主题： 抗震结构设计
主讲： 周丽萍 (副教授)
版权： 西北工业大学网络教育学院
描述： 抗震结构设计 第29讲
索引： 标准地震仪：指摆的自振周期为0. 8S，阴尼(00:00:19)
各中不同的震级M与地震释放能量E（尔格）之间有如下关系： (查表1.1P4)(00:00:53)
二、地震烈度（各类建筑物遭受地震影响的程度）(00:01:02)
三、地震区划与地震影响(00:01:18)
抗震设防烈度：按国家规定的权限批准作为一(00:02:15)
§1-4 抗震设防(00:03:05)
二、多遇地震烈度和罕遇地震烈度(00:04:26)
我国地震烈度的概率分布符合极值型(00:04:29)
三、抗震设防的范围(00:04:49)
四、建筑物的类别及其设防标准(00:04:56)
1、建筑物类别：(00:05:37)
2、建筑物的设计标准(00:05:57)
三、第二章 场地、地基和基础 复习内容(00:06:08)
场地—指工程群体所在地、具有相似的反应谱，其范围相当于厂区、居民小区、自然村、不小于1.0km2的平方面积。(00:07:07)
§2-1建筑场地的选择(00:07:23)
三、地下水位影响： 水位越浅震害愈重。5m以上震害影响最明显。 所以，工程地质条件对震害有较大影响，故选择对建筑物有利的场地。(00:07:40)
§2-2 建筑场地类型的划分(00:07:42)
一、建筑场地的地震影响(00:08:09)
二、建筑场地的类别(00:09:04)
§2-3 天然地基的震害特点及其抗震措施(00:09:24)
一、天然地基的震害特点(00:10:04)
二、天然地基的抗震措施(00:10:29)
2、杂填土地基(00:10:40)
3、不均匀地基(00:10:43)
A、换土垫层法(00:10:46)
B、重锤夯实法(00:10:51)
D、强夯法加振冲法(00:10:54)
§2-4 地基基础抗震验算(00:11:02)
二、地基上抗震承载能力的调整(00:11:23)
·《抗震规范》第4.2.3条规定地基土抗震承载力应按下式：（表2.4 P17抗震承载力调整系数)(00:11:29)
三、地基土抗震承受力的验算(00:11:34)
** 对于高宽比大于4的高层建筑,在地震作用下基础底面不宜出现拉应力; ·** 其他建筑基础底面与地基土之间零应力区面积不应超过基础底面面积的15%.(00:11:37)
§2-4 场地土的液化与抗液化措施(00:12:04)
场地土液化产生震害：(00:13:23)
影响场地土液化的因素：(00:13:24)
二、场地土液化的判别方法(00:13:26)
1、初步判别： （不液化或不考虑液化条件如下）(00:13:39)
2、标准贯入试验判别（《抗震规范》第4.3.4条）(00:13:45)
N63.5—(00:13:50)
三、液化场地的危害分析及抗液化措施(00:14:45)
《抗震规范》第4.3.5条 由 判液化等级，共三个等级：轻微液化，中等液化，严重液化。（表2.7P21)(00:14:53)
§ 2—5 桩基的抗震设计(00:15:12)
四、第三章 地震作用和结构抗震验算 复习内容(00:16:34)
§3-1 概述(00:16:54)
幻灯片569(00:17:07)
§3-2 单自由度弹性体系的地震反应分析(00:17:48)
一、单自由度弹性体系的运动过程(00:18:13)
幻灯片575(00:18:14)
取质点作为隔离体如图,由运动力学可知图质点上有三个力：(00:18:16)
幻灯片577(00:18:27)
二、运动方程的齐次解(00:18:45)
时，即无阻尼(00:18:51)
表示结构不发生振动，此时阻尼比称为临界阻尼比。(00:18:56)
可见，自由振动与体系质量m和刚度k有关，(00:19:02)
三、运动方程特解：——（非齐次方程的特解） 常用杜哈曼（Duhamel）积分 1、瞬时冲量及其引起的自由振动 设一荷载作用于单质点体系，荷载随时间的 变化关系（如a图）(00:19:33)
幻灯片585(00:19:43)
幻灯片586(00:19:44)
特点：1、结构的阻尼比和场地条件对反应谱有很(00:19:47)
§ 3-3 单自由度弹性体系的水平地震作 用 及其反应谱(00:20:18)
质点重量 ， 重力加速度(00:20:43)
二、抗震设计反应谱(00:22:07)
—地震影响系数(00:22:53)
若(00:22:59)
反应谱曲线平台(00:23:00)
例题1(00:23:15)
例题2(00:23:40)
§ 3—4 多自由度弹性体系的地震反应分析 ——振型分解反应谱法(00:23:48)
图(3.10)(00:24:05)
一、多自由度弹性体系的运动方程(00:24:43)
惯性力(00:24:50)
幻灯片607(00:24:53)
幻灯片608(00:24:56)
矩阵的线性组合。(00:25:02)
幻灯片610(00:25:12)
二、多自由度弹性体系的自由振动(00:25:15)
无阻尼多质点自由振动方程：(00:25:34)
幻灯片613(00:25:48)
无阻尼多质点自由振动方程：(00:25:54)
幻灯片613(00:25:59)
（3.52）(00:26:02)
三、振型的正交性(00:26:09)
1、振型关于质量矩阵的正交性(00:26:16)
2、振型关于刚度矩阵的正交性(00:26:36)
例题3(00:26:48)
四、振型分解(00:26:56)
第一振型(00:27:12)
幻灯片624(00:27:18)
幻灯片625(00:27:20)
加速度：(00:27:33)
由正交性原理即上式为：(00:27:34)
幻灯片629(00:27:37)
ζ 为阻尼系数(00:27:39)
含义：第j振型在分布单位质量外荷载中所占的分量。(00:28:06)
多自由度弹性体系质点相对于基础的位移和加速度为：(00:28:10)
第 i 质点的水平地震作用 Fi 就等于作用在 i 质点的惯性力(00:28:12)
最大值(00:28:14)
Gi---集中于i质点的重力荷载代表值。(00:28:17)
求得 j 振型 i质点的水平地震作用后，就可以计算 j 振型水平地震作用产生的作用效应。(00:28:38)
由于各振型作用效应的最大值并不出现在同一时刻，则叠加各振型所产生的作用效应绝对值的方法求总作用其值过大，过于保守。(00:29:10)
一、底部剪力的计算(00:29:30)
（GB50011—2001）第5.2.1条(00:30:07)
一、底部剪力的计算(00:30:32)
n＝1 c＝1 ，单质点体系(00:30:54)
二、各质点的水平地震作用标准值的计算(00:31:21)
三、顶部附加地震作用的计算(00:31:52)
幻灯片644(00:32:27)
例题4(P54)(00:32:57)
§ 3-6 结构自振周期和振型计算(00:35:05)
一、能量法（瑞利 Rayleigh法）P44(00:35:24)
简谐振动（自由振动）(00:35:29)
令(00:35:32)
例题5（P40）(00:36:08)
二、折算质量法（等效质量法） P45(00:36:21)
——第一振型振动时，折算质量质点处最大位置，(00:36:28)
例题6(P40)(00:36:49)
三、顶点位移法——求基本周期近似方法 P47(00:37:08)
例题7(00:37:46)
四、矩阵迭代法 ——求多质点体系多个频率及周期、振型(00:37:53)
思路（步骤）如下：(00:38:14)
2、求高振型和频率(00:38:16)
§ 3-7 地基与上部结构相互作用的影响(00:38:22)
地基与上部结构相互作用的影响(00:38:35)
§ 3-10 建筑结构抗震验算 P73(00:38:38)
地基与上部结构相互作用的影响(00:38:41)
§ 3-10 建筑结构抗震验算 P73(00:39:16)
一、结构抗震承载力验算(00:39:36)
1、地震作用的方向(00:39:52)
2、重力荷载代表值(00:40:05)
3、截面抗震验算(00:40:35)
结构构件的截面抗震验算应用表达式为：(00:40:42)
地震作用效应和其他荷载效应的基本组合为：(00:41:02)
S角——作用效应(00:41:30)
二、结构抗震变形验算(00:41:36)
1、多遇地震作用下结构的抗震变形验算(00:41:48)
k —— 层间侧移刚度(00:42:15)
1、多遇地震作用下结构的抗震变形验算(00:42:16)
二、罕遇地震作用下结构的抗震变形验算(00:42:26)
1、变形验算范围 GB50011—2001第5.5.2条(00:42:38)
1、变形验算范围 GB50011—2001第5.5.2 条(00:42:54)
2、弹塑性变形计算的方法 GB50011—2001第 5.5.3条(00:43:45)
讨论规范提供的简化方法，进行弹塑性变形验算（GB50011-2001第5.5.4条）(00:43:46)
由时程分析法，对大量1—15层剪切型结构进行弹塑性地震反应分析，经统计分析得如下规律：(00:44:09)
? 2〉结构的楼层受剪承载力沿高度分布是影响楼(00:44:23)
? 4〉对于刚度和屈服承载力系数沿高度分布均(00:45:22)
（2）在罕遇地震作用下薄弱楼层塑性变形验算(00:45:26)
幻灯片693(00:46:08)
三、抗震设计方法的步骤(00:46:15)
是否需要验算弹塑性位移(00:46:49)
五、第四章 建筑抗震概念设计复习内容(00:47:07)