键问题：

1、选择力学模型（要合理）

2、确定结构或构件的恢复力模型。

3、选择合适的地震波

4、选用数值计算方法，编制电算程序

力学模型简化1、层间剪切模型

假定横梁刚度无穷大，将柱、梁的质量

集中在楼板处

特点：未知数少，计算量小，比较简单。

适用条件：框架结构，且梁的刚度比柱的

刚度大很多时。

2、杆系模型

将梁、柱的质量集中在梁、柱结点处。

特点：未知数多、计算量大，适用性强，

几乎适用所有的结构。

如果作时程分析，建议采用这种模型。

7—2钢筋混凝土结构构件的恢复力特性

恢复力特性

变形与恢复力的关系（钢筋混凝土结构构件很复杂）

地震作用较小时，恢复力与变形线性变化

地震作用增加，混凝土开裂，构件刚度下降、刚度发生变化

地震作用进一步增加，钢筋屈服，构件刚度进一步下降地震作用随时间变化，构件刚度也随时间变化。

恢复力特性可以用恢复力特性曲线来反映，下面介绍恢复力特性曲线的特点、计算模型、模型参数的确定。一、恢复力特性曲线的特点：

恢复力特性曲线：恢复力随变形变化的曲线。

如何确定一个结构或构件的恢复力特性曲线，通过反复的静力加载实验来确定（伪动力实验）

例如测悬臂梁力——位移关系曲线FFx-x1234554321看这条曲线，每次加载、卸载、反向加载、卸载，恢复力特性曲线形成了近似封闭的环行曲线，叫滞回环，每个滞回环有两个顶点（位移的正负方向各一个），如1、2、3、4…等。将这些曲线的顶点连接起来的曲线叫骨架曲线。骨架曲线和滞回环反映了构件的弹塑性性质。恢复力特性曲线的特点

（1）骨架曲线与一次荷载-位移曲线相似。开始加载阶段，F比较小，构件基本处于弹性工作阶段。随荷载加大，混凝土开裂，构件刚度有所下降，曲线坡度减缓。荷载再进一步加大，钢筋屈服，曲线坡度趋于水平，构件刚度趋于0。

（2）卸载时，曲线坡度与初始加载时有所下降，下降程度与卸载时位移的大小有关，卸载位移越大，曲线坡度越小。荷载卸至零时，存在明显的残余变形。

（3）反向加载时，曲线基本是指向经历过的最大位移点。说明构件反向加载时，刚度明显下降，反向经历过的位移越大，刚度下降越多。

（4）随荷载循环次数增多,构件逐渐损坏，产生同样的变形,荷载值减小。甚至荷载降低，位移还加大，此时，构件已失去承载能力，说明构件已破坏。二、债恢复析力特线性曲门线的弦计算岭模型为便布于计伍算，均将特复性曲幻玉线用划分段悦直线宰来代芒替。这里绑介绍寨两种宝模型（1师）双来线型DCBAE适用职钢构已件棋刚香度不葱退化南独策立参绣数（2庸）考塘虑刚象度退页化的忘三线读型模萌型xy独立笨参数高四脏个弹性呈刚度已知任意塞时刻霞刚度刚度缎降低畅系数123456789102`1`xy0屈服蜂点割涉线刚捆度折俯减系稿数（反眨向加犯载）最小庆位移巩（反饭方向石最大刊位移掘）前一偶次恢帅复力时的健位移规则院：卸载今，刚五度取捏屈服纱点的使割线芽刚度反向搞加载捞，滞招回曲矿线的万目标屿（方戏向）曾最大孝位移喝拐点两类置拐点守：第一边类拐惭点速度忌不变垃号且经过过界限蜻值第二属类拐耻点卸载品拐点判断戴是否膜经过锣拐点泪的条贼件三线邮型较阿好地垮反映台了钢董筋混预凝土累构件挥的恢胞复力馋特性等，广倚泛应捕用，银日本岛学者覆提出废。三、奴恢复务力计感算模渡型中批的特知性参庸数四个腔参数绝如何端确定经验凡公式换算乱截面案的弹夺性抵收抗矩考虑轰截面阵形状后、高泡度和龙偏心闲距影甘响的瓦塑性负系数塑性洞系数郊的基德本值源，矩或形截绝面考虑恒截面快高度范和偏演心距近影响及的系统数混凝识土抵叨抗强炊度标其准值截面浊高度（cm却）构件垫截面沸核心勉点到己重心亦轴的室距离偏心菊距公是骂中什盟么时界候取“-”，什赞么时拜候取“+”偏心绝受压处构件萌取“-”，偏元心受哀拉构烂件取“+”。受弯婶构件裳（梁塞）