建筑施工培训课件 反应谱分析后处理.pdf

目录 一、延性设计理念 二、反应谱分析方法及操作实例 三、利用Pushover求横向允许位移 四、利用CDN进行抗震反应谱验算 一、延性设计理念 1972年12月23 日首都马那瓜 发生罕遇强烈地震至少0.35g， 5000多人死亡，市区1万多栋楼房 夷为平地，而马那瓜当时最高的建 筑美洲银行虽位于震中，昂然不倒， 楼立墟群。 延性抗震延性抗震- -成功典范成功典范 1.1.延性设计思路延性设计思路 一、延性设计理念 第一道防线：第一道防线： 将连梁中部开孔，结构遭遇 地震作用时，在连梁开洞处开裂 屈服，形成塑性铰，可以耗散能 量； 第二道防线：第二道防线： 连梁破坏后，各分体系（L 形柔性筒）作为独立抗震单元， 整体结构变柔，自振周期变长， 地震动力反应大大减小。 一、延性设计理念 延性设计延性设计： 桥梁体系中设置延性构件，桥梁在 E2地震作用，延性构件进入塑性状态进 行耗能，同时可以减小结构刚度，增大 结构周期，达到减小地震动响应的目的。 何为延性设计何为延性设计？ 一、延性设计理念 一、延性设计理念 2 2. .规范中如何体现延性设计规范中如何体现延性设计 规范流程图参照规范流程图参照：抗震细则抗震细则2323页页 一、延性设计理念 一、延性设计理念 桥墩-弯曲破坏 一、延性设计理念 桥墩-剪切破坏 一、延性设计理念 日本福岛地震日本福岛地震 一、延性设计理念 二、反应谱分析方法及操作实例 反应谱分析方法的原理是什么？ 振型叠加法 为什么采用振型叠加法？ 1.1.振型叠加法的原理振型叠加法的原理 二、反应谱分析及二、反应谱分析及RCRC柱抗震设计柱抗震设计 微分方程微分方程组组 二、反应谱分析方法及操作实例 微分方程微分方程 至此已将求解复杂的微分方程组的问题简化为求解单 个微分方程的问题！ 我们进行反应谱分析的时候需要求解微分方程吗？ 二、反应谱分析及二、反应谱分析及RCRC柱抗震设计柱抗震设计 二、反应谱分析及二、反应谱分析及RCRC柱抗震设计柱抗震设计 反应谱是反应谱是单自由度单自由度弹性体系弹性体系在在给定的地给定的地 震作用震作用下，某个下，某个最大反应量最大反应量（加速度（加速度） 与体系与体系自振周期自振周期的关系曲线。的关系曲线。 怎样画出反应谱？怎样画出反应谱？ 二、反应谱分析及二、反应谱分析及RCRC柱抗震设计柱抗震设计 二、反应谱分析及二、反应谱分析及RCRC柱抗震设计柱抗震设计 二、反应谱分析方法及操作实例 Ku=P= 反应谱 二、反应谱分析方法及操作实例 为什么采用振型叠加法？ 1.振型叠加法引入振型的概念后，由于振型具有正交性，动力微分方程组简 化为动力微分方程，大大减少了计算量。（多自由度转换为单自由度） 2.地震作用可以通过谱函数的形式体现。谱函数表示地震加速度（最大值） 与各振型周期间的关系。从而使与时间相关的动力计算内容，简化为求解各 振型下结构施加固定加速度（力）的静力问题。（动力转换为静力问题） 二、反应谱分析方法及操作实例 衍生问题： 1.谱函数中的周期如何求得？ 2.结构的振型如何求求得？ Ku=P= 周期对应振型 加速度峰值 结构的振型 二、反应谱分析方法及操作实例 2.结构各振型的含义及计算方法 二、反应谱分析方法及操作实例 2.1 2.1 振型振型参与系数参与系数 Ku=P= 二、反应谱分析及二、反应谱分析及RCRC柱抗震设计柱抗震设计 重要结论重要结论： 1.1.振型是根据无阻尼自由振动方程求出振型是根据无阻尼自由振动方程求出。 2.2.振型向量的绝对值是没有意义的振型向量的绝对值是没有意义的。 3.3.有限元分析程序中振型为对质量归一化后的振型向量有限元分析程序中振型为对质量归一化后的振型向量。 二、反应谱分析方法及操作实例 2.3 实例分析 二、反应谱分析方法及操作实例 二、反应谱分析方法及操作实例 二、反应谱分析方法及操作实例 二、反应谱分析方法及操作实例 二、反应谱分析方法及操作实例 总结总结： （1 1）反应谱分析实际上是一种拟动力分析方法反应谱分析实际上是一种拟动力分析方法。将结构在动力荷载下的将结构在动力荷载下的 复杂响应情况复杂响应情况，分解为各阶振型独立的分项响应情况分解为各阶振型独立的分项响应情况。 （2 2）地震效应通过设计规范提供的综合考虑各项因素制定的设计反应谱地震效应通过设计规范提供的综合考虑各项因素制定的设计反应谱 体现体现。 根据上述总结反应谱分析会涉及根据上述总结反应谱分析会涉及到三方面内容到三方面内容： （1 1）结构各阶振型的含义和求法结构各阶振型的含义和求法。 （2 2）计算各振型反应谱下结构响应计算各振型反应谱下结构响应。 （3 3）将各振型结果进行组合将各振型结果进行组合。 二、反应谱分析方法及操作实例 在一般的有限元分析中