反应谱概念与设计反应谱.ppt

第第 6 6 讲讲反反应谱应谱概念与概念与设计设计反反应谱应谱5/8/20241.单单自由度体系地震反自由度体系地震反应应：最大位移反最大位移反应应5/8/20242.单单自由度体系位移反自由度体系位移反应应：质质点相点相对对于地面的速度于地面的速度为为质质点相点相对对于地面的最大速度反于地面的最大速度反应为应为5/8/20243.质质点的点的绝对绝对加速度加速度为为质质点相点相对对于地面的最大加速度反于地面的最大加速度反应为应为5/8/20244.最大相最大相最大相最大相对对对对速度速度速度速度最大加速度最大加速度最大加速度最大加速度最大反最大反应应之之间间的关系的关系在阻尼比、地面运在阻尼比、地面运在阻尼比、地面运在阻尼比、地面运动动动动确定后，最大反确定后，最大反确定后，最大反确定后，最大反应应应应只是只是只是只是结结结结构自振周期构自振周期构自振周期构自振周期(T,(T,(T,(T,)的函数。的函数。的函数。的函数。单单单单自由度体系在自由度体系在自由度体系在自由度体系在给给给给定的地震作用下某个最大反定的地震作用下某个最大反定的地震作用下某个最大反定的地震作用下某个最大反应应应应与体系与体系与体系与体系自振周期的关系曲自振周期的关系曲自振周期的关系曲自振周期的关系曲线线线线称称称称为该为该为该为该反反反反应应应应的的的的地震反地震反地震反地震反应谱应谱应谱应谱。最大相最大相最大相最大相对对对对位移位移位移位移5/8/20245.位移反位移反位移反位移反应谱应谱应谱应谱Elcentro 1940 Elcentro 1940（N-SN-S）地震地震记录记录5/8/20246.相相相相对对对对速度反速度反速度反速度反应谱应谱应谱应谱Elcentro 1940 Elcentro 1940（N-SN-S）地震地震记录记录5/8/20247.绝对绝对绝对绝对加速度反加速度反加速度反加速度反应谱应谱应谱应谱Elcentro 1940 Elcentro 1940（N-SN-S）地震地震记录记录5/8/20248.相相相相对对对对位移反位移反位移反位移反应谱应谱应谱应谱绝对绝对绝对绝对加速度反加速度反加速度反加速度反应谱应谱应谱应谱相相相相对对对对速度反速度反速度反速度反应谱应谱应谱应谱地震反地震反地震反地震反应谱应谱应谱应谱的的的的特点特点特点特点1.1.1.1.阻尼比阻尼比阻尼比阻尼比对对对对反反反反应谱应谱应谱应谱影响很大影响很大影响很大影响很大2.2.2.2.对对对对于于于于加速度反加速度反加速度反加速度反应谱应谱应谱应谱，当，当，当，当结结结结构周期构周期构周期构周期小于某个小于某个小于某个小于某个值时值时值时值时幅幅幅幅值值值值随周期急随周期急随周期急随周期急剧剧剧剧增大，增大，增大，增大，大于某个大于某个大于某个大于某个值时值时值时值时，快速下降。，快速下降。，快速下降。，快速下降。3.3.3.3.对对对对于于于于速度反速度反速度反速度反应谱应谱应谱应谱，当，当，当，当结结结结构周期小构周期小构周期小构周期小于某个于某个于某个于某个值时值时值时值时幅幅幅幅值值值值随周期增大，随后随周期增大，随后随周期增大，随后随周期增大，随后趋趋趋趋于常数。于常数。于常数。于常数。4.4.4.4.对对对对于于于于位移反位移反位移反位移反应谱应谱应谱应谱，幅，幅，幅，幅值值值值随周期增大。随周期增大。随周期增大。随周期增大。5/8/20249.不同不同不同不同场场场场地条件地条件地条件地条件对对对对反反反反应谱应谱应谱应谱的影响的影响的影响的影响将多个地震反将多个地震反将多个地震反将多个地震反应谱应谱应谱应谱平均后得平均加速度反平均后得平均加速度反平均后得平均加速度反平均后得平均加速度反应谱应谱应谱应谱 地震反地震反地震反地震反应谱应谱应谱应谱是是是是现阶现阶现阶现阶段段段段计计计计算地震作用的基算地震作用的基算地震作用的基算地震作用的基础础础础，通，通，通，通过过过过反反反反应谱应谱应谱应谱把随把随把随把随时时时时程程程程变变变变化的地震作用化的地震作用化的地震作用化的地震作用转转转转化化化化为为为为最大的等效最大的等效最大的等效最大的等效侧侧侧侧向力。向力。向力。向力。周期（周期（周期（周期（s)s)s)s)岩石岩石岩石岩石坚坚坚坚硬硬硬硬场场场场地地地地厚的无粘性土厚的无粘性土厚的无粘性土厚的无粘性土层层层层软软软软土土土土层层层层结结结结构的阻尼比和构的阻尼比和构的阻尼比和构的阻尼比和场场场场地条件地条件地条件地条件对对对对反反反反应谱应谱应谱应谱有很大影响。有很大影响。有很大影响。有很大影响。5/8/202410.对对对对于于于于单单单单自由度体系，把自由度体系，把自由度体系，把自由度体系，把惯惯惯惯性力看作反映地震性力看作反映地震性力看作反映地震性力看作反映地震对结对结对结对结构体构体构体构体系影响的等效力，用它系影响的等效力，用它系影响的等效力，用它系影响的等效力，用它对结对结对结对结构构构构进进进进行抗震行抗震行抗震行抗震验验验验算。算。算。算。结结结结构在地震持构在地震持构在地震持构在地震持续过续过续过续过程中程中程中程中经经经经受的最大地震作用受的最大地震作用受的最大地震作用受的最大地震作用为为为为-集中于集中于集中于集中于质质质质点点点点处处处处的重力荷的重力荷的重力荷的重力荷载载载载代表代表代表代表值值值值；-重力加速度重力加速度重力加速度重力加速度-动动动动力系数力系数力系数力系数-地震系数地震系数地震系数地震系数-水平地震影响系数水平地震影响系数水平地震影响系数水平地震影响系数5/8/202411.抗震抗震抗震抗震设计设计设计设计反反反反应谱应谱应谱应谱1 1。S Sa a(T,(T,)-T)-T曲曲线线,(T,)-T,(T,)-T曲曲线线,(T,)-T,(T,)-T曲曲线线共性。共性。2 2。统计统计分析后的平均分析后的平均反反反反应谱应谱应谱应谱曲曲曲曲线线线线，平滑，平滑处处理理5/8/202412.-地震影响系数；地震影响系数；地震影响系数；地震影响系数；-地震影响系数最地震影响系数最地震影响系数最地震影响系数最 大大大大值值值值；地震影响系数最大地震影响系数最大地震影响系数最大地震影响系数最大值值值值（阻尼比（阻尼比（阻尼比（阻尼比为为为为0.050.050.050.05）1.401.400.90(1.200.90(1.20)0.50(0.720.50(0.72)-罕遇地震罕遇地震0.320.320.16(0.240.16(0.24)0.08(0.120.08(0.12)0.040.04多遇地震多遇地震 9 8 7 6地震影响地震影响地震影响地震影响烈度烈度烈度烈度 括号数字分括号数字分括号数字分括号数字分别对应别对应别对应别对应于于于于设计设计设计设计基本加速度基本加速度基本加速度基本加速度0.15g0.15g0.15g0.15g和和和和0.30g0.30g0.30g0.30g地区的地震影响系数地区的地震影响系数地区的地震影响系数地区的地震影响系数-结结结结构周期；构周期；构周期；构周期；5/8/202413.-特征周期；特征周期；特征周期；特征周期；地震特征周期分地震特征周期分地震特征周期分地震特征周期分组组组组的特征周期的特征周期的特征周期的特征周期值值值值（s s s s）0.90 0.65 0.450.35第三第三组组0.75 0.55 0.400.30第二第二组组0.65 0.45 0.35 0.25第一第一组组 场场地地类别类别-曲曲曲曲线线线线下降段的衰减指数；下降段的衰减指数；下降段的衰减指数；下降段的衰减指数；-直直直直线线线线下降段的斜率下降段的斜率下降段的斜率下降段的斜率调调调调整整整整系数；系数；系数；系数；-阻尼阻尼阻尼阻尼调调调调整系数，小于整系数，小于整系数，小于整系数，小于 0.55 0.55 0.55 0.55时时时时，应应应应取取取取0.550.550.550.55。5/8/202414.5/8/202415.查查查查表确定表确定表确定表确定解：解：解：解：例：例：例：例：单层单单层单单层单单层单跨框架。屋盖跨框架。屋盖跨框架。屋盖跨框架。屋盖刚刚刚刚度度度度为为为为无无无无穷穷穷穷大，大，大，大，质质质质量集中于屋量集中于屋量集中于屋量集中于屋盖盖盖盖处处处处。已知。已知。已知。已知设设设设防烈度防烈度防烈度防烈度为为为为8 8 8 8度，度，度，度，设计设计设计设计地震分地震分地震分地震分组为组为组为组为二二二二组组组组，类类类类场场场场地；屋盖地；屋盖地；屋盖地；屋盖处处处处的重力荷的重力荷的重力荷的重力荷载载载载代表代表代表代表值值值值G=700kNG=700kNG=700kNG=700kN，框架柱，框架柱，框架柱，框架柱线刚线刚线刚线刚度度度度 ,阻尼比阻尼比阻尼比阻尼比为为为为0.050.050.050.05。试试试试求求求求该结该结该结该结构多遇地震构多遇地震构多遇地震构多遇地震时时时时的水平地震作用。的水平地震作用。的水平地震作用。的水平地震作用。（1 1 1 1）求）求）求）求结结结结构体系的自振周期构体系的自振周期构体系的自振周期构体系的自振周期（2 2 2 2）求水平地震影响系数）求水平地震影响系数）求水平地震影响系数）求水平地震影响系数h=5mh=5mh=5mh=5m查查查查表确定表确定表确定表确定地震特征周期分地震特征周期分地震特征周期分地震特征周期分组组组组的特征周期的特征周期的特征周期的特征周期值值值值TgTgTgTg（s s s s）0.90 0.65 0.450.35第三第三组组0.75 0.55 0.400.30第二第二组组0.65 0.45 0.35 0.25第一第一组组 场场地地类别类别5/8/202416.解：解：解：解：（1 1 1 1）求）求）求）求结结结结构体系的自振周期构体系的自振周期构体系的自振周期构体系的自振周期（2 2 2 2）求水平地震影响系数）求水平地震影响系数）求水平地震影响系数）求水平地震影响系数h=5mh=5mh5mh=5m（3 3 3 3）计计计计算算算算结结结结构水平地震作用构水平地震作用构水平地震作用构水平地震作用5/8/202417.重力荷重力荷重力荷重力荷载载载载代表代表代表代表值值值值的确定的确定的确定的确定 结结结结构的构的构的构的重力荷重力荷重力荷重力荷载载载载代表代表代表代表值值值值等于等于等于等于结结结结构和构配件自重构和构配件自重构和构配件自重构和构配件自重标标标标准准准准值值值值G G G Gk k k k加上各可加上各可加上各可加上各可变变变变荷荷荷荷载组载组载组载组合合合合值值值值。-第第第第i i i i个可个可个可个可变变变变荷荷荷荷载标载标载标载标准准准准值值值值；第第第第i i i i个可个可个可个可变变变变荷荷荷荷载载载载的的的的组组组组合合合合值值值值系数；系数；系数；系数；不考不考虑虑 软钩软钩吊吊车车 0.3 硬硬钩钩吊吊车车 0.5 其它民用建筑其它民用建筑 0.8 藏藏书库书库、档案、档案库库 1.0按按实际实际情况考情况考虑虑的楼面活荷的楼面活荷载载 不考不考虑虑 屋面活荷屋面活荷载载 0.5屋面屋面积积灰荷灰荷载载 0.5 雪荷雪荷载载组组合合值值系数系数可可变变荷荷载载种种类类按等效均布荷按等效均布荷按等效均布荷按等效均布荷载载载载考考考考虑虑虑虑的楼面活荷的楼面活荷的楼面活荷的楼面活荷载载载载吊吊吊吊车悬车悬车悬车悬吊物重力吊物重力吊物重力吊物重力组组组组合合合合值值值值系数系数系数系数5/8/202418.第第6讲结讲结束！束！学学习习是一件快是一件快乐乐的事情，且的事情，且听下回分解！听下回分解！5/8/202419.