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鋼結(jié)構(gòu)建筑地震作用的特點(diǎn)及計(jì)算方法
2020-07-20 09:26 鋼結(jié)構(gòu)建筑 陜西鋼結(jié)構(gòu)
地震作用是影響鋼結(jié)構(gòu)建筑的重要因素之一，在鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一直都受到很高關(guān)注和重視，抗震設(shè)計(jì)成為鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。特別是在我國(guó)“一帶一路”戰(zhàn)略實(shí)施的背景下，由傳統(tǒng)行業(yè)向邊疆地帶的延伸傳播所帶來(lái)的鋼結(jié)構(gòu)建筑抗震等級(jí)要求高，抗震設(shè)計(jì)難度大，風(fēng)荷載、雪荷載也較大，利潤(rùn)低且造價(jià)高等一系列問(wèn)題，使得對(duì)荷載敏感、用鋼量大，不符合經(jīng)濟(jì)性的鋼結(jié)構(gòu)建筑，表現(xiàn)出了局限性與不適用性。為了克服鋼結(jié)構(gòu)建筑的局限性，需要通過(guò)地震作用分析和抗震設(shè)計(jì)來(lái)提高鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的合理性與實(shí)用性。
地震作用給鋼結(jié)構(gòu)建筑帶來(lái)的影響主要是在地震發(fā)生過(guò)程中由地面運(yùn)動(dòng)給建筑帶來(lái)的間接性動(dòng)態(tài)作用，包括動(dòng)位移、地震速度、加速度等。根據(jù)地震發(fā)生往往迅速短暫，具有突發(fā)性、偶然性、破壞性的特性分析，地震作用給鋼結(jié)構(gòu)建筑帶來(lái)的動(dòng)態(tài)作用也是一種短時(shí)間的動(dòng)力作用，包含豎向地震作用和橫向地震作用兩部分。與水平地震作用相比，豎向地震作用給高層鋼結(jié)構(gòu)、大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑造成的影響尤為顯著，即豎向地震作用是破壞鋼結(jié)構(gòu)建筑的主要因素。
關(guān)于地震作用的計(jì)算，一般常用的方法主要是振型分解反應(yīng)譜法和時(shí)程分析法。
振型分解反應(yīng)譜法，基于單自由度體系加速度設(shè)計(jì)反應(yīng)譜和振型分解原理，通過(guò)對(duì)各階振型對(duì)應(yīng)等效地震作用的計(jì)算，并將各階振型對(duì)應(yīng)地震作用效應(yīng)按照一定原則進(jìn)行組合，最終得到多自由度體系的地震作用效應(yīng)。這種計(jì)算方法多用于多自由度體系地震作用的計(jì)算，適用于平扭偶聯(lián)效應(yīng)地震作用場(chǎng)合。
時(shí)程分析法通過(guò)在結(jié)構(gòu)基本運(yùn)動(dòng)方程中帶入地面加速度記錄，然后對(duì)方程進(jìn)行積分，進(jìn)而求得整個(gè)時(shí)間歷程內(nèi)地震作用。這種計(jì)算方法將地震波帶入到對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)物當(dāng)中，然后從地震作用產(chǎn)生開(kāi)始進(jìn)行逐步積分，直至地震作用結(jié)束。與其他計(jì)算方法相比，能夠計(jì)算結(jié)構(gòu)及構(gòu)件在每一時(shí)刻的地震內(nèi)力、變形等反應(yīng)是時(shí)程分析法具有的最突出優(yōu)勢(shì)。
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