实现的,其方法步骤如下:
第一阶段设计:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。
第二阶段设计:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值,并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。
三、 结构动力学在建筑结构中的减震应用
结构动力学在建筑结构中的减震作用主要在理论分析。减震系统主要是通过降低结构的加速度反应,从而大幅度降低结构的地震内力,但是这种设计方式也存在一些局限性,主要表现在隔振系统不宜用在软弱场土地和高层建筑结构中。在减震系统的创新设计方面,主要应用结构动力学做理论分析。地震发生时,地面运动引起结构的振动反应,结构吸收了大量的地震能量,能量耗散必须经过转换(一般转换为动能或者热能的形式)才能实现。传统的抗震体系容许结构承重构件(柱、梁、结点等)在地震中出现损坏,这一损坏过程就是能量的耗散过程,而结构以及构件的严重损坏或倒塌,就是地震中能量转换
或耗散的最终完成。
从能量的观点看,地震输入结构的能量是一定的,因此,耗能装置耗能的能量越多,则结构本身需要耗散的能量就越少,这意味着地震反应降低。另一方面,从动力学看,耗能装置的作用相当于增加了结构的阻尼,而结构阻尼的增大,必将减小地震的破坏。(至于减震的原理,可以参考李群芳,陈亦仁,框架结构的隔震设计之抗震性能分析)。
吸振是通过附加子结构使主体结构的能量向子结构转移的减震方式。实际的地震含有多种频率的分量,结构系统也必然是有阻尼系统,但在子结构频率接近或等于主频率时,主结构的地震反应总是可以得到一定程度的降低,并且自结构动力学中,主结构的阻尼比越小,吸振装置的减震作用越大;质量比增加,减震作用增大。 四、 结构动力学在建筑结构中的隔振原理
结构在振动会引起结构疲劳和破坏得动应力和动变形,会引起接触部件间的微震磨损腐蚀,引起环境的噪声,震动还会影响结构的寿命和功能。然而合理的结构设计一般可以使结构的水平地震加速反应减低60%左右,从而可以有效地减轻破坏,提高结构物的地震安全性。 实际结构在自由振动时候有衰减现象,振幅随时间逐渐减小,最后趋于静止;在强迫振动时,外荷载需对结构不断地做功,才能维持振幅不变。然而,在结构动力学中都可以解决这类问题,同时也为此实际问题的计算提供理论依据,从而使其能够得到有效的解决。 五、 结束语
通过本学期对结构动力学的学习以及上面的分析论述,在进行建筑结构设计时需采取一定的措施用于控制结构地震反应,来大幅度降低结构的地震内力,从而可以有效地减轻结构的地震破坏,提高结构物的地震安全性。因此,必须利用结构动力学中的基本原理和方法,充分的用在建筑结构设计中。 参考文献
李群芳,陈亦仁 《框架结构的隔震设计之抗震性能分析》 彭俊生、罗永坤、彭地 《结构动力学、抗争计算与SAP2000应用》
哈工大出版 《结构动力学》

