建筑结构抗震 第3章 地震作用和结构抗震验算 概述[精].ppt

第3章地震作用和结构抗震验算
结构抗震设计
概述
结构地震反应分析
计算结构的地震作用
求出结构的地震作用效应
地震作用效应和其它荷载效应组合
截面设计
地震作用计算和结构抗震验算是建筑抗震设计的重要环节,是结构满足最低抗震设防安全要求的关键步骤。
1、抗震计算步骤:
结构的地震反应:地震引起的结构震动,从而使结构产生的随时间变化的位移、速度、加速度、内力、变形。
地震作用:结构上的质量因加速度的存在而产生的惯性力。包括水平地震作用和竖向地震作用。
结构的地震作用效应:地震作用在结构中所产生的内力和变形。
2、几个基本概念:
3、结构抗震理论的发展
静力理论阶段---静力法
1920年,日本大森房吉提出,
假设建筑物为绝对刚体。
地震作用
将F作为静荷载,按静力计算方法计算结构的地震效应。
---反应谱法
1940年,美国。
---重力荷载代表值
---地震系数(反映震级、震中距、地基等的影响)
---动力系数(反映结构的特性,如周期、阻尼等的影响)
通过反应谱理论将地震作用以等效荷载的方法来表示,按静力计算方法计算结构的地震效应。
目前,世界上普遍采用的方法。
二、各类型结构相应的地震作用分析方法
1、不超过40m的规则结构:底部剪力法
2、一般的规则结构:振型分解反应谱法
3、质量和刚度分布明显不对称结构:考虑扭转或双向地震作用的振型分解反应谱法
4、8、9度时的大跨、长悬臂结构和9度的高层建筑:考虑竖向地震作用
5、特别不规则、甲类和超过规定范围的高层建筑:一维或二维时程分析法的补充计算
单质点弹性体系水平地震作用
一、地震作用下单质点体系的运动方程
图3—1单质点弹性体系地震作用示意图
质点位移
质点加速度
惯性力
弹性恢复力
阻尼力
运动方程
根据达朗伯原理
整理后有
有阻尼单质点体系的受迫震动的微分方程。