高層鋼結構地震作用的三種計算方法
2023-02-02 08:51 高層鋼結構 華邦建設
一、基底剪力法
在多遇地震作用下，對于體形簡單、剛度分布均勻的高層鋼結構，在進行初步設計時應采用基底剪力法估計高層鋼結構的水平地震力。基底剪力法是一種適用于高度不大、豎向剛度分布較為規則的高層鋼結構抗震計算簡化方法，它根據高層鋼結構的基本自振周期、總重量和場地類別等因素，通過結構的反應譜曲線計算出高層鋼結構底部的水平地震總剪力;假定水平地震力近似為倒三角形分布，將其中的一部分作為集中力施加在高層鋼結構的頂部，用來模擬高振型的影響;用靜力的方法進行結構內力計算，從而可以得到接近于結構在實際地震中動力反應峰值的內力與變形。
二、振型分解反應譜法
振型分解反應譜法是在結構抗震設計中最常用的計算方法，它將結構視為多質點體系，計算其前若干個周期和振型，利用正則變換將多自由度體系分解為多個彼此獨立的廣義單自由度體系;根據加速度反應譜曲線確定各單自由度體系的最大慣性力，用靜力方法進行結構的力學計算;將各振型的位移與內力進行遇合，從而可以得到高層鋼結構在地震作用時的位移與內力、由于在振型分解反應譜法的計算過程中綜合地考慮了地面運動的強弱、建筑場地的性質以及結構自身動力特性的影響，因而在結構設計中得到了廣泛應用。
三、時程分析法
時程分析法又稱直接動力法，它在高層鋼結構的底部輸入地震記錄或人工合成的地震波，通過動力計算的方法求出結構在地震過程中每一時刻的位移與內力變化情況，從而了解高層鋼結構的塑性鉸出現，找出薄弱部位予以加強，從而有效地防止高層鋼結構在罕遇地震作用時發生倒坍。采用時程分析法要考慮的因素很多，其中最重要的是要建立符合構件實際情況的恢復力模型與合理地選擇地震波。由于高層鋼結構是由大量構件組成，在進行時程分析法時，常常要將地震持續時間分為數百甚至上千個微小的時間段，計算工作量巨大，費用很高。
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