正确选取地震波
地震波的选取方法 (MIDAS (2009-05-16 22:51:32)
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杂谈 分类: 结构专业
建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)的5.1.2条文说明中规定,正确选择输入的地震加速度时程曲线,要满足地震动三要素的要求,即频谱特性、有效峰值和持续时间要符合规定。
频谱特性可用地震影响系数曲线表征,依据所处的场地类别和设计地震分组确定。这句话的含义是选择的实际地震波所处场地的设计分组(震中距离、震级大小)和场地类别(场地条件)应与要分析的结构物所处场地的相同,简单的说两者的特征周期Tg值应接近或相同。特征周期Tg值的计算方法见下面公式(1)、(2)、(3)。
加速度有效峰值按建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)中的表5.1.2-2采用。地震波的加速度有效峰值的计算方法见下面公式(1)及下面说明。
持续时间的概念不是指地震波数据中总的时间长度。持时Td的定义可分为两大类,一类是以地震动幅值的绝对值来定义的绝对持时,即指地震地面加速度值大于某值的时间总和,即绝对值|a(t)|>k*g的时间总和,k常取为0.05;另一类为以相对值定义的相对持时,即最先与最后一个k*amax之间的时段长度,k一般取0.3~0.5。不论实际的强震记录还是人工模拟波形,一般持续时间取结构基本周期的5~10倍。
说明:
有效峰值加速度 EPA=Sa/2.5 (1)
有效峰值速度 EPV=Sv/2.5 (2)
特征周期 Tg = 2π*EPV/EPA (3)
1978年美国ATC-3规范中将阻尼比为5%的加速度反应谱取周期为0.1-0.5秒之间的值平均为Sa,将阻尼比为5%的速度反应谱取周期为0.5-2秒之间的值平均为Sv(或取1s附近的平均速度反应谱),上面公式中常数2.5为0.05组尼比加速度反应谱的平均放大系数。
上述方法使用的是将频段固定的方法来求EPA和EPV,1990年的《中国地震烈度区划图》采用了不固定频段的方法分析各条反应谱确定其相应的平台频段。具体做法是:在对数坐标系中同时做出绝对加速度反应谱和拟速度反应谱,找出加速度反应谱平台段的起始周期T0和结束周期T1,然后在拟速度反应谱上选定平台段,其起始周期为T1(即加速度反应谱平台段的结束周期T1),结束周期为T2,将加速度反应谱在T0至T1之间的谱值求平均得Sa,拟速度反应谱在T1至T2之间的谱值求平均得Sv,加速度反应谱和拟速度反应谱在平台段的放大系数采用2.5,按公式(1)、(2)、(3)求得EPA、EPV、Tg。
在MIDAS程序中提供将地震波转换为绝对加速度反应谱和拟速度反应谱的功
能(工具>地震波数据生成器,生成后保存为SGS文件),用户可利用保存的SGS文件(文本格式文件)根据上面所述方法计算Sv、Sa、Tg。通过Tg值可判断该地震波是否适合当地场地和地震设计分组,然后将抗震规范中表5.1.2-2中的EPA值与Sa相比求出调整系数,将其代入到地震波调整系数中。将地震波转换为绝对加速度反应谱和拟速度反应谱时注意周期范围要到6秒(建筑抗震规范规定)。
建筑抗震设计规范5.1.2条中规定,采用时程分析方法时,应按照场地类别和设计地震分组选用不少于二组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线,其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。所谓“在统计意义上相符”指的是,其平均影响系数曲线与振型分解反应谱法所用的地震影响系数曲线相比,在各周期点上相差不大于20%。
在MIDAS程序中,可选取两组实际强震记录生成两个SGS文件(调整Sa后的),然后将一组人工模拟的加速度时程曲线也保存为SGS文件,将三个SGS文件的数值取平均后与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线相比较看是否满足“在统计意义上相符”,由此也可判断选取的地震波是否合适。
另外,弹性时程分析时,每条时程曲线计算所得到的结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%,多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%。
以下转自钢结构论坛
发现有很多朋友询问关于在PKPM中进行时程分析以及地震波的输入的问题,回帖比较散,所以现在总结一下,方便兄弟们查询。
1. PKPM中地震波的输入问题。
zzhhxx发的帖子“新版SATWE中人工地震波记录如何输入?”中已经将如何输入地震波说的很明白了,现整理如下:
“人工数据波编写
文件名:user1,user2,....,文件不能有任何后缀
文件格式:第一行总时步数(时间间隔0.02s)
其它各行,每一时步的加速度值,单位gal(cm/s2) ”
举例:输入的地震波共有5个加速度值,时间间隔是0.02m的,则用excel整理成如下格式即可:
5
0.2
0.5
0.8
0.1
0.3
将文件名改为“user”或“user”加上“1”或“2”或其他阿拉伯数字,复制到需要做时
程分析的工程的PKPM目录中即可。
值得注意的是:如果只是输入一个方向的地震波,则文件名无需任何后缀。例如你要输入三条地震波,每条只是一个方向的地震波,则按上面格式调整完的地震波改名成user1、user2、user3,然后复制到PKPM工程目录即可。如果你想一次输入三个方向的地震波做三维时程分析的话,则需要将三个方向的地震波时程分别整理成以上形式,然后分别命名为user1.x、user1.y、user1.z放到PKPM工程目录中,则PKPM会将三个方向同时读取进去进行三个方向的时程分析。
2.关于地震波的选取问题。
先说一下选波的原则,规范中的说法是:选用的地震波的反应谱在统计意义上与所在场地的设计反应谱相同。
实际操作起来很简单。首先天然波大家可以去搞一本《建筑工程抗震性态设计通则CECS160:2004》,国家地震局工程力学研究所出的,估计卖规范的地方都能订到。里面对各种情况下时程分析所采用的地震波都有推荐,每种情况三条。小弟手边没有这本书,所以没法把内容给大家敲上来,sorry了。人工波可以让做勘查的提供。我们单位做的几次时程分析都是找的勘查部门提供的地震波。这样你用他们提供的地震波做抗震验算出事了也是他们负责,呵呵
那么再简单说一下地震波的选取的理论说法。
这个问题很早就在论坛“工程抗震”栏目中有过讨论了,由于内容太多,就不给大家一一“复制、粘贴”了。现在把这几个帖子的名字贴出来,大家去工程抗震专栏里查出来一看就明白了。
“ 地震波平均值和反应谱在统计意义上相符”
“反应谱曲线平台段意义?”
“地震波转化为反应谱”
“反应谱反应的是结构的性质还是地震的特性呢? [精华]”
还有好多,大家有兴趣研究的话可以去“工程抗震”栏目多看看。这里本人只是将前人的帖子整理加上一下自己的理解, 希望可以对大家用PKPM做时程分析有所帮助。
利用PEER网站选取地震波的方法
利用PEER网站选取地震波的方法
在PEER网站 (Pacific Earthquake Engineering Research Center)
上选择地震波的方法非常有帮助,该网站为地震工程和居民提供了许多有关地震活动和相关信息的资源。以下是一种利用PEER网站选取地震波的方法:
步骤2: 选择“Ground Motion Database”选项。这将带您进入地震波数据库页面,在那里您可以查找并选择适合您需求的地震事件和波形数据。
步骤3:在地震波数据库页面中,您将看到各种选项和过滤器,帮助您缩小地震事件的范围。您可以根据地震位置、地震规模、地震类型等条件来查找地震事件。
步骤4: 根据您的需求和研究项目的要求,选择适当的条件,并点击“Search”按钮。这将为您提供与条件匹配的地震事件列表。
步骤5:从地震事件列表中选择感兴趣的地震事件。您可以根据地震事件的名称、日期、位置和地震规模等信息进行选择。
步骤8:对于特定的地震波形数据文件,您可能需要使用特定的地震数据分析软件来处理该文件。PEER网站上还提供了一些常用的地震数据分析工具和软件,您可以选择适合您需求的工具。
步骤9:在使用地震波形数据进行研究或工程分析之前,建议您查阅相关的地震工程文献,了解如何适当地解释和使用地震波形数据。
MDS地震波
6.3.2 地震波
[菜单路径] 荷载 > 时程荷载 > 地震波
区分 版本 / Revision No. 改善建议者 改善内容 内容列表
产品功能 Ver.112 R3 / No.2009-03 —
— — —
手册内容 Ver.110 R2 / No.2009-02 —
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图6.3.2-1 地震波函数
功能说明
定义地震波,正确选取适合建筑所在场地的地震波。
1、建筑所在场地设计特性定义
(1)地震影响:选择采用的是多遇地震作用还是罕遇地震作用。线弹性时程分析时可选多遇地震;动力弹塑性时程分析时可选罕遇地震。
(2)设计地震分组:体现了震级与震中距影响的参数,有三组可选。参照《抗规》GB50011-2001附录A的规定,选择建筑所在地区的设计地震分组。
(3)场地类别:建筑所在场地的类别,同一场地类别具有相似的反应谱特征。有I、II、III、IV共四个场地类别可供选择。
(4)特征周期(Tg):特征周期是水平地震影响系数曲线的下降段的起始点,以特征周期为基准将周期分为短周期区段和长周期区段。程序根据选择的设计地震分组和场地类别自动设置。
特征周期值(参见《抗规》GB50011-2001表5.1.4-2)
设计地震分组 场地类别
I II III IV 第一组 0.25 0.35 0.45 0.65
第二组 0.30 0.40 0.55 0.75
第三组 0.35 0.45 0.65 0.90
(5)设计有效峰值加速度(EPA):结构所在场地的设计有效峰值加速度,根据选择的地震影响类型和设防烈度自动给出规范提供的数值。
注意事項
(1)应该选用适合建筑所在场地的地震波,即地震波的特征周期要符合建筑所在场地特征周期值;地震波持续时间按《高规》JGJ3-2002第3.3.5条规定,不宜小于结构基本自振周期的3~4倍(《抗规》第5.1.2条文说明规定一般为5~10倍),且不宜小于12秒;实测地震波的有效峰值加速度要调整为与结构所在场地的设计有效峰值加速度相同的值。
地下结构抗震设计标准
地下结构抗震设计标准
一、地下结构抗震设计背景
地下结构是指埋在地下或地面以下的各类建筑结构,如地下室、地下车库、地铁隧道等。由于地下结构通常埋在土层较深处,且受到地面建筑和地表地震波的破坏作用较小,因此在地震中具有相对较好的抗震性能。然而,由于地震波的传播特点以及地下结构自身的特殊性,地下结构在地震中依然面临较大的破坏风险。为了提高地下结构的抗震能力,减少地震灾害对地下工程的影响,制定地下结构抗震设计标准具有重要意义。
二、地下结构抗震设计的主要标准
1.《地下结构抗震设计规范》
该标准由国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会发布,是地下结构抗震设计的基本规范。该规范详细规定了地下结构抗震设计的基本原理、设计方法和设计要求等,包括地震动参数的选取、抗震计算方法的选择、构件和节点的设计等内容。
2.《地下工程地震设计规范》
该标准由国家发展和委员会发布,是地下工程的综合性地震设计规范。该规范详细规定了地下工程的地震设计基本原则和要求,包括地震烈度划分、地震动参数的选取、结构抗震计算和验算方法等。
3.《地铁工程地震设计规范》
该标准由国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会发布,是地铁工程的地震设计规范。该规范主要针对地铁隧道和车站等地下结构的抗震设计提出了具体的要求,包括抗震设计地震动参数的选取、地铁隧道结构的布置和尺寸、地震荷载计算等。
三、地下结构抗震设计的基本要求
1.合理选择地震动参数:地震动参数是指描述地震波强度和频率特性的参数,其选取直接影响地下结构的抗震性能。通过合理的地震动参数选取,可以使地下结构在不同设计地震作用下保持较好的抗震性能。
2.合理布置和尺寸设计:地下结构的布置和尺寸是衡量其抗震性能的重要因素。在抗震设计中,应优先考虑地下结构的布置和尺寸,合理确定结构形式、墙体厚度和间距等参数,以提高地下结构的整体抗震能力。
3.合理设计构件和节点:构件和节点是地下结构的重要组成部分,也是地震破坏的主要部位。在抗震设计中,应合理确定构件的截面尺寸和钢筋配筋等参数,确保构件在地震作用下具有足够的抗震性能。同时,应合理设计节点的布置和尺寸,以提高节点的抗震能力,防止结构发生局部破坏。
结构抗震设计中地震动参数选取的几个基本问题
第23卷第1期2021年3月防灾科技学院学报J.ofInstituteofDisasterPreventionVol.23,No.1Mar.2021
结构抗震设计中地震动参数选取的几个基本问题郭 迅,何 福,周 洋(防灾科技学院 中国地震局建筑物破坏机理与防御重点实验室,河北三河 065201)摘 要:以“小震”名义对设防烈度的折减与老规范用“结构系数”如何确定地震作用是抗震设计的重要环节。自1989版抗震设计规范引入分级超越概率后,同一设防烈度对应多值描述,给正确理解和应用带来困难。梳理了地震作用取值的发展沿革,展示了规范更新并未打破地震作用取值的连贯性,折减效果相当。作为案例应用,指出地震模拟实验中振动台对容纳其厂房的地震作用幅值上限是明确的,不存在超越概率问题。结合对实际震害的思考,指出抗震概念设计远比计算分析重要。关键词:抗震设计;地震动参数;设防烈度;超越概率;结构系数中图分类号:P426616文献标识码:A文章编号:1673-8047(2021)01-0001-05
收稿日期:2020-12-09基金项目:国家重点研发计划项目(2018YFC1504302-3、2016YFE0205100、2017YFC1500606);中央高校基本科研业务费专项(ZY20160107)作者简介:郭迅(1967—),男,博士,教授,从事结构抗震及结构振动控制相关研究.0 引言 我国现行建筑抗震设计规范确定的基本原则是“小震不坏,中震可修,大震不倒”[1],具体操作时作为基本设防烈度的中震一般不直接表现出来;并且同一烈度对应多个表征地震动强度的加速度值或系数,这样的做法给工程师带来理解上的困难,实践中不便操作。实际上,地震动参数的内涵非常丰富,包括设防烈度、超越概率、地震动持时、频谱特性、断层影响等,结构设计时不同的验算内容对应不同的选择。1989年之前,我国几个版本的抗震设计规范均采用确定性理论,只要场地的设防烈度确定,地震作用就随之确定,结构抗震性能的好坏用结构系数来体现。引入概率理论以后,表述地震作用的多个参数如何恰当地使用对许多工程师是一个挑战。本文利用几个具体案例阐明地震动参数选取的注意事项。1 地震动参数选取现状 以7度区(010g)为例来说明地震动强度的各参数的使用。对于7度区的结构,当采用时程反应分析方法求解结构构件强度验算所需的地震内力时,对应7度小震阶段,需要将选定的地
弹性动力时程分析地震波选取方法探讨
弹性动力时程分析地震波选取方法探讨
摘要:本文根据珠海市某超限高层弹性动力时程分析结果,探讨了选波方法。研究表明,采用小样本容量的地震波输入时,天然波输入数量的增加可以降低地震波的总体离散性,按规范推荐的比例输入三向地震波加速度是合理的。
关键词:结构设计;弹性动力时程分析;地震波
Abstract: in this paper, according to the Zhuhai city high-rise overrun elastic
dynamic time-history analysis results, discusses the selection of wave method. Studies
show that, using the small sample size of earthquake input, natural wave input
quantity increase can reduce the overall dispersion of seismic wave, according to the
standard recommended proportional input three to seismic wave acceleration is
reasonable.
Key words: structural design; elastic time-history dynamic analysis; seismic
wave
近年来,随着我国社会经济的发展,各类高层建筑在全国各地日益增多。它们新颖别致、多样化、复杂化和独特个性等特点给城市带来崭新面貌的同时也给高层建筑结构设计者带来了严峻的挑战。《建筑抗震设计规范》[1]第5.1.2条和《高层建筑混凝土结构技术规程》[2]第4.3.4条规定了高层建筑应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充验算的范围。本文对珠海市某超限高层建筑进行弹性动力时程分析,探讨地震波的选取方法。
双向水平地震下时程分析法中输入波的选择
双向水平地震下时程分析法中输入波的选择
杨红;任小军;徐海英
【摘 要】借鉴美国规范ASCE/SEI 7-05和FEMA 368关于三维分析的选波思路,并与我国二维分析中的双频段法相结合,提出了根据地震波两水平分量反应谱的SRSS谱与目标设计反应谱进行拟合的SRSS法和双周期法.以3个空间框架为例,分别以多遇地震下的最大弹性基底剪力、罕遇地震下的最大弹塑性顶点位移和最大弹塑性层间位移角为结构响应指标,对比分析了双频段法、SRSS法和双周期法对双向水平地震波的选择控制效果.结果表明,双周期法得到的最大弹性基底剪力离散性最小,SRSS法和双周期法得到的最大弹塑性顶点位移和最大弹塑性层间位移角的离散性均小于双频段法,双周期法具有对几种地震响应指标更全面、更好的控制效果.
【期刊名称】《华南理工大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2010(038)011
【总页数】7页(P40-46)
【关键词】三维框架结构;地震波;双向水平地震动;反应谱;时程分析
【作 者】杨红;任小军;徐海英
【作者单位】重庆大学,土木工程学院,重庆,400045;重庆大学,土木工程学院,重庆,400045;中煤国际工程集团,重庆设计研究院,重庆,400016
【正文语种】中 文
【中图分类】TU352.1
非线性时程分析方法是研究结构强震反应的重要手段,选择合适的输入地震波是进行时程分析的基础.研究结果表明[1],对同一结构进行时程分析时,经常由于输入地震波不同而造成计算结果有数倍乃至数十倍之差.目前,各国规范对地震波选取的基本原则是:选波控制方案应使所选地震动的反应谱尽量与场地标准设计反应谱一致,并在不明显降低小样本分析可靠度的前提下确定较为恰当的小样本数量.
王亚勇、杨溥等[1-4]采用杆模型或层模型对不同类型的平面结构在单向地震波输入下(二维分析)的弹性基底剪力、弹塑性最大顶点位移和最大层间侧移等进行统计分析后提出,输入地震波的选择方法应以我国建筑抗震规范所定的设计反应谱为目标谱,并应控制所选地震波的反应谱与目标谱在某些控制点(段)上的误差,这样各结构的地震反应离散性最小.其中杨溥等[3-4]提出的选波方法(以下简称双频段法)是:对地震记录的加速度反应谱值在[0.1,Tg](Tg为特征周期)平台段的均值以及加速度反应谱值在结构基本周期 T1附近一定区间[T1-ΔT,T1+ΔT]内的均值进行控制,要求所选择的地震记录加速度反应谱在这两个频段上与目标设计反应谱相差不超过设定限值.
谈时程分析中地震波的选取
谈时程分析中地震波的选取
赵婷婷;谭军;金春峰
【摘 要】介绍了地震动的主要特性及结构抗震设计中需考虑的要素,并分析了人工合成地震波的原因及方法,归纳了时程分析中几种地震波的选用原则,给出了时程分析中地震波选取的最优方案.
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2017(043)014
【总页数】3页(P41-43)
【关键词】时程分析;地震波;地震动;反应谱
【作 者】赵婷婷;谭军;金春峰
【作者单位】中电投工程研究检测评定中心,北京100142;中电投工程研究检测评定中心,北京100142;中电投工程研究检测评定中心,北京100142
【正文语种】中 文
【中图分类】TU311.3
地震是一种严重的自然灾害,抗震设防是有效减轻震害的途径,而抗震设防的首要任务就是地震动的输入。影响地震的因素有断层位置、震中距、波传递途径的地质条件、板块运动形式、场地土构造和场地类别等。在不同的地震作用下,不同场地得到的地震记录具有较大的区别,即使在同一次地震作用下,同一场地得到的地震记录也不尽相同。因此,对未来的地面运动进行准确地预见是很难实现的。在进行结构时程分析时,对同一结构输入不同的地震波,所得到的计算结果相差甚远。因此,选择合理的地震波是保证时程分析中计算结果可靠的必要条件。
国内外学者的大量研究表明,虽然对未来地震动进行准确的定量是难以实现的,但只要所选用的地震波的主要参数能够大体上符合地震动的主要参数,所得到的时程分析结果可以较为真实地反映出结构在真实地震作用下的地震反应,计算得到的位移及内力能够满足工程设计对其精度的要求。
地震动有三要素,分别为地震动的幅值、频谱特性和持续时间。
1.1 地震动幅值
地震动幅值可以是地震动加速度、速度或位移中三者之一的峰值或某种意义下的等代值[1],是对地震动强度最为直观的描述。加速度峰值(PGA)为加速度时程的最大值,通常为地震动高频成分的幅值,大量研究表明:由于高频地震波只存在于震源附近,在传播过程中衰减较快,且与建筑物自振频率相差较大,对建筑物的影响较小。而在建筑物抗震设防中,使结构产生明显反应的量才是重点,因此PGA值并不是理想的抗震设计参数。20世纪70年代,美国结构设计样本规范ATC-3中,将阻尼比为0.05的加速度反应谱在周期0.1 s~0.5 s之间的平均值除以系数β,得到有效峰值加速度(EPA)。EPA排除了对结构反应影响不大的高频分量,明确了地震动与反应谱的关系。其大小与真实峰值相关,但两者并无确切的比例关系。
弹性动力时程分析的理解和应用_程浩
第26卷 第19期2010年10月甘肃科技GansuScienceandTechnologyVol.26 No.19Oct. 2010
弹性动力时程分析的理解和应用
程 浩
(天水市建筑勘察设计院,甘肃天水741000)
摘 要:正确理解和应用弹性动力时程分析方法是深入了解复杂高层建筑结构抗震性能的重要手段,能有效、合理的掌握复杂高层建筑结构的受力特点,为复杂结构设计提供准确的分析应用和判断。关键词:弹性动力时程分析;复杂高层结构设计;抗震性能中图分类号:TU973.17
随着城市复杂高层建筑越来越多,结构设计的
难度也随之增加。这就是要求结构设计人员充分了
解和掌握复杂高层建筑结构的受力特点,运用好弹性动力时程分析方法,才能做好复杂高层建筑结构的抗震设计。与之相比,则会使弹性动力时程分析
流于形式,起不到应用的作用。从基本理论、规范规
定和实际操作应用等方面作一探讨。
1 弹性动力时程分析方法的基本原理 现阶段高层建筑结构抗震设计方法有二种:一
种是振型分解的反应普法。且该方法是主流设计方
法。简单地说就是首先进行结构的模态分析,得到
足够数量的结构振型和频率,该过程就是将结构模型空间内解耦为多个/独立0的单自由度体系,每个
振型对应一个单自由度体系,这样就可以运用规范
规定的反应谱得到各个振型(单自由度体系)所对
应的地震力。然后将各个振型所对应的地震响应通
过CQC方法进行振型组合得到结构最终的地震响应。规范的反应谱是多条(甚至几百条以上)地震
波所对应的反应谱通过概率平均化和平滑后所得,
虽然可以从概率意义上保证振型分解反应普法的一
般性,但如果单独拿出几条地震波的反应谱与规范
反应谱比较,单波响应与规范反应谱方法计算结果比较均会有一定的差别。对于特殊情况,单波响应
还可能偏大,即振型分解反应谱方法并不保守,单条
地震波的反应谱与规范反应谱的差别还是很大的。
另一方面还要理解CQC振型组合方法是将地震作
用看作平稳随机过程得到的振型组合方法,该方法同样是一种概率保证法。由于以上两方面的原因,
YJK-大震弹塑性软件EP应用要点培训
1 大震弹塑性计算软件YJK-EP应用要点 2019-7 本文主要讲解大震弹塑性计算软件YJK-EP使用中应知应会的技术要点,但是不包括操作流程的讲解,YJK-EP的操作可参照用户手册。 一、基本概念 1、反应谱法与时程分析法 《抗规》5.1.5条的条文说明:弹性反应谱理论仍是现阶段抗震设计的最基本理论,规范所采用的地震影响系数曲线为《抗规》5.1.5条给出的曲线,它由大量同类地震记录的统计平均,并加以规则平滑化后的结果。见下图: 按照如上图的地震计算方法简称反应谱CQC法。 时程分析法是抗震分析的补充方法,他是按输入地震波进行结构的反应计算,《抗规》5.1.2条文说明:进行时程分析时,鉴于不同地震波输入进行时程分析的结果不同,要求选用的地震波的地震影响系数曲线与反应谱法的地震影响系数曲线在“统计意义上相符”,即“多组时程波的平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱法所用的地震影响系数曲线相比,在对应于结构主要振型的周期点上相差不大于20%。计算结果在结构主方向的平均底部剪力一般不会小于振型分解反应谱法的80%,每条地震波输入的计算结果不会小于的65%。从工程角度考虑,这样可以保证时程分析结果满足最低安全要求。但计算结果也不能太大,每条地震波输入计算不大于135%,平均不大于120%。” 在弹性时程和YJK-EP结果菜单中的“反应谱规范谱”菜单下,即可得到如上每条地震波的地震影响系数曲线和规范的地震影响系数曲线(绿色曲线)的对比,这里每条地震波的地震影响系数曲线都是在弹性时程计算中同时计算出的。 根据这种对比可直观看到所选地震波的属性是否合格,如低于规范谱曲线太多时说明该条波计算出的地震力不够,高于规范谱曲线太多时说明该条波计算出的地震力太大。
2 结构自振周期T是结构的基本属性,在查看如上地震影响系数曲线时,更应关注横坐标为结构自振周期T处的谱值对比,因为“统计意义上相符” 的规定要求各条曲线在结构主要自振周期T处与规范谱接近,结构底部剪力主要由这些周期对应振型的内力组合而成。 在“反应谱规范谱”菜单下,设置了“周期选择”菜单,选择某一周期后,图上在横坐标该周期的位置画出一条竖线,竖线处各条地震波影响系数曲线的状况可以反映该周期下地震剪力的状况。
第九章时程分析法
第九章 时程分析法
第一节 时程分析法的概念
振型分解法仅限于计算结构在地震作用下的弹性地震反应。时程分析法是用数值积
分求解运动微分方程的一种方法,在数学上称为逐步积分法。这种方法是从t=0时刻开始,
一个时段接着一个时段地逐步计算,每一时段均利用前一时段的结果,而最初时段应根
据系统的初始条件来确定初始值。即是由初始状态开始逐步积分直至地震终止,求出结
构在地震作用下从静止到振动、直至振动终止整个过程的地震反应。
时程分析法是对结构动力方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法。时程分
析法能给出结构地震反应的全过程,能给出地震过程中各构件进入弹塑性变形阶段的内
力和变形状态,因而能找出结构的薄弱环节。
时程分析法分为弹性时程分析法和弹塑性时程分析法两类。
第一阶段抗震计算“小震不坏”中,采用时程分析法进行补充计算,这时计算所采用
的结构刚度和阻尼在地震作用过程中保持不变,称为弹性时程分析。
在第二阶段抗震计算“大震不倒”中,采用时程分析法进行弹塑性变形计算,这时结
构刚度和阻尼随结构及其构件所处的非线性状态,在不同时刻可能取不同的数值,称为
弹塑性时程分析。弹塑性时程分析能够描述结构在强震作用下在弹性和非线性阶段的内
力、变形,以及结构构件逐步开裂、屈服、破坏甚至倒塌的全过程。
第二节 时程分析法的适用范围
一、时程分析法的适用范围
时程分析法是根据选定的地震波和结构恢复力特性曲线,对动力方程进行直接积分,采
用逐步积分的方法计算地震过程中每一瞬时的结构位移、速度和加速度反应,从而可观察到
结构在强震作用下弹性和非弹性阶段的内力变化以及构件开裂、损坏直至结构倒塌的全过程。
但此法的计算工作十分繁重,须借助计算机,费用较高,且确定计算参数尚有许多困难,目
前仅在一些重要的、特殊的、复杂的以及高层建筑结构的抗震设计中应用。《建筑抗震设计
规范》对时程分析法的适用范围规定如下:
5.1.2 各类建筑结构的抗震计算,应采用下列方法:
