目前国内外主要桥梁抗震设计方法 ppt课件
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桥梁工程抗震设计课件
5.5 桥梁抗震加固
• 桥梁加固技术主要可分为两大类，一种是传统的 针对缺陷构件通过加固提高其强度、变形能力的 加固技术；
• 另一种是减隔震技术，是通过整体降低地震对结 构构件的抗震需求使当前构件能够承担给定的地 震需求。
• 对于具体的桥梁加固，宜经过详细分析比较来决 定选取这两种方法的一种或二者结合的加固方法。
桥梁工程抗震设计
桥梁抗震加固参考以下规范 • 《公路桥梁加固设计规范》 • 《公路桥梁加固施工技术规范》
桥梁工程抗震设计
5.5.1 桥梁场地加固
• 危险的场地条件在地震作用下对任何桥梁结构都 会产生很大的力或相对位移。这样的场地条件包 括临近活动断层、不稳定的陡坡和可能液化的砂 土或淤泥砂土。
• 对于这些条件的加固技术措施是很少的，且很少 能够得到现场证实。
9 承台倾覆抗力的提高可通过扩大承台的平面尺寸、增加 抗拉桩（桩数）、直接锚固到地基或基岩等措施实现。
桥梁工程抗震设计
5.5.3 桥台加固
1 当桥台的破坏影响重要桥梁的使用功能时，宜考 虑对桥台进行加固。
• 桥台破坏很少导致桥梁结构倒塌的，除非是发生 液化破坏。桥台挡土的侧向移动可能影响桥梁的 使用功能，这对于特别重要的桥梁可能是不允许 的。
桥梁工程抗震设计
桥梁工程抗震设计
5.5.4 墩柱的加固
既有桥梁的钢筋混凝土桥墩、柱弯曲强度、延性变形能力 和剪切强度的抗震能力的加固可采用钢管外包加固方法、 复合材料加固方法、加大截面方法等一些加固技术进行。 • 钢管外包技术：最初是针对圆柱桥墩提出。采用两块半
圆形的钢管现场沿竖向接缝焊接，钢管内径比桥墩直径 略大，空隙中灌注添加微膨胀剂的水泥沙浆，钢管的下 端与承台顶面有3-5cm 的间隙，防止桥墩在地震作用下 弯曲时因钢管的受压而增加截面的弯曲强度。 • 钢管提供有效的被动约束应力，这种力来自于混凝土受 压而引起的膨胀受到钢管环向强度和刚度的限制。
• 桥梁加固技术主要可分为两大类，一种是传统的 针对缺陷构件通过加固提高其强度、变形能力的 加固技术；
• 另一种是减隔震技术，是通过整体降低地震对结 构构件的抗震需求使当前构件能够承担给定的地 震需求。
• 对于具体的桥梁加固，宜经过详细分析比较来决 定选取这两种方法的一种或二者结合的加固方法。
桥梁工程抗震设计
桥梁抗震加固参考以下规范 • 《公路桥梁加固设计规范》 • 《公路桥梁加固施工技术规范》
桥梁工程抗震设计
5.5.1 桥梁场地加固
• 危险的场地条件在地震作用下对任何桥梁结构都 会产生很大的力或相对位移。这样的场地条件包 括临近活动断层、不稳定的陡坡和可能液化的砂 土或淤泥砂土。
• 对于这些条件的加固技术措施是很少的，且很少 能够得到现场证实。
9 承台倾覆抗力的提高可通过扩大承台的平面尺寸、增加 抗拉桩（桩数）、直接锚固到地基或基岩等措施实现。
桥梁工程抗震设计
5.5.3 桥台加固
1 当桥台的破坏影响重要桥梁的使用功能时，宜考 虑对桥台进行加固。
• 桥台破坏很少导致桥梁结构倒塌的，除非是发生 液化破坏。桥台挡土的侧向移动可能影响桥梁的 使用功能，这对于特别重要的桥梁可能是不允许 的。
桥梁工程抗震设计
桥梁工程抗震设计
5.5.4 墩柱的加固
既有桥梁的钢筋混凝土桥墩、柱弯曲强度、延性变形能力 和剪切强度的抗震能力的加固可采用钢管外包加固方法、 复合材料加固方法、加大截面方法等一些加固技术进行。 • 钢管外包技术：最初是针对圆柱桥墩提出。采用两块半
圆形的钢管现场沿竖向接缝焊接，钢管内径比桥墩直径 略大，空隙中灌注添加微膨胀剂的水泥沙浆，钢管的下 端与承台顶面有3-5cm 的间隙，防止桥墩在地震作用下 弯曲时因钢管的受压而增加截面的弯曲强度。 • 钢管提供有效的被动约束应力，这种力来自于混凝土受 压而引起的膨胀受到钢管环向强度和刚度的限制。
桥梁振动与抗震研究热点 ppt课件
0.1
1
5
周期 （秒）
制作人：同济大学桥梁工程系 孙利民
弹塑性动力反应分析
背 景： 规范的变更、性能设计、市场竞争
政府导向： 今后，不掌握弹塑性动力反应计算 技术的咨询公司将面临生存危机
涉及范围： 钢筋混凝土结构 混凝土充填钢结构 土的液化、侧方流动 土与基础（包括地下结构）的相互作用
制作人：同济大学桥梁工程系 孙利民
1999年土尔其、台湾地震
■西部地区特殊地形和地质条件下的桥梁抗震问题 ■中小地震引起的结构损伤积累
制作人：同济大学桥梁工程系 孙利民
本讲座的内容提要
■典型桥梁震害 ■桥梁设计方法与规范 ■弹塑性动力反应分析 ■最新实验设备与技术 ■桥梁加固技术 ■新西兰模式 ■亚太地区其他国家的地震研究
制作人：同济大学桥梁工程系 孙利民
制作人：同济大学桥梁工程系 孙利民
制作人：同济大学桥梁工程系 孙利民
日本运输省港湾技研水中振动台
制作人：同济大学桥梁工程系 孙利民
制作人：同济大学桥梁工程系 孙利民
日本建设省土木研究所混合振动台
制作人：同济大学桥梁工程系 孙利民
制作人：同济大学桥梁工程系 孙利民
日本大林组技研离心机振动台
制作人：同济大学桥梁工程系 孙利民
桥梁抗震新规范的主要特点：
设计地震力提高
明确安全性能要求
强调结构的整体抗震性能
积极采用弹塑性反应方法 （包括静力法和动力法）
向性能设计过渡 提高透明度、明确责任
制作人：同济大学桥梁工程系 孙利民
加速度反应谱（G）
3 2
1
1类场地（硬） 2类场地（中） 3类场地（软） 0.1
RC桥墩的弯剪破坏 制作人：同济大学桥梁工程系 孙利民
桥梁抗震课件
地震灾害对人类社会和经济造成巨大的损失。除了人员伤亡 外，地震还会破坏基础设施、造成交通中断、通讯不畅等， 影响人们的生产和生活。
地震对桥梁的影响
桥梁在地震中的反应
桥梁在地震中会受到不同程度的震动和位移，如果桥梁设计不合理或抗震能力不足，就可能发生损坏或倒塌。
桥梁抗震设计
为了减轻地震对桥梁的影响，需要进行抗震设计。抗震设计需要考虑桥梁的结构形式、材料、基础等因素，采取 有效的抗震措施，如加强桥梁的支撑结构、设置减震装置等。同时，还需要进行抗震性能评估和抗震加固等工作 。
以提高桥梁的整体抗震性能。
新型抗震材料的应用
高性能混凝土
采用高强度、高韧性、高耐久性的混凝土材料， 提高桥梁的承载能力和延性。
复合材料
利用纤维增强复合材料（FRP）的轻质、高强和抗 疲劳性能，对桥梁进行加固和修复。
阻尼器
利用阻尼器的能量吸收和耗散能力，降低地震对 桥梁的冲击。
新型抗震结构的优势与挑战
பைடு நூலகம்地震的分类
根据不同的分类标准，地震可以分为不同的类型。如根据震源深度，地震可分 为浅源地震、中源地震和深源地震；根据成因，地震可分为构造地震、火山地 震、塌陷地震和人工地震等。
地震波的传播
地震波的传播方式
地震波主要通过三种方式传播： 横波、纵波和面波。横波和纵波 是地球内部传播的体波，面波则 是在地表传播的波。
抗震设计的优化策略
加强关键部位
对桥梁的关键部位如桥墩 、支座等采取加强措施， 提高其抗震能力。
设置减震装置
在桥梁结构中设置减震支 座、阻尼器等减震装置， 减小地震对桥梁的冲击。
优化施工方法
采用合理的施工方法和技 术，确保桥梁结构的整体 性和稳定性，提高其抗震 性能。
地震对桥梁的影响
桥梁在地震中的反应
桥梁在地震中会受到不同程度的震动和位移，如果桥梁设计不合理或抗震能力不足，就可能发生损坏或倒塌。
桥梁抗震设计
为了减轻地震对桥梁的影响，需要进行抗震设计。抗震设计需要考虑桥梁的结构形式、材料、基础等因素，采取 有效的抗震措施，如加强桥梁的支撑结构、设置减震装置等。同时，还需要进行抗震性能评估和抗震加固等工作 。
以提高桥梁的整体抗震性能。
新型抗震材料的应用
高性能混凝土
采用高强度、高韧性、高耐久性的混凝土材料， 提高桥梁的承载能力和延性。
复合材料
利用纤维增强复合材料（FRP）的轻质、高强和抗 疲劳性能，对桥梁进行加固和修复。
阻尼器
利用阻尼器的能量吸收和耗散能力，降低地震对 桥梁的冲击。
新型抗震结构的优势与挑战
பைடு நூலகம்地震的分类
根据不同的分类标准，地震可以分为不同的类型。如根据震源深度，地震可分 为浅源地震、中源地震和深源地震；根据成因，地震可分为构造地震、火山地 震、塌陷地震和人工地震等。
地震波的传播
地震波的传播方式
地震波主要通过三种方式传播： 横波、纵波和面波。横波和纵波 是地球内部传播的体波，面波则 是在地表传播的波。
抗震设计的优化策略
加强关键部位
对桥梁的关键部位如桥墩 、支座等采取加强措施， 提高其抗震能力。
设置减震装置
在桥梁结构中设置减震支 座、阻尼器等减震装置， 减小地震对桥梁的冲击。
优化施工方法
采用合理的施工方法和技 术，确保桥梁结构的整体 性和稳定性，提高其抗震 性能。
桥梁抗震ppt课件
3. 计算等效单自由度{系Fe统rr}的等c c效orr 刚度和等效粘滞阻尼比；
4. 利用反应谱方法计算结构特征力效应和特征位移效应－需求分析；
5. 进行需求/能力比计算，评估结构的抗震性能。
精品课件
32
单振型反应谱法
反应谱的概念
根据D’Alembert原理，单自由度振子的振动方程可以表示为：
上述振动方程的m 解(可g 以y 用) 杜cy 哈美k（ y0 Duhay m e2 l）积y 分公2y式 来g 表示：
抗震设防标准制定原则
桥梁工程的抗震设防标准，即为如何确定“地震荷载”的 标准。荷载定得越大，即抗震设防标准要求越高，桥梁在 使用寿命期间为抗震设防需要投入的费用也越大。然而， 桥梁在使用寿命期间遭遇抗震设防标准所期望的地震总是 少数。这就是决策的矛盾点：一方面要求保证桥梁抗震安 全，另一方面又要适度投入抗震设防的费用，使投入费用 取得最好的效益 。
精品课件
33
单振型反应谱法
反应谱的概念
由于地震加速度是不规则的函数，上述积分公式难以直接求积， 一般要通过数值积分的办法来求得反应的时程曲线。对不同周期和阻 尼比的单自由度体系，在选定的地震加速度输入下，可以获得一系列
的相对位移y、相对速度 y 和绝对加速度 y 的反应时程曲线，并可从
中找到它们的最大值。以不同单自由度体系的周期Ti为横坐标，以不 同阻尼比C为参数．就能绘出最大相对位移、最大相对速度和最大绝对 加速度的谱曲线，分别称为相对位移反应谱、拟相对速度反应谱和拟 加速度反应谱(分别可简称为位移反应谱、速度反应谐和加速度反应谱)， 并用符号记为SD、PSV和PSA，这三条反应谱曲线合起来简称为反应谱。
称为动力放大系数，其值可以直接由标准化反应谱曲线确定。上
4. 利用反应谱方法计算结构特征力效应和特征位移效应－需求分析；
5. 进行需求/能力比计算，评估结构的抗震性能。
精品课件
32
单振型反应谱法
反应谱的概念
根据D’Alembert原理，单自由度振子的振动方程可以表示为：
上述振动方程的m 解(可g 以y 用) 杜cy 哈美k（ y0 Duhay m e2 l）积y 分公2y式 来g 表示：
抗震设防标准制定原则
桥梁工程的抗震设防标准，即为如何确定“地震荷载”的 标准。荷载定得越大，即抗震设防标准要求越高，桥梁在 使用寿命期间为抗震设防需要投入的费用也越大。然而， 桥梁在使用寿命期间遭遇抗震设防标准所期望的地震总是 少数。这就是决策的矛盾点：一方面要求保证桥梁抗震安 全，另一方面又要适度投入抗震设防的费用，使投入费用 取得最好的效益 。
精品课件
33
单振型反应谱法
反应谱的概念
由于地震加速度是不规则的函数，上述积分公式难以直接求积， 一般要通过数值积分的办法来求得反应的时程曲线。对不同周期和阻 尼比的单自由度体系，在选定的地震加速度输入下，可以获得一系列
的相对位移y、相对速度 y 和绝对加速度 y 的反应时程曲线，并可从
中找到它们的最大值。以不同单自由度体系的周期Ti为横坐标，以不 同阻尼比C为参数．就能绘出最大相对位移、最大相对速度和最大绝对 加速度的谱曲线，分别称为相对位移反应谱、拟相对速度反应谱和拟 加速度反应谱(分别可简称为位移反应谱、速度反应谐和加速度反应谱)， 并用符号记为SD、PSV和PSA，这三条反应谱曲线合起来简称为反应谱。
称为动力放大系数，其值可以直接由标准化反应谱曲线确定。上
桥梁结构抗震设计PPT120页
图中的横坐标为结构自振周期T（以秒为单位）
根据设计反应谱计算的单质点地震作用为：
FE CiCzkhG CiCz1G(5 3)
kh | xg |max / g
G mg
| xg x* |max / | xg |max (5 4)
1 kh
式中，水平地震系数Kh和动力放大系数β的乘积即为 水平地震作用影响系数α1 （无量纲）；
i 1
i 1
第i个质点的地震作用Fi为
Fi CiCzkH 11Gi Hi / H (5 10)
5.2
桥桥梁梁按按反反应应谱谱理理论论的的计计算算方方法法
四. 桥梁构件截面抗震验算--按反应谱方法
1、抗震荷载效应组合下截面验算设计表示式：
Sd b Rd
Sd Sd g Gk ; q Qdk ;
H≤12米时 整个结构采用 1 H＞12米时 随结构高度而变，底面
1，墩台顶面及顶面以上 2 ;中间任一点处的 I 1 Hi / H0
式中H对于桥墩为墩顶面至基底（即基础底面）的高 度（以米计），对于桥台则自桥台道碴槽顶面至基底 的高度。
Hi为验算截面以上任一质量的重心至墩台底（即基础 底面）的高度（以米计）。
桥梁按反应谱理论的计算方法
表5—2 综合影响系数Cz
桥梁和墩、台类型
桥墩计算高度H (米)
H 10≤H< 20≤H<
<10 20
30
柔性 柱式桥墩、排架桩墩、薄 墩 壁桥墩
梁
实体 墩
天然基础和沉井基础上实 体桥墩
桥
多排桩基础上的桥墩
0．3 0
0．2 0
0．2 5
0．33 0．25 0．30
0．35 0．30 0．35
桥梁地震震害与抗震设计136页PPT
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
桥梁抗震课件-PPT精品文档
日本帝国饭店
1968年帝国饭店被推到了，原因是 地基太浅而且设立在松散潮湿的土 壤里。莱特先生的设计本意是让建 筑物在泥土里滑行就像船只在海水 里漂浮一样，从而达到抗震的目的 。他的原理科学无误而开始被人采 用。1981年日本使用新的建筑细则 ，在建筑物的地基加上一个抗冲击 垫，当地基随地面移动时，建筑物 本身还可以保持平衡。看图:
赖特的构思
• 基地上表土24m厚度以下是18～21m的软土，这层土壤 似乎是上天的恩赐--它是减弱冲击波的最佳减震器。 • 那么为什么不将房屋浮在它上面呢?为什么不采取象军舰 浮在海面上那样，以软而薄的非常轻的结构来取代以尽可 能增加重量的办法所取得的刚度呢?而且为什么不把房屋 造成象双手相合手心向内手指交叉那样来顺应运动呢，以 便当变形消失后，就可恢复到其原先的位置呢?这是一种 在任何方向都可自由屈伸和反屈伸的弹性体结构。为付么 要与地震去硬拼?为什么不顺着它而以智取胜呢? • 这就是我如何抱着这些想法开始设计这座大厦的。
结构动力方程
• 结构动力方程可以写成：
• 式中，M、K、于地震作 用，，是地面运动加速度时 程；、，分别是结构的位移、 速度和加速度列阵。当结构处 于弹性振动状态，恢复力项Ku 为弹性；而当结构振动进入弹 塑性阶段，则恢复力项Ku也呈 非线性。为设置阻尼器附加阻 尼装置带来的阻尼力列阵；只 要处理正确，它总是会使运动 减小
• 此在地震荷载下，通过变形吸收一定的地 震能量，地震荷载消失后能恢复原状，因 此有极强的抗震性能。现存的比应县木塔 还早的唐代建筑五台山佛光寺大殿历经多 次大地震依然完好无损，傲然屹立至今
• 应县木塔的许多抗震构造其原理与现代建筑抗震理念相通或相同： • 抗震研究证明建筑物的平面形状越规整简单越抗震，应县木塔平面 呈八角形，达到了这个要求。 • 应县木塔底层有一圈外柱廊，每层柱子逐层内移，体形下大上小， 利于稳定，利于抗震。 • 应县木塔每层屋檐和平座下有密集的木作斗拱，皆是榫卯连接，能 起到柔性“减震器”的作用。 • 在木塔的每一暗层中，梁、柱、枋、斗拱、斜撑被牢固的连接成一 个网架圈，起到现代建筑中圈梁的作用。（抗震能力不强的砖石结构 建筑进行抗震加固时，在外墙部位加钢筋混凝土柱和圈梁，是抗震加 固通行作法，能大大提高抗震能力。） • 木塔底层有一周很厚的墙，把柱子包裹住,起到现代建筑中剪力墙的 作用,提高抗震能力。
大跨度桥梁抗震设计减震隔震桥研究(梁桥)-PPT精选文档37页
●遭遇概率水平为P2(中等地震区－100年基准期10% 超越概率、或强地震区－50年基准期3%超越概率，重现 期分别为950年或1642年)的地震时，要求桥梁只能发生 可修复的破坏，进行可修复破坏极限状态的抗震验算。
大跨桥梁延性抗震设计 －桥梁结构抗震能力分析、验算
2. 地震动输入的确定
地震动输入有两种，即反应谱和地震动 加速度时程。反应谱一般根据场地条件和设 防标准选取，相对较简单;而地震加速度时 程的选取则比较复杂，可以直接利用强震记 录，或采用人工地震加速度时程。
基本的桥梁震害－下部结构
►桥梁墩台和基础的震害是由于受到较大的水 平地震力的作用所致。高柔性的桥墩多为弯 曲破坏，粗矮的桥墩多为剪切型破坏，长细 比介于两者之间的则呈现弯剪型破坏。此外， 配筋设计不当还会引起盖梁和桥墩的节点部 位破坏。
4.梁式桥梁震害
►梁式桥梁（钢板梁及钢筋混凝土梁等）遭受 地震时，最常见的严重破坏情况是墩台毁损， 主梁坠落。这种严重破坏，大都发生在地震 的高烈度地区，而且一般是地质体条件较差 的桥梁。
大跨桥梁抗震设计 减震隔震桥研究
硕0606班 肖赟
06121557
1.大跨桥梁抗震设计现状
►目前，国内外现有的绝大多数桥梁工程抗震 设计规范只适用于中等跨径的普通桥梁，超 过适用范围的大跨度桥梁的抗震设计，则无 规范可循。许多设计规范只适用于跨径150m 以下的梁桥。
►对于大跨桥梁的抗震设计国内外已经进行了 许多的研究，取得了许多科研成果，不过大 跨桥梁抗震设计目前还是没有一个统一的标 准。
桥梁震害图片
梁式桥梁震害－因素
► 地震烈度高，设计上又没有考虑抗震设防。这些桥一般位 于地震烈度9-11度区域，大部分都是解放后新建的，但是 过去的规范中没有关于抗震方面的要求。
大跨桥梁延性抗震设计 －桥梁结构抗震能力分析、验算
2. 地震动输入的确定
地震动输入有两种，即反应谱和地震动 加速度时程。反应谱一般根据场地条件和设 防标准选取，相对较简单;而地震加速度时 程的选取则比较复杂，可以直接利用强震记 录，或采用人工地震加速度时程。
基本的桥梁震害－下部结构
►桥梁墩台和基础的震害是由于受到较大的水 平地震力的作用所致。高柔性的桥墩多为弯 曲破坏，粗矮的桥墩多为剪切型破坏，长细 比介于两者之间的则呈现弯剪型破坏。此外， 配筋设计不当还会引起盖梁和桥墩的节点部 位破坏。
4.梁式桥梁震害
►梁式桥梁（钢板梁及钢筋混凝土梁等）遭受 地震时，最常见的严重破坏情况是墩台毁损， 主梁坠落。这种严重破坏，大都发生在地震 的高烈度地区，而且一般是地质体条件较差 的桥梁。
大跨桥梁抗震设计 减震隔震桥研究
硕0606班 肖赟
06121557
1.大跨桥梁抗震设计现状
►目前，国内外现有的绝大多数桥梁工程抗震 设计规范只适用于中等跨径的普通桥梁，超 过适用范围的大跨度桥梁的抗震设计，则无 规范可循。许多设计规范只适用于跨径150m 以下的梁桥。
►对于大跨桥梁的抗震设计国内外已经进行了 许多的研究，取得了许多科研成果，不过大 跨桥梁抗震设计目前还是没有一个统一的标 准。
桥梁震害图片
梁式桥梁震害－因素
► 地震烈度高，设计上又没有考虑抗震设防。这些桥一般位 于地震烈度9-11度区域，大部分都是解放后新建的，但是 过去的规范中没有关于抗震方面的要求。
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目前国内外主要桥梁抗震设计 方法
地震反应分析方法的发展
• 第一种划分
1. 静力分析 2. 反应谱 3. 动力分析
• 第二种划分
1. 基于承载力设计方法 2. 基于承载力和构造保证延性的设计方法 3. 基于损伤和能量的设计方法 4. 能力设计方法 5. 基于性能/位移设计方法
一
•静力分析 该理论认为：结构物所受到的地震作用，可以简化 为作用于结构的等效水平静力P，该等效水平静力的 大小与地震动的最大水平加速度有关。其大小等于 结构重力荷载W乘以地震系数k，即：
3. 动力反应分析方法要给出结构反应的全过程，包括变形 和能量损耗的积累；
4. 计算原则要考虑到多种使用状态和安全的概率保证。
5. 由于动力理论在输入、模型、方法和原则等四个方面， 都提出了更具体的要求，更明确的规定、更详细的计算， 从而可以得到更可靠的结构设计。
二
• 基于承载力设计方法
静力法和反应谱法 静力法和早期的反应谱法都是以惯性力的形式反映地震作用，
•按能力谱法确定的需求位移未考虑结构损伤 和滞回耗能的影响。
4. 问题：对于结构性能状态的具体描述和计算，以及设计 标注目前尚不明确。
基于位移设计方法
用力作为单独的指标难以全面描述结构的非 弹性性能和破损状态，而用能量和损伤指标 又难以实际应用，因此目前基于性能设计方 法的研究主要用位移指标对结构的抗震性能 进行控制，称为DBD.
➢能力谱
注：
•能力谱方法用到依据“位移模式或分布力模 式采用推覆分析方法获得结构的基底剪力-顶 点位移关系”方法来确定能力曲线，该计算 方法假定结构弹性位移模式和弹塑性位移模 式一致，对此问题国际上尚有争论。
• 基于性能设计方法
1. 基本思想：使所设计的工程结构在使用期间满足各种预 定的性能目标，而具体性能要求可根据建筑和结构的重 要性来确定。
2. 可明确描述结构性能状态的物理量：力，位移（刚度）， 速度，加速度，能量和损伤。
3. 基于性能设计方法要求能够给出结构在不同强度地震作 用下，这些结构性能指标的反应值（需求值），以及结 构自身的能力值。
动力理论不但考虑了地震动的持时，还更进 一步地考虑了地震动过程中反应谱所不能概 括的
1. 输入地震动参数需要给出符合场地情况、具有概率含意 的加速度过程X(t)，对于复杂结构要求给出地震动二个 分量的时间过程及其空间相关性
2. 结构和构件的动力模型应接近实际情况，要包括结构的 非线性恢复力特性；
2. 强震作用下结构体系反应往往超出弹性范围，此 时反应谱方法就不再适用了。
3. 不能给出结构地震反应的全过程，更不能给出地 震过程巾各构件进入弹塑性变形阶段内力和变形 状态，无法找出结构的薄弱环节
4. 实际状态中的应用于现有研究现状的脱节
•动力分析
动力设计理论是通过计算获得地震过程中结 构反应随时间的变化的过程一时间历程 (time—history)，即采用时程分析法。时程 分析方法是通过输入地震波，直接计算结构 的地震反应的分析方法。
2. 从能量观点看，只要结构的阻尼耗能和体系的塑性变形 耗能和滞回耗能能力大于地震输入能量，结构即可抵御 地震作用
• 能力设计方法
该方法是基于对非弹性性能对于结构抗震能力贡献 的理解和超静定结构在地震作用下实现具有延性 破坏机制的思想提出的，可保证结构抗震设防目 标，同时又使设计经济合理。
➢ 核心： 1. “强柱弱梁” 2. “强剪弱弯” 3. “强则强，弱则弱”
为了解决静力法向反应谱法过渡的问题，构造延性被引入。
以美国UBC规范为代表，通过地震力降低系数R讲反应谱法得 到的加速度反应值 降低到与静力法水平地震相当的设计 地震加速度 采用反应谱的基于承载力和构造保证延性的设计方法成为各 国抗震设计规范的主要方法。
• 基于损伤和能量的设计方法
1. 在超过设防地震作用下，虽然非弹性变形对防止结构倒 塌有着重要的作用，但结构自身一会因此产生一定的损 伤，当非弹性变形超过结构自身非弹性变形能力时，则 会导致结构倒塌。因此，对结构在地震作用的非弹性变 形以及由此引起的结构损伤就成为抗震研究的一个重要 方面，并由此产生基于损伤的设计方法。人们试图引进 反应结构损伤程度的某种指标来作为设计指标。
此理论创立时，一般认为结构是刚性的，故结构上 任何一点的振动加速度均等于地震动加速度，结构 上各部位单位质量所受到的地震力是相等的。
• 地震反应谱是一组具有相同阻尼、不同自 振周期的单质点体系在地震动时频反应谱 分析方法的初步研究作用下的最大反应， 并按照周期的大小顺序排列起来按照这种 方法可以对多条地震记录进行计算并且获 得相应的反应谱，对一定数量这样的谱进 行统计分析，给出有统计意义的设计反应 谱。
•反应谱分析
反应谱理论考虑了结构动力特性与地震动特 性之间的动力关系，通过反应谱来计算由结 构动力特性(自振周期、振型和阻尼)所产生 的共振效应。地震时结构
所受到的最大水平基底剪力，即总水平地震 作用为：
• 理论的完善 1. 重视结构延性 2. 机振动理论的应用 3. 地条件的考虑
• 局限性
1. 伪动力理论。
并按弹性方法来计算结构地震作用效应。 ❖ 局限： 1. 当遭遇超过设计烈度的地震，结构进入弹塑性状态，此
种方法无法应用。 2. 在静力法向反应谱法过度的过程中，短周期结构的加速
度谱值比静力法中的地震系数大一倍以上，这就让以前 通过静力法设计的建筑物如何能够经受住强烈地震作用 无法得到解释。
•基于承载力和构造保证延性的设计方法、
地震反应分析方法的发展
• 第一种划分
1. 静力分析 2. 反应谱 3. 动力分析
• 第二种划分
1. 基于承载力设计方法 2. 基于承载力和构造保证延性的设计方法 3. 基于损伤和能量的设计方法 4. 能力设计方法 5. 基于性能/位移设计方法
一
•静力分析 该理论认为：结构物所受到的地震作用，可以简化 为作用于结构的等效水平静力P，该等效水平静力的 大小与地震动的最大水平加速度有关。其大小等于 结构重力荷载W乘以地震系数k，即：
3. 动力反应分析方法要给出结构反应的全过程，包括变形 和能量损耗的积累；
4. 计算原则要考虑到多种使用状态和安全的概率保证。
5. 由于动力理论在输入、模型、方法和原则等四个方面， 都提出了更具体的要求，更明确的规定、更详细的计算， 从而可以得到更可靠的结构设计。
二
• 基于承载力设计方法
静力法和反应谱法 静力法和早期的反应谱法都是以惯性力的形式反映地震作用，
•按能力谱法确定的需求位移未考虑结构损伤 和滞回耗能的影响。
4. 问题：对于结构性能状态的具体描述和计算，以及设计 标注目前尚不明确。
基于位移设计方法
用力作为单独的指标难以全面描述结构的非 弹性性能和破损状态，而用能量和损伤指标 又难以实际应用，因此目前基于性能设计方 法的研究主要用位移指标对结构的抗震性能 进行控制，称为DBD.
➢能力谱
注：
•能力谱方法用到依据“位移模式或分布力模 式采用推覆分析方法获得结构的基底剪力-顶 点位移关系”方法来确定能力曲线，该计算 方法假定结构弹性位移模式和弹塑性位移模 式一致，对此问题国际上尚有争论。
• 基于性能设计方法
1. 基本思想：使所设计的工程结构在使用期间满足各种预 定的性能目标，而具体性能要求可根据建筑和结构的重 要性来确定。
2. 可明确描述结构性能状态的物理量：力，位移（刚度）， 速度，加速度，能量和损伤。
3. 基于性能设计方法要求能够给出结构在不同强度地震作 用下，这些结构性能指标的反应值（需求值），以及结 构自身的能力值。
动力理论不但考虑了地震动的持时，还更进 一步地考虑了地震动过程中反应谱所不能概 括的
1. 输入地震动参数需要给出符合场地情况、具有概率含意 的加速度过程X(t)，对于复杂结构要求给出地震动二个 分量的时间过程及其空间相关性
2. 结构和构件的动力模型应接近实际情况，要包括结构的 非线性恢复力特性；
2. 强震作用下结构体系反应往往超出弹性范围，此 时反应谱方法就不再适用了。
3. 不能给出结构地震反应的全过程，更不能给出地 震过程巾各构件进入弹塑性变形阶段内力和变形 状态，无法找出结构的薄弱环节
4. 实际状态中的应用于现有研究现状的脱节
•动力分析
动力设计理论是通过计算获得地震过程中结 构反应随时间的变化的过程一时间历程 (time—history)，即采用时程分析法。时程 分析方法是通过输入地震波，直接计算结构 的地震反应的分析方法。
2. 从能量观点看，只要结构的阻尼耗能和体系的塑性变形 耗能和滞回耗能能力大于地震输入能量，结构即可抵御 地震作用
• 能力设计方法
该方法是基于对非弹性性能对于结构抗震能力贡献 的理解和超静定结构在地震作用下实现具有延性 破坏机制的思想提出的，可保证结构抗震设防目 标，同时又使设计经济合理。
➢ 核心： 1. “强柱弱梁” 2. “强剪弱弯” 3. “强则强，弱则弱”
为了解决静力法向反应谱法过渡的问题，构造延性被引入。
以美国UBC规范为代表，通过地震力降低系数R讲反应谱法得 到的加速度反应值 降低到与静力法水平地震相当的设计 地震加速度 采用反应谱的基于承载力和构造保证延性的设计方法成为各 国抗震设计规范的主要方法。
• 基于损伤和能量的设计方法
1. 在超过设防地震作用下，虽然非弹性变形对防止结构倒 塌有着重要的作用，但结构自身一会因此产生一定的损 伤，当非弹性变形超过结构自身非弹性变形能力时，则 会导致结构倒塌。因此，对结构在地震作用的非弹性变 形以及由此引起的结构损伤就成为抗震研究的一个重要 方面，并由此产生基于损伤的设计方法。人们试图引进 反应结构损伤程度的某种指标来作为设计指标。
此理论创立时，一般认为结构是刚性的，故结构上 任何一点的振动加速度均等于地震动加速度，结构 上各部位单位质量所受到的地震力是相等的。
• 地震反应谱是一组具有相同阻尼、不同自 振周期的单质点体系在地震动时频反应谱 分析方法的初步研究作用下的最大反应， 并按照周期的大小顺序排列起来按照这种 方法可以对多条地震记录进行计算并且获 得相应的反应谱，对一定数量这样的谱进 行统计分析，给出有统计意义的设计反应 谱。
•反应谱分析
反应谱理论考虑了结构动力特性与地震动特 性之间的动力关系，通过反应谱来计算由结 构动力特性(自振周期、振型和阻尼)所产生 的共振效应。地震时结构
所受到的最大水平基底剪力，即总水平地震 作用为：
• 理论的完善 1. 重视结构延性 2. 机振动理论的应用 3. 地条件的考虑
• 局限性
1. 伪动力理论。
并按弹性方法来计算结构地震作用效应。 ❖ 局限： 1. 当遭遇超过设计烈度的地震，结构进入弹塑性状态，此
种方法无法应用。 2. 在静力法向反应谱法过度的过程中，短周期结构的加速
度谱值比静力法中的地震系数大一倍以上，这就让以前 通过静力法设计的建筑物如何能够经受住强烈地震作用 无法得到解释。
•基于承载力和构造保证延性的设计方法、