第六章结构抗震分析

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1、1第六章第六章 （一）结构抗震分析（一）结构抗震分析结构抗震分析方法发展结构抗震分析方法发展结构抗震分析方法的理论基础：结构抗震分析方法的理论基础：1.刚体体系地震反应刚体体系地震反应2.单自由度弹性体系自由振动单自由度弹性体系自由振动3.单自由度弹性体系强迫振动单自由度弹性体系强迫振动2结构抗震理论的发展过程结构抗震理论的发展过程l 静力理论阶段静力理论阶段 l 反应谱理论阶段反应谱理论阶段 l 动力理论阶段动力理论阶段 l 基于性态的抗震设计理论基于性态的抗震设计理论 -Performance-based seismic design3静力理论阶段静力理论阶段 l 1920，日本大森房吉提

2、出日本大森房吉提出 所谓静力理论是指估计地震力时，不考虑地震的动力所谓静力理论是指估计地震力时，不考虑地震的动力特性和结构的动力性质（变形和阻尼），假定结构为刚性，特性和结构的动力性质（变形和阻尼），假定结构为刚性，其大小相当于结构的重量乘以一个比例常数（即与结构特其大小相当于结构的重量乘以一个比例常数（即与结构特性无关的地震系数）的理论，结构上任何一点的加速度都性无关的地震系数）的理论，结构上任何一点的加速度都等于地震动加速度。等于地震动加速度。)(txg m)(txmg GkxgGxmFggmaxmax 将将F作为静荷载，按静力计算作为静荷载，按静力计算方法计算结构的地震效应方法计算结构的

3、地震效应 尽管静力法忽略了地震作用与结构动尽管静力法忽略了地震作用与结构动力特性直接相关、结构为非刚性等关键特性，力特性直接相关、结构为非刚性等关键特性，造成求出的地震作用失真，但静力法的产生造成求出的地震作用失真，但静力法的产生在抗震领域却具有划时代意义，它使结构抗在抗震领域却具有划时代意义，它使结构抗震理论从无到有。震理论从无到有。4 静力理论静力理论 （1）输入的地震动以历史震害估计的地震动）输入的地震动以历史震害估计的地震动最大加速度为依据，采用假定沿高度分布的质量最大加速度为依据，采用假定沿高度分布的质量和加速度，和加速度， （2）不需要建立结构动力模型进行动力反应分）不需要建立结构

4、动力模型进行动力反应分析；析； （3）其设计原则也只是采用静力的允许应力；）其设计原则也只是采用静力的允许应力； 因此该理论所用的方法是一种经过极大简因此该理论所用的方法是一种经过极大简化的设计方法。化的设计方法。5反应谱理论阶段反应谱理论阶段 1940年美国年美国Biot首先明确提出从实测记录中计算反首先明确提出从实测记录中计算反应谱的概念，到应谱的概念，到50年代初由美国年代初由美国(Housner)加以实加以实现。反应谱理论的建立是建筑在现。反应谱理论的建立是建筑在强震观测强震观测和和计算机计算机应用发展应用发展的基础上的。的基础上的。 地震作用地震作用“拟静力法拟静力法”？目前，世界上

5、普遍采用的方法！目前，世界上普遍采用的方法！GFEK6反应谱理论阶段的主要进展反应谱理论阶段的主要进展与静力法相比，其与静力法相比，其主要进展主要进展是是：(1) 改变了静力法中关于刚体结构的假设，更真实地模改变了静力法中关于刚体结构的假设，更真实地模拟了结构振动，各质点间具有相拟了结构振动，各质点间具有相对振动加速度对振动加速度； (2) 指出地震作用与结构动力特性密切相关，即地震作用指出地震作用与结构动力特性密切相关，即地震作用随结构自振周期、振型和阻尼的改变而改变这个基本特随结构自振周期、振型和阻尼的改变而改变这个基本特点；点； (3) 根据多条强振实测记录，经计算统计给出了单自由根据多