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偶然偏心的反应谱工况
创建者:杨硕,编辑者:张志国,最近更新:2021/06/16 14:24:42

问题描述:

       程序内部是如何考虑反应谱工况的偶然偏心的?

解答:

       高规条文说明 4.3.3 描述,结构在地震动力反应过程中可能由于地面扭转运动、结构实际的刚度与质量分布相对于计算假定值的偏差,以及在弹塑性反应过程中各抗侧力结构刚度退化程度不同等原因引起扭转反应增大。目前地震作用计算中,还不能考虑输入地面运动扭转分量,需采用附加偶然偏心的作用来考虑,偶然偏心距的取值多为 0.05L。

       程序通过以下两种方法考虑反应谱分析中附加偶然偏心的扭转作用。

       第一种方法称为“静力计算法”或称为“等效扭矩法”,根据反应谱分析的地震侧向力乘以指定的隔板偏心矩,可以计算出扭转力矩(Mz),扭矩被作用于所有指定有隔板(刚性或半刚性隔板)的楼层。由于该方法是静力近似值,当定义反应谱工况,指定非零的偶然偏心率时,ETABS(V及更高的版本)和 SAP2000(V18 及更高的版本)将自动创建偶然偏心荷载。反应谱的结果(位移和内力)由反应谱分析的响应和内部静力扭矩的响应组合而成。

       第二种方法称为“动力计算法”该方法修改了结构的动力特性,以便直接考虑偏心扭转的动力放大。通过将每层的质量移到规范所要求的距离来完成此修改,规范给出此距离为最大楼层尺寸的 5% 或 10%,具体值取决于各个国家的规范。质心可沿任一方向和任一侧向轴移动。结构布局的每一个改变都将影响整体刚度矩阵、模态参数以及结构的动力特性。该方法仅适用于 ETABS 2015 及更高版本。

       以下是上述两种方法的实现过程:

       静力计算法—作为反应谱工况的一部分施加

       ETABS 2103 及更早版本和 SAP2000 V18 及更高的版本,采用高效而实用的方法考虑偶然偏心的动力响应。反应谱工况运行之后,每个节点的 X向加速度被确定,然后乘以从属质量以及隔板沿着 或 Y 向的偶然偏心,取力矩的绝对值较大值(m*Xacc*dy 或 m*Yacc*dx)作为扭矩施加在节点上。然后将该静力响应加入反应谱的结果输出中,以此考虑偶然偏心引起的附加设计内力。在反应谱工况中设置偏心率时,由于结果为正偏心响应与负偏心响应的包络值,因此仅需设置一个正的偏心率。

       ETABS 2015 及更高版本可基于相邻楼层的层剪力差值乘以隔板沿着 或 方向的偏心距计算每层的扭矩,这种方法计算的结果通常不是很保守。在准刚性隔板的情况下,将每个节点力乘以基于隔板范围的偏心距,求出在该特定节点处的扭矩,如下图所示。

       动力计算法—通过调整质量源中隔板的侧向质量来实现(仅适用于ETABS),更多内容请参阅 CSI 官网相关内容:链接





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