结构地震反应分析与抗震计算2

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工程结构抗震设计基础 Part.1 第2章2 结构的弹性地震反应分析与抗震验算规定

2.8 建筑结构的抗震验算规定 2.8.1 一般规定 1、地震作用及计算方法总的考虑： (1) 在抗震计算中，一般可在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用，各方向的水平地震作用由该方向的抗侧力构件承担； (2) 有斜交的抗侧力构件的结构，宜分别考虑各抗侧力构件方向的水平地震作用；
(3) 对于质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应
(3) 按式(3-110)求顶部附加水平地震作用Δ Fn；
(4) 按式(3-111)求各质点的水平地震作用Fi(i＝1,2,…,n)； (5) 按力学方法求各层结构的地震作用效应。
《例题2-7》
试按振型分解法和底部剪力法计算下图所示三层框架结构相应于多遇地震时的各楼层地震剪力。设防烈度8度，
近震，场地类别Ⅲ类。 (ml＝116620 kg，m2＝110850kg，
(弯矩、剪力、轴力或变形等)；最后，按一定的组合原则，将各振型的作用效应
进行组合便得到多自由度体系的水平地震作用效应。
1
振型的地震作用
单自由度：
多自由度：振型分解后，相应于振型j质点i的位移地震反应质点产生的惯性力为质点所受的地震作用：
2 振型的最大地震作用利用反应谱，可求出振型的最大地震作用：
或
结构底部总剪力FEk为
FEk
2 1GE FEj j 1 n n j Gi X j ji G j 1 1 i 1 E n 2
(3 102)
记
所以
FEk 1Geq
(3 105)
式中：FEk——结构总水平地震作用(底部剪力)标准值； α 1——相应于结构基本周期T1时的地震影响系数值，按图3-25反应谱或式(3-40)确定； Geq——结构等效总重力荷载； GE——结构总重力荷载代表值，GE =Σ Gi , Gi为集中于质点i的重力荷载代表值(见后面式(3-120))。 β ——等效总重力荷载换算系数，对于单质点体系等于1.0，对于二层以上的多层建筑，其值在0.8～0.98之间。《抗震规范》规定，多质点体系取0.85；

结构地震反应分析与抗震验算计算题【最新版】

结构地震反应分析与抗震验算计算题3.1 单自由度体系，结构自振周期T=0.5S，质点重量G=200kN，位于设防烈度为8 度的Ⅱ类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0.30g，设计地震分组为第一组，试计算结构在多遇地霞作用时的水平地震作用。

3.2 结构同题3.1，位于设防烈度为8度的Ⅳ类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0.20g，设计地设分组为第二组，试计算结构在多遇地震作用时的水平地震作用。

3.3 钢筋混凝土框架结构如图所示，横梁刚度为无穷大，混凝土强度等级均为C25，一层柱截面450mm#215;450mm，二、三层柱截面均为400mm#215;400mm，试用能量法计算结构的自振周期T1。

3.4 题3.2的框架结构位于设防烈度为8度的Ⅱ类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组为第二组，试用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时的水平地震作用。

3.5 三层框架结构如图所示，横梁刚度为无穷大，位于设防烈度为8度的Ⅱ类场地上，该地区的设计基本地震加速为0.30g, 设计地震分组为第一组。

结构各层的层间侧移刚度分别为k1=7.5#215;105kN/m，k2=9.1#215;105kN/m，k3=8.5#215;105 kN/m，各质点的质量分别为m1=2#215;106kg, m2=2#215;106kg, m3=1.5#215;105kg，结构的自震频率分别为ω1=9.62rad/s,ω2=26.88 rad/s, ω3=39.70 rad/s,各振型分别为:要求:①用振型分解反应谱法计算结构在多遇地震作用时各层的层间地震力;②用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时各层的层间地震剪力。

3.6 已知某两个质点的弹性体系(图3-6)，其层间刚度为k1=k2=20800kN/m，，质点质量为m1=m2=50#215;103kg试求该体系的自振周期和振型。

3.7 有一钢筋混凝土三层框架(图3-7)，位于Ⅱ类场地，设计基本加速度为0.2g，设计地震组别为第一组，已知结构各阶周期和振型为T1=0.467s ，T2=0.208s，T3=0.134s，试用振型分解反应谱法求多遇地震下框架底层地震剪力和框架顶点位移。

抗震作业第三章

第三章结构地震反应分析与抗震极限状态计算思考题3．1 什么是地震动反应谱和抗震设计反应谱反应谱的影响因素和特点是什么答：根据给定的地面运动加速度记录和体系的阻尼比，计算出质点的最大绝对加速度S a ，与体系的自振周期T ，绘制成一条曲线－地震加速度反应谱，不同的阻尼比可以绘制出不同曲线。

规范根据同一类场地在各级烈度地震作用下地面运动的，分别计算出的反应谱曲线，再进行统计分析，求出最有代表性的平均反应谱曲线作为设计依据；通常称之为抗震设计反应谱。

反应谱影响因素：受地震动特性即峰值、频谱、持续时间的影响。

特点是随机性。

3．2 什么是地震影响系数其谱曲线的形状参数有何特点答：单自由度体系绝对加速度反应)(T Sa 与重力加速度g 之比。

3．3 什么是地震作用怎样确定单自由度弹性体系的地震作用答：地震作用：地面振动过程中作用在结构上的惯性力就是地震荷载，可理解为能反映地震影响的等效荷载，实际上，地震荷载是由于地面运动引起的动态作用，属于间接作用，应称为“地震作用”，而不应称为“地震荷载”。

确定单自由度弹性体系的地震作用：水平方向：E Ek G T F )(α= 竖直方向：E v Evk G F max ,α=3．4 抗震设计中的重力荷载代表值是什么其中可变组合值系数的物理含义如何答：重力荷载代表值是指地震作用下计算有关效应标准值时，永久性结构构配件、非结构构件和固定设备等自重标准值加上可变动荷载组合值。

变组合值系数的物理含义：是根据可变重力荷载与地震的遇合概率确定的。

3．5 多自由度集中质量体系地震下的运动方程如何说明方程中各参数的含义。

答：)(}]{[)}(]{[)}(]{[)}(]{[t x R M t x K t x C t x M g •••••-=++3．6 写出振型质量、振型参与质量、振型参与系数的表达式。

答：振型质量：{}[]{}j Tj j x M x M =振型参与质量：{}[]{}j Rpj x M R M =⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=n m m m m 0...0][21⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=nn n n n n c c c c c c c c c c .....................][212222111211⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=nn n n n n k k k k k k k k k k .....................][212222111211)(t x 0&&振型参与系数：jpj j M M V =3．7 简述多自由度体系地震反应的振型分解法与振型分解反应谱法的原理和步骤。

地震作用与结构抗震验算

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第一节地震作用
• 2.按作用大小分 • 地震作用按其作用大小可分为:多遇地震作用、基本地震作用和预
估的罕遇地震作用。下节主要介绍多遇地震作用的计算方法。
• 四、水平地震作用与风荷载的区别
• 水平地震作用与风荷载都是以水平作用为主的形式作用在建筑物上的，但是它们作用的表现形式和作用时间的长短是有很大区别的。因此，在结构设计中要求结构的工作状态是不同的。
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第二节地震作用的计算
• 一、动力计算简图
• 实际结构在地震作用下颠簸摇晃的现象十分复杂。在计算地震作用时，为了将实际问题的主要矛盾突显出来，然后运用理论公式进行计算设计，需将复杂的建筑结构简化为动力计算简图。
• 例如:对于图4-1(a)所示的实际结构一水塔，在确定其动力计算简图时，常常将水箱及其支架的一部分质量集中在顶部，以质点m来表示; 而支承水箱的支架则简化为无质量而有弹性的杆件，其高度等于水箱的重心高，其动力计算简图如图4-1(b)所示。这种动力计算体系称为单质点弹性体系。
• ３)整根桩应一次连续压到设计标高,当必须中途停压时,桩端应停留在软弱土层中,且停压的间隔时间不宜超过２４h;
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第一节地震作用
• 1.作用形式 • 风荷载是直接作用于建筑物表面上的压(吸)力，只和建筑物的体形、
高度、环境(地面粗糙度、地貌、周围的楼群)、受风面积大小等有关; 而地震作用都是由质量受振动而引发的惯性力，地震作用是通过场地、地基、基础作用于结构上部的。 • 2.作用时间 • 风荷载的作用时间长，发生的机遇也多，因而要求结构在风荷载作用下不能出现较大的变形，结构处于弹性工作状态;相反，发生地震的机遇少，持续时间也短，但作用剧烈，故要求做到“小震不坏，中震可修，大震不倒”。

第三章2 工程结构地震反应分析与抗震验算.ppt

h 1 ---直线下降段的斜率调整系数；按下式确定
h1 = 0.02 + (0.05 - z ) / 8 当h1 < 0时，取h1 = 0
h2 - -阻尼调整系数，h2 < 0.55时，取h2 = 0.55
h2
=1+
0.05 - z 0.06 +1.7z
Tg : 特征周期，见表3.2
max：水平地震系数的最大值 α max = kβ max ,β max= 2.25
结构在地震持续过程中经受的最大地震作用为
F
=
F (t ) max
= m &x&(t) + &x&g (t) max
= mSa
= mg Sa
&x&g (t) max = Gk = G
&x&g (t) max
g
G ---集中于质点处的重力荷载代表值；
g ---重力加速度
= Sa
&x&g (t) max
地震特征周期分组的特征周期值（s）
场地类别
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
第一组 0.25
0.35
0.45 0.65
查表确定 Tg Tg = 0.3
第二组 0.30
0.40
第三组 0.35
0.45
0.55 0.75 0.65 0.90
例：单层单跨框架。屋盖刚度为无穷大，质量集中于屋盖处。已知设防烈度为8度，设计地震分组为二组，Ⅰ类场地；屋盖处的重力荷载代表值G=700kN，框架柱线刚度 ic = EIc / h = 2.6104 kN m ,阻尼比为0.05。试求该结构多遇地震时的水平地震作用。

《结构地震反应分析》课件

固和改造现有结构
独立杆系的抗震设计
• 采用独立杆系进行抗震设计
• 考虑纵向和横向的地震力作用
地震隔震与减震设计
• 使用隔震设备减少地震荷载传递
• 采用减震器减小结构响应
6. 结构设计软件分析与实例
结构设计软件及其应用
介绍相关的结构设计软件以及它们在地震反应分析中的应用。
通过实例了解结构地震反应分析过程
4. 地震响应分析方法
1
地震动输入与结构响应输出
地震动作为输入，通过分析方法得到结构的响应结果。
2
结构反应分析的几种方法
有模态分析、时程分析、谐波分析等多种分析方法可用于结构地震反应分析。
3
非线性反应分析
考虑结构的非线性特性进行更精确的地震响应分析。
5. 结构抗震措施设计
结构整体的抗震设计
• 使用适当的材料和结构形式
2. 地震波及其特征
地震波形式和分类
地震波可以分为纵波、横波和地面表面波等不同类型。
地震波的特征与规律
地震波具有振幅、频率、周期和相位等特征，遵循一定的规律。
3. 结构模型与动力特性
结构理论与方法
结构地震反应分析需要建立合适的结构模型和采用适当的分析方法。
结构的动力特性
结构的动力特性包括固有周期、振型、阻尼等参数。
《结构地震反应分析》 PPT课件
结构地震反应分析是探索地震对结构的影响及其意义的重要领域。本课程将详细介绍地震波、结构模型与动力特性、结构反应分析方法、结构抗震措施设计以及结构设计软件应用等内容。
1. 介绍
地震对结构的影响
地震带来的振动对建筑和工程结构造成毁坏和损失。
结构地震反应分析的意义

土木工程抗震第3章教案工程结构地震反应分析与抗震验算

第3章工程结构地震反应分析与抗震验算1、地震作用的计算方法：底部剪力法（不超过40m 的规则结构）、振型分解反应谱法、时程分析法（特别不规则、甲类和超过规定范围的高层建筑）、静力弹塑性方法。

一般的规则结构：两个主轴的振型分解反应谱法；质量和刚度分布明显不对称结构：考虑扭转或双向地震作用的振型分解反应谱法；8、9度时的大跨、长悬臂结构和9度的高层建筑：考虑竖向地震作用。

2、结构抗震理论的发展：静力法、定函数理论、反应谱法、时程分析法、非线性静力分析方法。

3、单自由度体系的运动方程：g xm kx x c x m -=++或m t F x x x e /)(22=++ωξω 。

杜哈美积分x(t)= ⎰----tt t e xd )(g dd )(sin )(1ττωτωτξω , ωξωm cm k 2,2== 单自由度体系自由振动：)sin cos ()(d d000t x xt x e t x d t ωωξωωξω++=- 。

4、最大反应之间的关系：d v a S S S 2ωω==5、地震反应谱：单自由度体系在给定的地震作用下某个最大反应与体系自振周期的关系曲线。

特点：⑴阻尼比对反应谱影响很大；⑵对于加速度反应谱，当结构周期小于某个值时幅值随周期急剧增大，大于某个值时，快速下降；⑶对于速度反应谱，当结构周期小于某个值时幅值随周期增大，随后趋于常数；⑷对于位移反应谱，幅值随周期增大。

地震反应谱是现阶段计算地震作用的基础，通过它把随时程变化的地震作用转化为最大等效侧向力。

6、单自由度体系的水平地震作用：F G k G gt x t xS mgg g a αβ===maxmax)()(β为动力系数，k 为地震系数，α=k β为水平地震影响系数。

7、抗震设计反应谱αmax 地震影响系数最大值，查表；T 为结构周期；T g 为特征周期，查表；例：单层单跨框架。

屋盖刚度为无穷大，质量集中于屋盖处。

结构地震反应分析与抗震计算

结构地震反应分析与抗震计算在预处理阶段，需要收集建筑物的详细信息，包括结构材料、几何形状、质量分布等。

然后，需要将建筑物的几何形状和结构材料转化为数学模型，以进行分析。

通常，结构可以被简化为一系列的节点和连接的元素，如梁、柱、板等。

接下来，需要定义地震输入。

地震输入通常以地震加速度时程或响应谱的形式表示。

地震加速度时程描述了地震时间上的加速度变化，而响应谱则给出了不同周期下的响应加速度值。

这些输入可以从地震记录仪测得，或者根据地震规范中的规定选取。

进行分析时，可以使用两种常用的地震反应分析方法：静态分析和动态分析。

静态分析假设结构在地震事件中是处于静止状态的，只考虑地震引起的重力和地震力。

这种方法适用于刚性结构或地震荷载相对较小的情况。

动态分析则更加精确，考虑了结构的质量、刚度以及地震引起的动态效应。

动态分析可以分为模态分析和时程分析两种方法。

模态分析通过提取结构的振型（模态）和频率来计算结构的地震反应。

时程分析则根据地震加速度时程逐步计算结构的运动响应。

完成分析后，需要评估结构的地震反应。

常见的评估指标包括最大位移、最大加速度、最大内力等。

根据评估结果，可以对结构进行优化或确定抗震设防要求。

最后，需要对分析结果进行后处理。

后处理包括对分析结果的可视化和解读，以便于设计师和工程师进行决策和调整。

抗震计算的原则是确保在地震事件中建筑物的结构稳定性和人员安全。

根据地震规范和建筑设计准则，建筑物需要具备足够的刚度和抗震能力。

刚度可以通过增加梁、柱、墙等结构组件的尺寸和数量来提高。

抗震能力可以通过使用抗震墙、抗震支撑等增加结构的抗侧向荷载能力。

此外，抗震计算还需要考虑不同地震作用下的结构响应，如水平加速度、垂直加速度、剪切力、弯矩等。

根据地震规范中的设防水平要求，可以确定结构的抗震性能等级。

抗震作业第三章

反应谱影响因素：受地震动特性即峰值、频谱、持续时间的影响。

特点是随机性。

3．2 什么是地震影响系数其谱曲线的形状参数有何特点答：单自由度体系绝对加速度反应)(T Sa 与重力加速度g 之比。

确定单自由度弹性体系的地震作用：水平方向：E Ek G T F )(α= 竖直方向：E v Evk G F max ,α= 3．4 抗震设计中的重力荷载代表值是什么其中可变组合值系数的物理含义如何答：重力荷载代表值是指地震作用下计算有关效应标准值时，永久性结构构配件、非结构构件和固定设备等自重标准值加上可变动荷载组合值。

变组合值系数的物理含义：是根据可变重力荷载与地震的遇合概率确定的。

3．5 多自由度集中质量体系地震下的运动方程如何说明方程中各参数的含义。

)(t x答：)(}]{[)}(]{[)}(]{[)}(]{[t x R M t x K t x C t x M g •••••-=++3．6 写出振型质量、振型参与质量、振型参与系数的表达式。

答：振型质量：{}[]{}j Tj j x M x M =振型参与质量：{}[]{}j Rpj x M R M =振型参与系数：jpj j M M V =3．7 简述多自由度体系地震反应的振型分解法与振型分解反应谱法的原理和步骤。

建筑结构抗震重点知识2

建筑结构抗震设计知识整理第1章绪论地震分为诱发地震和天然地震（构造地震、火山地震）。

震源、震中、震中距、等震线（等烈度线）地震动：由地震波传播引起的地面振动。

地震动的峰值、频谱和持续时间成为地震动三要素。

地震波分为体波（P、S）、面波（R、L），P最快，S次之，面波最慢。

纵波引起上下颠簸运动，横波引起地面水平运动；瑞雷波是形成地面晃动的主要原因。

地震波的传播速度以纵波最快，横波次之，面波最慢。

地震震级、地震烈度、基本烈度、多遇地震烈度、罕遇地震烈度M=1+2/3*I0地震的破坏作用：①地表破坏（地裂缝、地面下沉、喷水冒砂、滑坡）②建筑物的破坏建筑物的动力破坏主要表现为主体结构强度不足所形成的破坏和结构丧失整体性。

③次生灾害水坝、燃气管道、供电线路破坏、有毒物质容器破坏造成水灾、火灾、空气污染抗震设防三个水准见教材P9“小震不坏，中震可修、大震不倒”——基本准则采用两阶段设计方法实现三个水准的抗震设防要求：第—阶段设计：按多遇地震烈度对应的地震作用效应和其他荷载效应的组合验算结构构件的承载能力和结构的弹性变形。

第二阶段设计：按罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹塑性变形。

甲类、乙类、丙类、丁类四类建筑抗震设防见教材P10概念设计基本原则：①注意场地选择。

地震区的建筑宜选择有利地段，避开不利地段，不在危险地段建设②把握建筑体型。

结构对称、形状规则、质量与刚度变化均匀。

平面不规则的类型：扭转不规则，凹凸不规则，楼板局部不连续；竖向不规则的类型：侧向刚度不规则，竖向抗侧力构件不连续，楼层承载力突变③利用结构延性。

④设置多道防线。

⑤重视非结构因素。

特别注意结构构件与主体结构之间要有可靠地连接或锚固。

第2章场地与地基多层土的地震效应主要取决于三个基本因素：覆盖层厚度、土层剪切波速、岩土阻抗比。

覆盖层厚度：地下基岩或剪切波速大于500m/s的坚硬土层至地表面的距离。

场地类别根据覆盖层厚度和等效剪切波速分为ⅠⅡⅢⅣ共四类。

结构地震反应的分析方法与理论

结构地震反应的分析方法与理论随着人们对地震和结构动力特性认识程度的加深，结构的抗震理论大体可以划分为静力分析、反应谱分析和动力分析三个阶段。

2.2.1静力分析理论水平静力抗震理论[25]始创于意大利，发展于日本。

该理论认为:结构所受的地震作作用可以简化为作用于结构的等效水平静力，其大小等于结构重力荷载乘以地震系数，即： /F G g kG =α= (2.1)静力理论认为结构是刚性的，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作用是相等的。

它忽略了结构的变形特征，没有考虑结构的动力特性，与实际情况相差较远。

随着工程抗震研究的发展，对地震认识的深入，此法已经淘汰。

2.2.2反应谱理论上世纪40年代以后，由于计算机技术的应用，在取得了较多的强震记录的基础上，产生了反应谱理论。

反应谱分析方法[25][26]是一种将模态分析的结果与一个已知的谱联系起来计算模型的作用效应的分析技术。

反应谱是指单自由度体系最大地震反应与结构体系自振周期的关系曲线。

为了便于计算，《抗震规范》采用相对于重力加速度的单质点绝对最大加速度，即/a S g 与体系自振周期T 之间的关系作为设计用反应谱，并将/a S g 用α表示，称为地震影响系数，如图2-5所示。

单自由度弹体系水平地震反应微分方程为：()()()()0mx t cx t kx t mx t ++=- (2.2)由上式得:()()()()0m x t x t k x t c x t-+=+⎡⎤⎣⎦ (2.3) 上式等号右边的阻尼力项()cx t 相对于弹性恢复力项()kx t 来说是一个可以略去的微量，故：()()()0m x t x t kx t -+=⎡⎤⎣⎦ (2.4)由反应谱理论，水平地震作用为：/a a F mS S gG G ===α (2.5)/a S g α= (2.6)α——地震影响系数；a S ——质点的绝对最大加速度；图2-5 地震影响系数α曲线Fig.2-5 seismic influence coefficient α vurves上升阶段 ()max 0.45 5.5T α=+α (00.1T ≤≤) (2.7) 水平阶段 α=max α (0.1g T T <≤) (2.8)曲线下降段 max g T T γ2⎛⎫α=ηα ⎪⎝⎭(5g g T T T <≤) (2.9) 直线下降段 ()max 0.25g T T γ21⎡⎤α=η-η-α⎣⎦ (5 6.0g T T <≤) max α——地震影响系数最大值；g T ——场地特征周期。

工程结构地震反应分析方法

工程结构地震反应分析方法引言地震是自然界的一种常见自然灾害，对工程结构造成的破坏往往是巨大和灾难性的。

因此，工程结构在设计和建设过程中的地震反应分析显得尤为重要。

地震反应分析旨在预测工程结构在地震作用下的动力响应，从而评估其安全性和稳定性，并为工程结构的设计和改进提供可靠的依据。

本文将介绍几种常用的工程结构地震反应分析方法。

静力分析方法静力分析方法是一种简化的地震反应分析方法，它假设结构在地震作用下是静态平衡的。

静力分析方法主要包括地震力法和位移法。

地震力法地震力法是一种最简单和常用的静力分析方法。

在地震力法中，将结构视为一种质点系统，根据结构的质量和加速度，计算出地震作用下所产生的地震力。

地震力方法的基本思想是，通过结构的自重、惯性力以及地震力的作用，得出结构的受力状态，并进一步分析结构的变形和位移。

位移法位移法是一种基于结构变形和位移的静力分析方法。

在位移法中，结构的变形和位移被视为主要因素，通过计算结构的位移反映了结构在地震作用下的响应。

位移法的优点是能够更准确地描述结构的动力响应，对柔性结构尤为适用。

动力分析方法动力分析方法是一种更为准确和综合的地震反应分析方法，它考虑了结构的质量、刚度、阻尼等因素，可以更真实地预测结构在地震时的动力响应。

常见的动力分析方法包括等效线性化法、模态分析法和时程分析法。

等效线性化法等效线性化法是一种将非线性结构简化为等效线性结构进行分析的方法。

在等效线性化法中，结构的非线性特性被线性化，从而可以利用线性结构的分析方法进行分析。

等效线性化法在处理非线性结构时具有较高的效率，但在处理参数较为复杂和难以线性化的情况下有一定限制。

模态分析法模态分析方法是一种基于结构的固有振动模态进行分析的方法。

在模态分析法中，结构的振动特性被分解为多个模态，通过计算每个模态的振动频率和振型，可以预测结构在地震作用下的动力响应。

模态分析法的优点是能够准确地描述结构的振型和频率，对于复杂结构的分析具有较高的适用性。

3结构地震反应分析与地震计算

3结构地震反应分析与地震计算地震是一种地壳的自然现象，会引起地面的震动和振动。

当地震发生时，建筑物、桥梁、水坝等结构物都会受到不同程度的影响，其中包括结构的振动、变形和破坏等。

为了能够预测和分析地震对结构物造成的影响，以及为了确保结构的安全性，结构地震反应分析和地震计算成为重要的工具。

以下将对这两个概念进行详细介绍。

结构地震反应分析是指通过数学、力学和计算方法，对结构物在地震作用下的动力响应进行分析和计算。

这个过程通常包括以下几个步骤：1.确定地震特性：通过研究地震波、地震地质条件等，确定地震的特性，例如震级、震源和烈度。

2.建立结构模型：将结构物抽象为数学模型，包括结构的几何形状、材料特性和支撑条件等。

3.地震荷载计算：根据地震的特性和结构模型，计算结构所受到的地震荷载，包括地震加速度、速度和位移等。

4.结构响应分析：使用动力学原理和数值计算方法，分析和计算结构在地震作用下的响应，包括振动频率、震动模态和振幅等。

地震计算是根据地震反应分析的结果，对结构物进行力学计算和设计，以确保结构的安全性和抗震性能。

1.结构强度和刚度计算：根据结构的材料特性和地震反应分析结果，计算结构的强度和刚度，以确保在地震作用下结构不会发生破坏或过度变形。

2.结构的动力位移和加速度控制：根据结构的使用要求和抗震等级，计算和控制结构的动力位移和加速度，确保结构在地震作用下不会对使用者造成危险。

3.结构的抗震设计：根据结构地震反应分析结果和设计规范，对结构进行抗震设计和加固，以提高结构的抗震能力和安全性。

结构地震反应分析和地震计算是确保结构的抗震性能和安全性的重要工具。

通过合理的分析和计算，可以对结构在地震条件下的响应进行准确预测，确保结构不会因地震而倒塌或破坏，最大程度保护人们的生命安全。

李国强《建筑结构抗震设计》课后习题答案

第1章绪论1、震级和烈度有什么区别和联系？震级是表示地震大小的一种度量，只跟地震释放能量的多少有关，而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度.烈度不仅跟震级有关，同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。

一次地震只有一个震级，但不同的地点有不同的烈度。

2。

如何考虑不同类型建筑的抗震设防？规范将建筑物按其用途分为四类：甲类(特殊设防类）、乙类（重点设防类)、丙类（标准设防类）、丁类(适度设防类）。

1 )标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标.2 )重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。

同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。

3 ）特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。

同时,应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用.4 ）适度设防类,允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施，但抗震设防烈度为6度时不应降低。

一般情况下,仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用.3。

怎样理解小震、中震与大震？小震就是发生机会较多的地震，50年年限,被超越概率为63.2%；中震，10%；大震是罕遇的地震，2％.4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系？建筑抗震设计包括三个层次：概念设计、抗震计算、构造措施。

概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则；抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段;构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性.他们是一个不可割裂的整体。

5.试讨论结构延性与结构抗震的内在联系.延性设计:通过适当控制结构物的刚度与强度，使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大的延性，从而可以通过塑性变形吸收更多地震输入能量，使结构物至少保证至少“坏而不倒”。

地震作用与结构抗震验算

地震作用与结构抗震验算地震作用与结构抗震验算？这个话题听起来有点沉重，是不是？你是不是一听就想：“哎呀，这又是啥复杂的东西？是不是要我们做啥高深的计算？”放心，我不是要给你讲一堆难懂的公式和公式背后的晦涩原理。

咱们今天聊聊这个事儿，尽量让它简单、轻松，还能让你一听就懂。

毕竟，谁不想在地震来临时，既能保命，又能保住家里那点心爱的家具和“千金难买”的遥控器呢，对吧？首先嘛，地震这一东西，大家都知道，来的时候毫无征兆。

你说它不来吧，又好像就随时可能给你来个“地动山摇”。

你说它来了吧，就真是让人哭笑不得。

房子摇一摇、墙皮掉一掉，心脏就跟着一阵阵跳。

你看，大家都希望地震来得时候，房子能稳稳地、不动摇，咱才有安全感。

而这其中的关键，就是“抗震设计”，就好比你穿上防震服一样，给建筑戴上一层保护膜。

说到抗震设计，咱们就得聊聊它的一个核心问题——结构抗震验算。

这个名字听着挺复杂，但其实它就是让建筑在地震中不至于像纸糊的一样塌了。

验算的过程其实就是在模拟地震的情况下，看看你的房子能不能顶得住摇晃。

这个“摇晃”可不是轻轻的晃几下，地震可是有劲儿的，它能让你的房子像玩具一样乱抖。

所以下面的验算可得仔细了，不能马虎。

你可以想象，房子就像是一台复杂的机器，每一根梁、每一根柱子、每一块墙都好比机器的零部件。

每个零件都有自己的承重能力和抗震能力。

你想象一下，如果其中某个零部件不行，地震一来，整个机器就“嘎嘎嘎”地坏掉了。

所以，验算就是要检查每个部分的强度、灵活性，确保它们能在摇晃中保持稳定，保证整个建筑不出事儿。

不过，地震不是“随便”就能设计出来的。

设计师得根据地震的强度、建筑的高度、地基的好坏这些因素来算。

你如果住在一个地震带，比如说咱们常说的四川、云南那些地方，设计师可能就得给你的房子加点“装备”，比如说用更强的材料，或者增加一些特殊的支撑结构。

这个就是为了让你在地震来临时，房子能承受住震动，不至于崩塌。

地震的力量可不是闹着玩的。

结构地震反应分析与抗震计算

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4.直接动力分析理论---时程分析法将实际地震加速度时程记录（简称地震记录 earth-
quakerecord）作为动荷载输入，进行结构的地震响应分析。对结构进行弹塑性计算。
5.非线性静力分析方法（Push Over Analysis) 此外，地震、脉动风荷载等都是随机荷载，当然可以用随机振动理论来进行地震反应的统计特征分析；还可以以地震时输入结构的能量进行设计。使结构所吸收的能量不致造成结构破坏为依据的理论等。但这些方法还没有列入抗震设计规范，因此未被抗震设计普遍使用。
..
.
m x t c x t kx t F t
发现地面运动对质点的影响，相当于在质点上加了一个动荷载
..
其数值大小是 m xg t方向与地面加速度方向相反。
13
运动方程的求解（参见高数和结构力学下册）书.
二、地震反应谱
单自由度体系在给定的地震作用下某个最大反应与体系自振周期的关系曲线称为该反应的地震反应谱。
第三章结构地震反应分析与抗震计算
§3.1 概述
一、几个基本概念：
1、结构地震作用：是指地面震动在结构上产生动力荷载，俗称为地震荷载，属于间接作用。 2、结构地震反应：由地震引起的结构振动，包括结构的位移反应、速度反应、加速度反应及内力和变形等。 3、结构动力特性：结构的自振周期、振动频率、阻尼、振型等。 4、结构的地震反应分析：是结构地震作用的计算方法，应属于结构动力学的范畴。
G ---重力荷载代表值 ζ：阻尼比
k ---地震系数（反映震级、震中距、地基等的影响）
---动力系数(反映结构的特性,如周期、阻尼等的影响)
k
目前，世界上普遍采用的方法。
5

建筑结构抗震第3章-2

k11y1 + k12 y2 = m &&1 1y
k21y1 + k22 y2 = m2 &&2 y
m m
2
y2 (t )
1
[m]{&&}+[k]{y} = {0} y
y = X1 sin( ωt +α) 设方程的特解为 1 y2 = X2 sin( ωt +α) k11X1 + k12 X2 mω2 X1 = 0 1
2.振型的正交性振型的正交性 i振型上的惯性力在振型上的惯性力在j 振型上的惯性力在振型上作的虚功
W = ω {X} [m]{X}i ij
2 i T j
2 j
m m 1 2
X1i
mN
XNi
i振型振型
X2i
m2ω2 X2 j j mω X1 j 1
mNω2 XNj j
j振型上的惯性力振型上的惯性力 m m mN 1 2 在任一线性变形体系中, 在任一线性变形体系中,第一状态外力在第二状态 mωi2 X1i 1 2 X Nj X1 j 位移上所作的功等于第二状态外力在第一状态位移上所作 m ωi X2i 2 2 X2 j = ω j [m]{X}j 的功! 的功M ! j振型振型
T T
( j =1 2,Ln) ,
3.求广义坐标; 3.求广义坐标; 求广义坐标
& & Dj (t) + ω Dj (t) =
2 j
P*(t) j M
* j
Pj* (t )
M* j
D j (t )
K* j
( j =1 2,Ln) ,
4.按下式求位移: 4.按下式求位移: 按下式求位移