鋼結構建筑地震作用的特點及計算方法
2020-07-20 09:26 鋼結構建筑 陜西鋼結構
地震作用是影響鋼結構建筑的重要因素之一，在鋼結構建筑的結構設計中一直都受到很高關注和重視，抗震設計成為鋼結構建筑設計中的一個關鍵環節。特別是在我國“一帶一路”戰略實施的背景下，由傳統行業向邊疆地帶的延伸傳播所帶來的鋼結構建筑抗震等級要求高，抗震設計難度大，風荷載、雪荷載也較大，利潤低且造價高等一系列問題，使得對荷載敏感、用鋼量大，不符合經濟性的鋼結構建筑，表現出了局限性與不適用性。為了克服鋼結構建筑的局限性，需要通過地震作用分析和抗震設計來提高鋼結構建筑設計的合理性與實用性。
地震作用給鋼結構建筑帶來的影響主要是在地震發生過程中由地面運動給建筑帶來的間接性動態作用，包括動位移、地震速度、加速度等。根據地震發生往往迅速短暫，具有突發性、偶然性、破壞性的特性分析，地震作用給鋼結構建筑帶來的動態作用也是一種短時間的動力作用，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構、大跨度鋼結構建筑造成的影響尤為顯著，即豎向地震作用是破壞鋼結構建筑的主要因素。
關于地震作用的計算，一般常用的方法主要是振型分解反應譜法和時程分析法。
振型分解反應譜法，基于單自由度體系加速度設計反應譜和振型分解原理，通過對各階振型對應等效地震作用的計算，并將各階振型對應地震作用效應按照一定原則進行組合，最終得到多自由度體系的地震作用效應。這種計算方法多用于多自由度體系地震作用的計算，適用于平扭偶聯效應地震作用場合。
時程分析法通過在結構基本運動方程中帶入地面加速度記錄，然后對方程進行積分，進而求得整個時間歷程內地震作用。這種計算方法將地震波帶入到對應結構物當中，然后從地震作用產生開始進行逐步積分，直至地震作用結束。與其他計算方法相比，能夠計算結構及構件在每一時刻的地震內力、變形等反應是時程分析法具有的最突出優勢。
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