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课件.ppt
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1、第七章重点第七章重点时程分析步骤时程分析步骤弹性恢复力双线型模型弹性恢复力双线型模型弹性恢复力三线型模型弹性恢复力三线型模型地震波的选用地震波的选用线性加速度法线性加速度法 第七章第七章 结构地震反应的时程分析结构地震反应的时程分析 71 71 概述概述 反应谱法反应谱法 地震作用地震作用 等效的水平静力荷载等效的水平静力荷载 弹性静力分析(多遇地震)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)对于弹塑性变形分析,(罕遇地震作用下)按弹塑性分析按弹塑性分析 弹塑性变形增大系数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真实的地震作用与时间有关,结构
2、的地震反应也随时间变化,反应谱法无法反映反应谱法无法反映地震作用效应随时间变化地震作用效应随时间变化这一特征这一特征,所以反应谱法是有局限性的。结构也不是弹性的所以反应谱法是有局限性的。结构也不是弹性的,反应反应 谱法不适用于弹塑性分析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,超过针对反应谱法的局限,抗震设计规范规定,甲类建筑物,超过1212层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。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:时程分析法步骤:1 1、确定结构构件的截面尺寸和配筋、确定结构构件的截面尺寸和配筋 满足现行
3、抗震规范的构造要求满足现行抗震规范的构造要求 2 2、选择地震波(、选择地震波(3-53-5条)条)场地条件、烈度因素场地条件、烈度因素 3 3、确定结构的力学模型,恢复力特性参数、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后面要专门讲这两个问题 4 4、解动力方程,求地震反应、解动力方程,求地震反应 5 5、验算变形(弹塑性变形)、验算变形(弹塑性变形)是否满足抗震要求是否满足抗震要求 如果不满足,修改设计(截面、配筋)如果不满足,修改设计(截面、配筋)再重新计算。)()()()()(tNtMtvtvtv 关键问题关键问题:1 1、选择力学模型(要合理)、选择力学模型(要合理
4、)2 2、确定结构或构件的恢复力模型、确定结构或构件的恢复力模型。3 3、选择合适的地震波、选择合适的地震波 4 4、选用数值计算方法,编制电算程序、选用数值计算方法,编制电算程序 力学模型简化力学模型简化1 1、层间剪切、层间剪切模型模型 假定横梁刚度无穷大,将柱、梁的质量假定横梁刚度无穷大,将柱、梁的质量 集中在楼板处集中在楼板处 特点:未知数少,计算量小,比较简单特点:未知数少,计算量小,比较简单。适用条件:框架结构,且梁的刚度比柱的适用条件:框架结构,且梁的刚度比柱的 刚度大很多时。刚度大很多时。5cbEIEI 2 2、杆系模型、杆系模型 将梁、柱的质量集中在梁、柱结点处。将梁、柱的质
5、量集中在梁、柱结点处。特点:未知数多、计算量大,适用性强特点:未知数多、计算量大,适用性强,几乎适用所有的结构几乎适用所有的结构。如果作时程分析,建议采用这种模型。如果作时程分析,建议采用这种模型。72 72 钢筋混凝土结构构件的恢复力特性钢筋混凝土结构构件的恢复力特性 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)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
6、刚度进一步下降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。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: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)
7、加载实验来确定(伪动力实验)例如测悬臂梁例如测悬臂梁 力力位移关系曲线位移关系曲线xFMFFx-x1 2 3 4 55 4 3 2 1看这条曲线,每次加载、卸载、反向加载、卸载,恢复力特性曲线看这条曲线,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,叫形成了近似封闭的环行曲线,叫滞回环滞回环,每个滞回环有两个顶点,每个滞回环有两个顶点(位移的正负方向各一个),如(位移的正负方向各一个),如1 1、2 2、3 3、44等。将这些曲线的顶等。将这些曲线的顶点点 连接起来的曲线叫连接起来的曲线叫骨架曲线骨架曲线。骨架曲线和滞回环反映了构件的。骨架曲线和滞回环反映了构件的弹塑
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