The invention relates to the technical field of seismic design, in particular to a performance-based seismic design method based on three-dimensional elasto-plastic seismic response spectrum, which establishes three-dimensional elasto-plastic seismic response spectrum under different fortification intensity (ground motion parameters), and directly investigates corresponding Elasto-Plastic Earthquake Based on real elasto-plastic state in internal force calculation. The response spectrum solves the problem that the extraction of internal force does not conform to the elastic-plastic state of the structure in the performance-based design, and the displacement is calculated by the elastic-plastic dynamic time history analysis of the single-degree-of-freedom system. Obviously, in the performance-based seismic design, the calculation method of internal force and displacement is more scientific, and the calculation accuracy is significantly improved.
【技术实现步骤摘要】
基于三维弹塑性地震反应谱的性能化抗震设计方法
本专利技术涉及抗震设计
,具体涉及一种基于三维弹塑性地震反应谱的性能化抗震设计方法。
技术介绍
中规、美规和欧规等世界先进水平抗震设计规范表明,无论是静力设计的底部剪力法还是动力设计的振型分解法都是基于二维弹性地震反应谱,完成抗震设计的。中国抗震规范(GB50011-2016)是以抗震烈度(地震动参数)进行抗震设计。采用50年超越概率为10%、63%和2%的地震烈度分别是小震、中震和大震烈度,按照三水准设防:即小震不坏、中震可修、大震不倒。采用两阶段法,第一阶段为弹性设计,第二阶段为弹塑性设计:第一阶段是在小震作用下采用弹性设计,基于二维弹性地震反应谱,采用振型分解法或底部剪力法计算地震作用,计算小震结构位移,与重力等其他荷载组合后,求解结构内力;第二阶段验证大震下的弹塑性变形,要求结构变形不超过规范所规定的变形限值来满足大震不倒的要求,对特定结构,基于二维弹性地震反应谱,可采用简化方法,计算大震结构位移。美国ASCE7,IBC基于两水准设防转换,将最大应考虑地震(对应中国规范中的“大震”)的2/3转换为设计地震(对应中国规范中的“中震”),采用单一阶段设计,进行强度抗震验算,假定结构处于弹塑性工作状态,基于反应谱采用静力设计的底部剪力法(等效侧向力法)和动力设计的振型分解法,通过结构调整系数R考虑不同结构类型的延性性能,将设计地震作用折算为弹性范围,进行内力承载力验算和位移计算;采用结构位移放大系数Cd换算为弹塑性变形,来验算结构刚度和是否作P-Δ分析。欧洲抗规与美国类似,设计地震设计地震作用折算是通过 ...
【技术保护点】
1.基于三维弹塑性地震反应谱的性能化抗震设计方法,其特征在于,包括如下步骤,S1.按照抗震设计场地的地震环境特征,选出一组地震动记录;S2.将地震动记录按照不同设防烈度(地震动参数),输入到不同周期单自由度弹塑性结构体系进行弹塑性动力时程分析,获得地震动记录的最大加速度、最大速度和最大位移;S3.以结构周期为X轴,以设防烈度(地震动参数)为Y轴,分别建立以最大加速度、最大速度和最大位移为Z轴的三维弹塑性地震反应谱;S4.对设计结构进行动力特征分析,获得不同振型下结构周期、振型和振型参与系数;S5.根据不同设防烈度(地震动参数)和不同振型下的结构周期,在三维弹塑性地震反应谱中提取加速度和位移;S6.在不同设防烈度下,计算不同振型的相应地震作用内力和位移。
【技术特征摘要】
1.基于三维弹塑性地震反应谱的性能化抗震设计方法,其特征在于,包括如下步骤,S1.按照抗震设计场地的地震环境特征,选出一组地震动记录;S2.将地震动记录按照不同设防烈度(地震动参数),输入到不同周期单自由度弹塑性结构体系进行弹塑性动力时程分析,获得地震动记录的最大加速度、最大速度和最大位移;S3.以结构周期为X轴,以设防烈度(地震动参数)为Y轴,分别建立以最大加速度、最大速度和最大位移为Z轴的三维弹塑性地震反应谱;S4.对设计结构进行动力特征分析,获得不同振型下结构周期、振型和振型参与系数;S5.根据不同设防烈度(地震动参数)和不同振型下的结构周期,在三维弹塑性地震反应谱中提取加速度和位移;S6.在不同设防烈度下,计算不同振型的相应地震作用内力和位移。2.根据权利要求1所述的基于三维弹塑性地震反应谱的性能化抗震设计方法,其特征在于,所述步骤S1中地震环境特征包括地震震级、断层机制、断层距和场地条件。3.根据权利要求1或2所述的基于三维弹塑性地震反应谱的性能化抗震设计方法,其特征在于,所述步骤S2中,将选出的地震动记录...
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