地震灾害（-抗震设计）.ppt

3.8.1运动方程的增量表达式和全量表达式 多自由度体系的动力响应问题可以归结为求解二阶常微分方程组的初值问题 一般采用逐步积分法求解运动方程。基本思路是： （1）把连续的时间过程离散，对于上述运动方程只要求其在离散的各个时刻得到满足； （2）在每个时间间隔Δt内，假定位移、速度或加速度符合某一关系。对于Δt的选择则要求保证计算的稳定性和精度要求； （3）根据假设的不同，得到了各种逐步积分法，常见的有中心差分法、平均加速度法、线性加速度法、Wilson-θ法、Newmark-β法和Houbolt法等。 全量表达式 3.8.1运动方程的增量表达式和全量表达式 增量表达式推导 3.8.2 Newmark-β法 Newmark-β法也可以认为是线性加速度法的推广。它利用两个参数β和γ分别对线性加速度法的位移增量和速度增量进行修正，以提高计算的精度。Newmark-β法假设t+ Δt时刻的速度和位移分别为 线性加速度法 平均加速度法 3.8.2 Newmark-β法 参阅李耀庄著《结构动力学及应用》 3.9 构件截面抗震验算和结构抗震变形验算 3.9.1 结构构件截面抗震验算 1 地震作用效应和其它荷载作用效应的基本组合 重力荷载 分项系数 重力荷载 代表值作用效应 水平地震作用 标准值效应 竖向地震作用 标准值效应 风荷载组 合值系数 水平地震作用 分项系数 竖向地震作用 分项系数 风荷载 分项系数 风荷载标准值 作用效应 地震作用 γEh γEv 仅计算水平地震作用 1.3 0.0 仅计算竖向地震作用 0.0 1.3 同时计算水平和竖向地震作用 1.3 0.5 有关说明 (1) 地震作用分项系数：在重值烈度的地震作用为可变荷载而非偶然作用。按《统一标准》确定荷载分项系数规定，取水平和竖向地震作用分项系数为1.3，当二者同时作用，根据加速度峰值和反应谱分析，组合比为1：04，故此时取水平地震作用分项系数为1.3，竖向地震作用分项系数为1.3×0.4=0.5 (2) 组合值系数：重力荷载代表值已经考虑了恒载、活荷载和雪荷载的组合问题；对于风荷载组合值系数，当其为控制作用时取0.2，否则取0(风荷载和地震作用产生的总剪力和倾覆力矩相当的情况)； (3) 结构重要性系数：根据地震作用特点、抗震设计现状及抗震重要性分类与《统一标准》中安全等级的差异，重要性系数对抗震设计意义不大，规范对建筑物重要性处理采用抗震措施的改变来实现，不考虑此系数。 3.9.1 结构构件截面抗震验算 2 结构构件截面抗震验算 下列情况可以不进行结构构件承载力的抗震验算，但是仍然应该符合有关的构造要求： (1) 6度时的建筑（建造于Ⅳ类场地上较高的高层建筑与高耸结构除外）； (2) 7度时Ⅰ、Ⅱ类场地、柱高不超过10m且两端有山墙的单跨及多跨等高的钢筋混凝土厂房（锯齿形厂房除外），或柱顶标高不超过4.5m，两端均有山墙的单跨及多跨等高的砖柱厂房。 除上述情况外在地震区的所有结构，都要进行结构构件承载力的抗震验算。 承载力抗震调整系数 结构构件承载力设计值 结构重要性系数 对比 3.9.1 结构构件截面抗震验算 承载力抗震调整系数 材料 结构构件 受力状态 γRE 钢 柱、梁 0.75 支撑 0.80 节点板件、连接螺栓 0.85 连接焊缝 0.90 砌体 两端有构造柱、芯柱的抗震墙 受剪 0.9 其他抗震墙 受剪 1.0 混凝土 梁 受弯 0.75 轴压比小于0.15的柱 偏压 0.75 轴压比不小于0.15的柱 偏压 0.80 抗震墙 偏压 0.85 各类构件 受剪、受拉 0.85 3.9.2 结构抗震变形验算 包括两方面内容： 1 多遇地震作用下结构的弹性变形验算，以防止非结构构件，包括隔墙、幕墙、建筑装饰等的破坏导致人员伤亡。它仍然是抗震设防两阶段设计中的第一阶段的设计，目的和结构构件的截面抗震验算一样，也是为了实现“小震不坏”，保证建筑物的正常使用功能，减小震后的修复费用。它是采用多遇地震的水平地震作用标准值，用线弹性理论计算出结构构件的弹性层间位移，使其不超过规定的允许值； 2 罕遇地震作用下结构的弹塑性变形验算，是为了防止结构在罕遇地震作用下弹塑性变形过大而导致结构倒塌，它是抗震设防两阶段设计中的第二阶段的设计，目的是为了实现“大震不倒”。 1 弹性变形验算 Δue为多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移，计算时，除以弯曲变形为主的高层建筑外，可不扣除结构整体弯曲变形；应计入扭转变形，各分项系数取1.0；钢筋混凝土结构构件的截面刚度取弹性刚度。其计算可以根据地震作用的不同分析方法而采用相应的方法。 下表所列各类结构应进行多遇地震作用下结构抗震变形验算，其楼层内最大的弹性层间位移应符合下式要求 结构类型 [θ]e 钢筋混凝