1、3.12 結(jié)構(gòu)非彈性地震反應(yīng)分析,一、結(jié)構(gòu)的非彈性性質(zhì),滯回曲線：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在反復(fù)荷載作用下的力與非彈性 變形間的關(guān)系曲線。,受彎鋼筋凝土構(gòu)件的滯回曲線,滯回模型：描述結(jié)構(gòu)或構(gòu)件滯回關(guān)系的數(shù)學模型。,雙線性模型,雙線性模型一般適用于鋼結(jié)構(gòu)梁、柱、節(jié)點域構(gòu)件。,鋼筋混凝土梁、柱、墻等一般采用退化三線性模型。,退化三線性模型,線加速度法,運動方程,二、結(jié)構(gòu)非彈性地震反應(yīng)分析的逐步積分法,1.增量方程,t時刻,其中：,-增量方程,t+t時刻,2.線加速度法,設(shè) 并消去,其中,-增量方程,3.計算步驟,（1）求ti時刻的狀態(tài)向量,（2）求,（3）求,積分步長：,解：,確定步長,1. t=0,1. t=

2、0,2. t=0.1s,彈性階段,3. t=0.2s,4. t=0.3s,5. t=0.4s,屈服,6. t=0.5s,7. t=0.6s,8. t=0.7s,塑性發(fā)展,塑性發(fā)展,位移減少，恢復(fù)彈性,9. t=0.8s ,若按彈性計算,對于地震地面運動,計算過程與前相同。,三、結(jié)構(gòu)非彈性地震反應(yīng)分析的簡化方法,規(guī)范規(guī)定： 對于不超過12層且層剛度無突變的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)和填充墻鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、不超過20層且層剛度無突變的鋼框架結(jié)構(gòu)和支撐鋼框架結(jié)構(gòu)，以及單層鋼筋混凝土柱廠房，可采用簡化計算方法,簡化方法：驗算薄弱樓層的彈塑性位移,薄弱樓層：在強烈地震作用下首先發(fā)生屈服并產(chǎn)生較大彈 塑性位移

3、的部位。,薄弱樓層的判別：,對于多層和高層建筑結(jié)構(gòu),的計算：,的計算：,的計算：,1）強梁弱柱型節(jié)點,的計算：,2）強柱弱梁型節(jié)點,梁端屈服彎矩為：,3）混合型節(jié)點,上、下柱的柱端彎矩為：,薄弱樓層的位置：,樓層屈服強度系數(shù)沿高度分布是否均勻的確定：,符合下列條件時即認為樓層屈服強度系數(shù)沿高度分布是均勻的,標準層,頂層,首層,即樓層屈服強度系數(shù)不小于相鄰層該系數(shù)平均值的0.8時，認為沿高 度分布是均勻的。,其中,如果各層（i=1,2,n) 則認為沿高度分布是均勻的。,如果任意某層 則認為沿高度分布是不均勻的。,薄弱樓層彈塑性層間位移的計算：,其中,例：4層鋼筋混凝土框架，梁截面250mm 60

4、0mm，柱450mm450mm，為 強梁弱柱型框架。柱混凝土為C30， ，鋼筋為級， 。第一層柱配筋 ；第二、三、四 層柱配筋 ?；炷帘Ｗo層厚 。已知結(jié)構(gòu)基本 周期 ，位于類場地一組，設(shè)計基本地震加速度為0.2g。采用 簡化方法計算罕遇地震下該框架的最大層間彈塑性位移。,解：,（1）確定樓層屈服強度系數(shù),按底部剪力法計算罕遇地震下的水平地震作用,各樓層彈性地震剪力為,例：4層鋼筋混凝土框架，梁截面250mm 600mm，柱450mm450mm，為 強梁弱柱型框架。柱混凝土為C30， ，鋼筋為級， 。第一層柱配筋 ；第二、三、四 層柱配筋 ?；炷帘Ｗo層厚 。已知結(jié)構(gòu)基本 周期 ，位于類場地一

5、組，設(shè)計基本地震加速度為0.2g。采用 簡化方法計算罕遇地震下該框架的最大層間彈塑性位移。,解：,（1）確定樓層屈服強度系數(shù),-按構(gòu)件實際配筋面積和材料 強度標準值計算的樓層受剪承載力；,-按罕遇地震作用標準值計算 的樓層彈性地震剪力。,例：4層鋼筋混凝土框架，梁截面250mm 600mm，柱450mm450mm，為 強梁弱柱型框架。柱混凝土為C30， ，鋼筋為級， 。第一層柱配筋 ；第二、三、四 層柱配筋 ?；炷帘Ｗo層厚 。已知結(jié)構(gòu)基本 周期 ，位于類場地一組，設(shè)計基本地震加速度為0.2g。采用 簡化方法計算罕遇地震下該框架的最大層間彈塑性位移。,例：4層鋼筋混凝土框架，梁截面250mm

6、600mm，柱450mm450mm，為 強梁弱柱型框架。柱混凝土為C30， ，鋼筋為級， 。第一層柱配筋 ；第二、三、四 層柱配筋 ?；炷帘Ｗo層厚 。已知結(jié)構(gòu)基本 周期 ，位于類場地一組，設(shè)計基本地震加速度為0.2g。采用 簡化方法計算罕遇地震下該框架的最大層間彈塑性位移。,例：4層鋼筋混凝土框架，梁截面250mm 600mm，柱450mm450mm，為 強梁弱柱型框架。柱混凝土為C30， ，鋼筋為級， 。第一層柱配筋 ；第二、三、四 層柱配筋 ?；炷帘Ｗo層厚 。已知結(jié)構(gòu)基本 周期 ，位于類場地一組，設(shè)計基本地震加速度為0.2g。采用 簡化方法計算罕遇地震下該框架的最大層間彈塑性位移。,例：4層鋼筋混凝土框架，梁截面250mm 600mm，柱450mm450mm，為 強梁弱柱型框架。柱混凝土為C30， ，鋼筋為級， 。第一層柱配筋 ；第二、三、四 層柱配筋 ?；炷帘Ｗo層厚 。已知結(jié)構(gòu)基本 周期 ，位于類場地一組，設(shè)計基本地震加速度為0.2g。采用 簡化方法計算罕遇地震下該框架的最大層間彈塑性位移。,（2）結(jié)構(gòu)薄弱層的判別,底層為薄弱層,例：4層鋼筋混凝土框架，梁截面250mm 600mm，柱450mm450mm，為 強梁弱柱型框架。柱混凝土為C30， ，鋼筋為級， 。第一層柱配筋 ；第二、三