扭转耦联振型与地震力计算的最经典解释。

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考虑扭转耦联振型的情况

首先,计算结构的耦联振型时,与后面要计算哪个方向的地震作用,是两个完全独立的过程,即便后面仅仅选择计算一个方向的地震作用,比如X方向,这时统计各层地震作用标准值时依然要采用考虑每层三个自由度的耦联振型,因为结构的耦联振型是结构的固有特性,不会因为要计算哪个方向的地震作用而发生改变。振型分解反应谱法的实质就是得到固有特性(振型),再利用求解得到的振型去统计地震作用,就是地震荷载当量,有了地震荷载当量,计算地震内力是一个静力求解过程,所以用振型分解反应谱法算地震内力,结构从来没真正的“振动”起来。真正振动起来的情况是动力时程分析。

结构的每阶振型都会对在各个自由度的各个方向上形成一个地震荷载当量,对结构施加该振型的所有地震荷载当量进行一个静力分析,就可以得到该振型造成的地震效应值(例如截面弯矩、剪力等)。依次类推,每阶振型都能得到其对应的效应值。而实际的地震效应值肯定要综合考虑各阶振型的耦合,这就有了高规中的3.3.11-5式,把各阶振型的地震效应值通过这种特定的方式累加起来,当然累加计算的方式主要涉及到各阶振型的周期和振型阻尼。从这个角度来说,通过振型分反应谱法计算地震内力,有两次涉及到“耦合”,第一次是计算振型的时候,考虑了各楼层的转角自由度,是一个考虑平动和扭转变形耦合的振型求解过程,第二次“耦合”就是确定了各阶振型的地震内力后,通过3.3.11-5式耦合得到实际的地震内力(地震效应值)。

综上所述,振型分解反应谱的特点就是求振型和求地震内力是两个几乎不关联的过程,方法是固定的,satwe也不例外,所以设置satwe参数时就知道了地震作用计算方法里面的“总刚”和“侧刚”的真实含义,就是用来做振型分解和统计地震当量荷载的,选择总刚算法,结构模型中的每个节点的每个自由度都会给统计一个当量荷载,选择侧刚算法,按照每个楼层三个自由度考虑。地震当量荷载确定之后,就是静力求解了,静力求解同样会涉及到结构的刚度矩阵,如果前面计算地震作用采用的是“总刚”算法,其实结构的刚度矩阵已经有了,甚至是完成矩阵分块的一个总刚,这样静力求解可以直接用它,加上位移边界,就可以求解节点位移,进而计算梁、柱、墙、弹性板内力。

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