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對底部剪力法、反應譜法、時程分析法的深刻理解?

從理論上講,如果反應譜分析中使用的反應譜是時程分析中使用的地震波產生的反應譜,且分析僅限於彈性階段,那麽二者幾乎沒有區別,因為反應譜分析(取足夠多的振型)只是忽略了影響不大的高階效應。但如果結構進入非彈性階段,只能采用時程分析。

反力的推廣有幾個假設:1,結構是彈性反力,反力可以疊加;2.無土結的相互作用;3.壹個粒子的最大反應是它最不利的反應;4.地震是平穩的隨機過程。

時程分析是將地震過程的時間步長分成若幹段,分析每個時間段內的彈性,計算響應,然後調整剛度和阻尼。壹句話,就是逐步融合法!

①反應譜法是壹種準靜態方法。雖然可以同時考慮結構各頻段振動的最大振幅和頻譜,但持續時間的因素沒有得到體現。震害調查表明,壹些按反應譜理論設計的結構在未超過設防烈度的地震中也遭受了嚴重破壞,這充分說明在設計中應考慮持續時間因素。②反應譜法忽略了地震作用的隨機性,不能考慮結構在罕遇地震下逐漸進入塑性時,由於其周期、阻尼、振型等動力特性的變化而導致結構內力重新分布的現象。③反應譜法假定結構各支座處的地震動完全相同,忽略了地基與土層的相互作用。時程分析法是壹種比較精細的方法,既能考慮結構進入塑性後內力的重分布,又能記錄結構響應的全過程。但這種方法只反映了結構在特定地震波下的性能,往往不具有普適性。我國反射譜法曲線是255個地震波反射的平均值,而不是包絡值,反映了* * *性質,但不能反映結構進入塑性的整體結構性能。時程法反映的是壹種特定地震波的反射,不同地震波下的結果也有很大差異,需要合理選擇波。

底部剪力法/反應譜法/時程分析法的壹些有用概念

從傳統的角度來看,底部剪力法、反應譜法和時程分析法是三種最常用的結構地震反應分析方法。正確理解壹些關鍵概念對建築結構的抗震設計具有重要意義。1.《底剪法高規範》規定,底剪法可用於高度小於40m,以剪切變形為主,質量和剛度沿高度分布比較均勻的高層建築結構。底部剪力法適用於基本振型規則、高寬比較小的結構。此時結構的高階振型對結構剪力的影響有限,而對傾覆力矩的影響很小,因此簡化方法也能滿足工程設計精度的要求。底部剪力法的另壹個重要意義在於,我們可以利用它的概念來簡化建築結構地震反應的估算,從而至少在靜力概念上把握結構的抗震能力。還是很有用的。2.反應譜法:高層建築結構宜采用振型分解反應譜法。對於質量和剛度不對稱、不均勻的結構和高度超過100m m的高層建築,應采用考慮扭轉耦合振動影響的模態分解反應譜法,常用的模態分解和反應譜組合方法有SRSS和CQC兩種。雖然反應譜法是把不同時發生的地震的峰值反應組合起來,而且只是隨機振動理論意義上的準確,但實際上對於捕捉結構的峰值反應有非常好的效果。壹般來說,對於那些在結構響應中起重要作用的振型所對應的頻率稀疏的結構,在地震較長且阻尼不太小的情況下(工程上壹般都能滿足),SRSS是準確的,在稀疏頻率面上的響應是結構的振型比較開放;然而,對於那些在結構響應中起重要作用的振動模式(高振動模式有很大影響,或考慮扭轉振動模式)對應的頻率密集結果,CQC是準確的。這是因為對於建築工程中常用的阻尼,模態相關系數(見量規3.3.11-6)在很窄的範圍內有壹個顯著值。3.反應譜分析的精度對於平均意義下具有光滑反應譜的分析,峰值估計與相應時程分析的平均值之間的誤差很小,壹般只有百分之幾,因此可以很好地滿足工程精度的要求。正是在這種平均(普遍)意義上,我們認為反應譜分析方法是準確的。然而,對於單個鋸齒響應譜,分析結果與單個波的時程分析之間的誤差可達10-30%。因此,在個體(特殊)意義上,反應譜分析結果是錯誤的。因此,規範規定對於復雜或高層建築,應采用時程分析進行補充計算和驗算。4.高階振型計算中反應譜分析和時程分析的區別。壹般用平臺段來表示反應譜的高頻段。事實上,對於高階振型響應不顯著的結構,反應譜具有良好的適用性和足夠的精度。然而,對於高柔性結構,高階模態的影響是明顯的。當采用時程分析時,意味著其高頻帶的峰值沒有被人為切割成壹個平臺段。因此,采用時程分析時,該頻段的地震響應可能很大,壹般表現在高層建築的頂部或其他對高階模態有顯著影響的部位,其地震響應的峰值比反應譜分析的峰值要大(但剪力和彎矩的整體差別沒有那麽明顯)。5.時程分析理論上,時程分析是結構地震反應分析最精確的方法,但由於其分析的復雜性和地震波的隨機性,壹般只作為反應譜的驗證方法而不是直接的設計方法。按照高規範,對於抗震設防3、7 ~ 9度的高層建築,應采用彈性時程分析法進行多遇地震下的補充計算:1)甲類高層建築結構;2)表3.3.4所列的乙類和丙類高層建築結構;3)對本規定第4.4.2 ~ 4.4.5條規定的高層建築結構不滿的;4)本規範第10章規定的復雜高層建築結構;5)豎向質量分布特別不均勻的高層建築結構。3.3.5按本規範第3.3.4條進行的動力時程分析應滿足以下要求:1。根據建築場地類別和設計地震,至少選取兩組實際地震記錄和壹組人工模擬加速度時程曲線,平均地震影響系數曲線應與模態分解反應譜法采用的地震影響系數曲線在統計上壹致,在彈性時程分析時, 每條時程曲線計算的底部剪力不應小於振型分解反應譜法計算的底部剪力的65%,多條時程曲線計算的底部剪力平均值不應小於振型分解反應譜法計算的底部剪力的80%。 2.地震波的持續時間不應小於建築結構基本自振周期的3 ~ 4倍,也不應小於12s,地震波的時間間隔應為0.01s或0.02s;

4.結構的地震作用效應可取多條時程曲線計算結果的平均值和模態分解反應譜法計算結果的較大值。提醒大家註意以下幾點:a、波的選擇不僅與場地情況有關,還與結構的動力特性有關,從而選擇合適的地震波。b、雙向地震分析時主、次方向應采用不同的地震波。c、地震波峰值可適當調整以滿足規範要求,但不能調整過多,可能造成地震波與抗震設防等級和場地不適應。d、所謂“統計符合”是指平均地震影響系數曲線在每個循環點與振型分解反應譜法中使用的地震影響系數曲線相差不超過20%。

時間歷程分析反映了地震的影響;

反應譜分析涵蓋了壹個地區地震活動的總體統計影響。即使是相同場地類型和設計地震分組的地震波,也可能給結構帶來不同的相應結果。從這個角度來看,時程分析有其局限性,屬於小樣本量的計算結果。

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