TWCAD地震反应分析系统反应谱法SSSEIS

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第六章 地震反应分析系统（反应谱法）
§6.1 概述
地震反应分析系统（SSSEIS 系统）的主要功能是求解空间结构地震作用效应，采用的方法是振型分解反应谱法，先求出对应于每一振型的最大地震作用及其相应的地震作用效应，然后将这些效应按平方和开方的方法进行组合，求出空间结构杆件的地震作用效应设计值。

基本假设：考虑空间结构自重和屋面自重(恒载)简化为集中在节点上的质量，不考虑阻尼作用，反应谱根据抗震设计规范（GBJ11-89）确定，水平地震影响系数如式6-1所示：
⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=max 9.0max max )45.05.5(ααααj g j j T T T ⎪⎭⎪⎬⎫≤≤≤≤≤≤)0.3()1.0()1.00(j g g j j T T T T T (6-1) 上海地区水平地震影响系数如式6-2所示： ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=max 96.0max max 9.04.14.1)45.05.9(ααααj j j T T ⎪⎭⎪⎬⎫≤≤≤≤≤≤)0.39.0()9.01.0()1.00(j j j T T T (6-2)
竖向地震影响系数取水平地震影响系数的0.65倍。

计算理论请参照沈祖炎、陈扬骥编著的《网架与网壳》一书，同济大学出版社出版。

重力荷载代表值的取值按模态分析系统（SSMODE ）中计算的节点集中质量折算成重量，节点集中质量包括空间结构自重及附加质量。

结构自重只考虑了结构杆件（心到心）的质量，没有考虑节点的质量。

和SSMODE 模块一样，把杆件自重放大一个系数来近似考虑节点的质量，可以根据SSDRAW 提供的材料表确定节点球占杆件重量的百分比，从而确定该系数。

如节点占杆件重量的20%，则自重放大系数就需输入1.2，SSSEIS 并不提
103 供该参数，而是直接从SSMODE 输入的参数中读取。

同样SSSEIS 将加在空间结构上的恒载及活载一作为加在结构上的附加质量。

对于下部围护结构的质量，通过在SSRUN 中调整下部结构（梁柱）的容重，折算成空间结构下部结构的质量。

对于索单元，SSSEIS 只在计算刚度矩阵时考虑索预拉力的初应力矩阵，其它情况与杆单元相同。

§6.2 功能说明
采用SSSEIS 系统进行空间结构地震作用效应分析前，必须先用模态分析系统（SSMODE ）进行空间结构模态分析，且求解的模态数量不少于振型分解反应谱法计算所需振型数量。

地震反应分析系统SSSEIS 同时分析X 向、Y 向及竖向地震作用下结构的效应，取三个方向地震作用下杆件的最大内力作为抗震验算的设计内力，不考虑地震作用的耦合。

SSSEIS 系统的窗口界面如图6.1所示：
图6.1 SSSEIS 窗口界面
系统提供了查看结构振型图的功能，便于用户判断从SSMODE 计算的模
态是否正确无误地读入SSSEIS中，显示振型的功能如下：
1．视图的变换：SSSEIS系统提供了四种视图（三视图及等轴测图）显示空间结构振型图，点取相应选项按扭即可转换视图。

2．振型图的动态显示：SSSEIS采用科学可视化技术，动态显示空间结构的振型图，点“图形振动”按钮，开始动态显示空间结构振型图，此时该按钮转换成“停止振动”，再点则停止动态显示。

3．振型的输出：点“输出振型”按钮，按提示输入文件名，系统以DXF 文件格式输出当前三维振型图。

4．振型的选择：点“第一振型”按钮，显示第一周期对应的振型图，同时在“周期”对应的文本框内显示第一周期的值；
点“下一振型”显示下一个周期及振型；
点“前一振型”显示前一个周期及振型；
可以直接在“振型号”对应的文本框内输入要显示的振型号。

5．振型比例的调整：为了清晰地显示空间结构的振型图，SSSEIS提供了“振型比例”参数，通过调整该参数可以改变振型的振动幅度。

用户需根据工程所在地确定“场地类别”和抗震“设防烈度”，“近震”或“远震”；以及是否位于“上海地区”；“振型数量”指振型分解反应谱法采用的振型参与个数，该参数可根据经验确定，一般情况下，对于网架结构振型参与个数不少于10个，网壳结构不少于20个。

改变上述参数时，地震影响系数曲线会有相应地变化。

“数据”读入空间结构模型，如果进行了结构模态分析，则读入SSMODE 的所有计算结果。

“分析”求解结构在地震作用下的效应，并进行杆件截面验算。

“帮助”获得帮助信息。

“结束”关闭SSSEIS模块。

§6.3 空间结构抗震验算的一般过程
1．在前处理SSPREP系统建立模型；
2．用SSRUN进行优化设计，此时暂不考虑地震作用，但必须注意如果需要进行抗震验算，在定义荷载组合工况时（图6.2），必须包括地震作用的参与系数（分项系数和组合系数）；
3．用SSMODE进行结构模态分析；
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4．用SSSEIS 求解结构杆件在地震作用下的内力，按照前面SSRUN 中定义的荷载组合工况进行内力组合，求出最不利内力，以此最不利内力来验算杆件截面是否超出设计应力，如果有杆件超出设计应力，系统给出相应的提示信息；
图6.2 定义荷载组合工况
图6.3 设计参数窗口
5．回到SSRUN 中，读入该结构数据模型（必须读入 .wj 文件），在设计参数窗口中，“设计类型”取为“考虑地震作用（反应谱法）调整截面”（如
图6.3所示），再进行分析及节点设计。

注意如果没有用SSSEIS系统分析过该结构在地震作用下的效应，则在“设计类型”列表中没有该项。

反应谱法计算结果可以在“结果”窗口中查看，如图6.4所示。

图6.4显示计算结果窗口
重复第3～5步操作，直到在SSSEIS中验算杆件截面时，没有杆件超出设计应力。

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