时程分析的应用.pdfVIP

时程分析的应用

来庆杰

【摘要】时程分析法是模拟实际地震作用的方法，是反映建筑结构地震响应的最

直接的方法。时程分析法分为弹性动力时程分析法和弹塑性动力时程分析法。弹性

动力时程分析法是多遇地震作用下振型分解反应谱法的一种补充计算方法，是结构

设计的一种辅助计算方法；弹塑性动力时程分析法是考虑了结构的弹塑性性能的计

算方法，是罕遇地震作用下模拟实际地震作用响应的计算方法。通过时程分析，可

以了解各种地震作用下结构的振动特性，判断结构薄弱部位，控制结构破坏模式。

在工程设计中时程分析有实际意义，结构设计人员应很好地理解并掌握时程分析的

应用。

【期刊名】《建筑设计管理》

【年(卷),期】2013(000)001

【总页数】4页(P60-63)

【关键词】弹性动力时程分析法;弹塑性动力时程分析法;最大位移;底部剪力

【作者】来庆杰

【作者单位】山西太钢工程技术有限公司，太原030000

【正文语种】中文

【中图分类】TU312.+1

0引言

地震作用的计算方法有底部剪力法、振型分解反应谱法、简化的弹塑性分析方法和

时程分析法。规范以振型分解反应谱法为计算地震作用的基本方法，时程分析法是

补充计算方法，适用于特别不规则、特别重要的和较高的高层建筑以及有性能化设

计要求的建筑结构的地震作用计算分析。时程分析法是模拟实际地震作用的方法，

是反映建筑结构地震响应的最直接的方法。时程分析法分为弹性动力时程分析法和

弹塑性动力时程分析法。弹性动力时程分析法是多遇地震作用下振型分解反应谱法

的一种补充计算方法，是结构设计的一种辅助计算方法；弹塑性动力时程分析法考

虑了结构的弹塑性性能的计算方法，是罕遇地震作用下模拟实际地震作用响应的计

算方法。

1弹性动力时程分析法

1.1应用范围和解决的问题

根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)第5.1.2条，对于特别不规则的建

筑、甲类建筑和超过一定范围(8度I、II类场地和7度高度大于100；8度III、

IV类场地高度大于80；9度大于60)的高层建筑，要求在多遇地震下，采用

时程分析法进行补充计算。计算软件通过弹性动力时程分析，输出楼层层间位移图、

楼层剪力图、楼层弯矩图、地震波图及各波的平均值等，同时输出地震反应谱计算

结果。设计时，分析比较时程分析和反应谱计算结果，取包络值。

1.2地震波参数选择

地震波的输入，应满足频谱特性、有效峰值加速度和持续时间的地震动三要素要求。

1.2.1数量和类型

《抗规》第5.1.2条规定：采用时程分析法时，应根据建筑场地类别和设计地震分

组，选用的实际强震记录不少于两组，另需一组加速度时程曲线。选用多组时，实

际强震记录不少于总数的2/3。结构计算软件如SATWE等，根据结构的特征周期

给出了多组可供选用的天然波和人工波。每个特征周期对应4条人工波和4条天

然波。每条波给出了各方向地震波时程曲线峰值加速度和记录步长，天然波还给出

了地震波的信息提示和主方向反应谱。设计时，应根据实际情况选择所需要的地震

波。因为特征周期根据建筑场地类别和设计地震分组确定，要满足频谱特性要求，

须选取满足特征周期要求的地震波。

1.2.2参数选择

根据上述要求选择所需要的地震波后，应进行弹性动力时程分析参数选择。各方向

分量峰值加速度应选取与地震烈度对应的值，根据小震、中震、大震弹性计算的不

同要求选取。对于多数建筑采用弹性动力时程分析作为多遇地震下的补充计算时，

取设防烈度小震对应值。当结构模型需要双向或三向地震波输入时，加速度最大值

按主方向、次方向、竖向1:0.85:0.65的比例调整。

1.2.3地震波持续时间

《抗规》第5.1.2条建议地震加速度的持续时间一般采用结构基本周期的5～10倍。

《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)第4.3.5条规定地震波的持续时间

不宜小于结构基本自振周期的5倍和15s。地震波的时间间距可取0.01s或0.02

s，即计算程序的记录步长。持时的要求保证体现结构由于地震动产生的最大响应。

1.3所选地震波的合理性判断

1.3.1统计意义上相符

《抗规》第5.1.2条要求，与振型分解反应谱法相比，时程分析所选取的多波平均

地震响应系数曲线，两者在统计意义上相符。所谓统计意义上相符，即两者在主要

振型的周