【正文】 法） （ Complete Quadric Combination Method） 當(dāng)?shù)卣饎舆^程是平穩(wěn)隨機過程時，隨機振動理論指出，結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)最大值與各振型反應(yīng)最大值之間的關(guān)系可用如下振型組合公式近似描述通常，若體系自振頻率滿足下列關(guān)系式 則可認(rèn)為體系自振頻率相隔較遠(yuǎn)，此時振型自相關(guān)系數(shù)等于 1，CQC法退化為 SRSS法。振型遇合方法有：（ 1） 最大值的和 ：疊加各振型所產(chǎn)生的作用效應(yīng)的最大值來求總的作用效應(yīng)。（ 3）結(jié)構(gòu)識別（ System Identification）： 已知輸入、結(jié)構(gòu)反應(yīng)求結(jié)構(gòu)參數(shù)。 第二種劃分方法時域分析方法與頻域分析方法 頻域分析方法（ Frequency Domain Analysis）： 對于線性結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，由于存在疊加原理，其時域解與頻域解是完全等價的。 第三階段（ 20世紀(jì) 70年代至今） 動力理論階段（ Time History Method） 動力抗震設(shè)計理論涉及十分廣泛：1．地震波（強震紀(jì)錄、人工模擬地震波）2．時程分析方法（力學(xué)模型、恢復(fù)力模型、步步積分法）3．簡化分析方法（簡化模型、彈塑性譜、彈塑性變形簡化計算、靜力彈塑性分析方法）4．破壞試驗5．豎向振動6．扭轉(zhuǎn)效應(yīng)7．地基 — 基礎(chǔ) — 上部結(jié)構(gòu)共同作用（相互作用）8．結(jié)構(gòu)減震與控制9．結(jié)構(gòu)物地震波的多點輸入10．專家系統(tǒng)、模糊識別三、地震反應(yīng)的分析方法與結(jié)構(gòu)識別第一種劃分方法確定性分析方法與非確定性分析方法 確定性分析方法是指地震地面運動的加速度 是時間 t的已知和確定的函數(shù)，根據(jù)這個地震作用求出結(jié)構(gòu)反應(yīng)， 也是時間 t的確定函數(shù)。（ 2）全面考慮了地震動特性的三要素：幅值、頻譜、持時。 地震時結(jié)構(gòu)受到的最大水平基底剪力，即總水平地震作用為式中， β稱為動力放大系數(shù)或放大系數(shù)，用 β表示結(jié)構(gòu)動力特性； Sa為絕對加速度反應(yīng)譜。 結(jié)構(gòu)地震作用研究的發(fā)展和抗震設(shè)計理論的發(fā)展緊密相連，主要經(jīng)歷了三個階段： 1900年日本學(xué)者大森房吉提出震度法概念。 地震工程學(xué) （土建專業(yè)、力學(xué)專業(yè)） 的研究內(nèi)容 （ 2）結(jié)構(gòu)抗震動力計算和設(shè)計 v結(jié)構(gòu)動力特性（質(zhì)量、剛度、阻尼、振型、自振頻率、阻尼比）： 結(jié)構(gòu)脈動試驗、振動試驗；v結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)（位移、速度、加速度、內(nèi)力）：力學(xué)模型、分析方法、破壞機理；v結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計：根據(jù)抗震規(guī)范進行抗震驗算和構(gòu)造措施 特殊結(jié)構(gòu)（核電站、海洋平臺、大型構(gòu)筑物） 。（ 4）地震接收和數(shù)據(jù)處理方法：主要包括地震儀的改善和研制、臺陣技術(shù)和數(shù)據(jù)處理自動化。結(jié)構(gòu)抗震分析李愛 群第一部分 結(jié)構(gòu)抗震分析研究進展 一、地震工程學(xué)與工程地震學(xué)（ Earthquake Engineering and Engineering Seismology） 工程地震學(xué) （地球物理學(xué)專業(yè)） 的研究內(nèi)容 （ 1）地震災(zāi)害和預(yù)測預(yù)防：主要包括地震調(diào)查、地震區(qū)劃、地震預(yù)報和預(yù)防。地震工程學(xué) （土建專業(yè)、力學(xué)專業(yè)） 的研究內(nèi)容 （ 1）地震地面運動v宏觀調(diào)查v烈度區(qū)劃：中國地震烈度區(qū)劃（ 1990） Chinese Seismic Intensity Zoning Mapv地震基本烈度（ Base Intensity）： 指在 50年期限內(nèi)，一般場地條件下可能遭遇超遇概率為 10%的地震烈度值。二、抗震設(shè)計理論的發(fā)展 地震作用（ Earthquake Action） 是指由地震動引起的結(jié)構(gòu)動態(tài)作用，包括水平地震作用和豎向地震作用。該理論假定結(jié)構(gòu)物為絕對剛體，結(jié)構(gòu)物上任一點的絕對加速度與地面運動加速度相等，而與結(jié)構(gòu)動力特性無關(guān)，結(jié)構(gòu)上各部位單位質(zhì)量所受到的地震力相等。第二階段（ 20世紀(jì) 50—60 年代，現(xiàn)仍使用） 反應(yīng)譜理論階段（ Response Spectrum） 第二階段（ 20世紀(jì) 50—60 年代，現(xiàn)仍使用） 反應(yīng)譜理論階段（ Response Spectrum） 地震反應(yīng)譜是指單自由度彈性體系在給定的地震作用下某個最大反應(yīng)量 peak response（ 如位移、速度、加速度等）與結(jié)構(gòu)體系自振周期 T的關(guān)系。 （ 3）結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的動力模型應(yīng)接近實際情況，要包括結(jié)構(gòu)的非線性恢復(fù)力特性。 非確定性分析方法，即隨機振動分析方法，就是指地震地面運動的加速度 不是時間 t的確定函數(shù)，對任何一個固定的 t， 為一個隨機變量，其地面加速度為隨機過程，而結(jié)構(gòu)反應(yīng) 也是一個隨機過程。用頻域分析方法進行線性結(jié)構(gòu)體系動力反應(yīng)分析的基本步驟是： （ 1）根據(jù)體系運動方程求出頻域傳遞函數(shù)； （ 2）采用快速傅氏變換（ FFT） 求出荷載的傅氏譜； （ 3）應(yīng)用頻域傳遞函數(shù)和荷載的傅氏譜計算體系每一頻率分量的頻域解； （ 4）采用快速傅氏逆變換將頻域解轉(zhuǎn)化為時域解。 第三種劃分方法確定性分析方法與非確定性分析方法 采用優(yōu)化技術(shù)調(diào)整 試驗：已知輸入 分析：假定結(jié)構(gòu)參數(shù)向量 從結(jié)構(gòu)上實測反應(yīng) 計算結(jié)構(gòu)反應(yīng) 計算誤差函數(shù) 輸出 FT四、振型遇合問題（ Modal Analysis Method） 問題的提出：多振型、振型間的相關(guān)性； 各振型的最大值不同時出現(xiàn)，如何組合。由于結(jié)構(gòu)的各振型最大地震反應(yīng)并不發(fā)生在同一時刻，因此該計算結(jié)果過于保守。 CQC法用于振型密集型結(jié)構(gòu)，如考慮平移 — 扭轉(zhuǎn)耦連振動的線性結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。 統(tǒng)計表明： av/ah=1/2—1/3 。圖中，曲線 ① 為平均豎向反應(yīng)譜，曲線 ② 為平均水平反應(yīng)譜，曲線 ③ 為設(shè)計用的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)譜。豎向動力系數(shù) βv與水平動力系數(shù) βh在數(shù)值上相等，而且豎向地震系數(shù) Kv和水平地震系數(shù) Kh對應(yīng)于每一烈度又都是常數(shù)，因此豎向地震影響系數(shù)反應(yīng)譜與水平地震影響系數(shù)反應(yīng)譜是兩條相似曲線，兩者之間僅相差一個比例系數(shù)。設(shè)計用豎向 α 譜 根據(jù)強震紀(jì)錄統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在相同地震烈度情況下，地震動的豎向峰值加速度 α v約等于水平峰值加速度 α h的 65%，結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的豎向動力系數(shù) β v又等于水平動力系數(shù) β h， 所以《抗震規(guī)范》（ GB500112022） 第，對于各種烈度，豎向地震影響系數(shù)最大值α vmax， 取水平地震影響系數(shù)最大值的 65%。 反應(yīng)譜理論其基本假定為：（ 1）結(jié)構(gòu)物的地震反應(yīng)是彈性的，可以采用疊加原理進行振型組合；（ 2）結(jié)構(gòu)物各支承處的地震動完全相同，基礎(chǔ)與地基間無相互作用；（ 3）結(jié)構(gòu)物最不利反應(yīng)為其最大的地震反應(yīng)，而與其他動力反應(yīng)參數(shù)（如達(dá)到最大值附近的次數(shù)或頻率）無關(guān)。 結(jié)構(gòu)豎向抗震分析方法3．簡化法（《抗震規(guī)范》（ GB500112022）） （ 1） 高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)基本假定：（ 1）取豎向基本振型（即第一振型）地震作用效應(yīng)作為結(jié)構(gòu)的豎向地震作用效應(yīng)；（ 2）基本振型各質(zhì)點的豎向相對位移Z1i與質(zhì)點所在高度 Hi成正比，即取 Z1i=Hi。 （ 3）長懸臂和其他大跨度結(jié)構(gòu)的豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值， 8度和 9度可分別取該結(jié)構(gòu)、構(gòu)件重力荷載代表值的 10%和 20%，設(shè)計基本地震加速度為 ，可取該結(jié)構(gòu)、構(gòu)件重力荷載代表值的 15%。（ 3）高層建筑豎向自振振型的形狀與水平自振振型的形狀是相似的。此外，還應(yīng)根據(jù)桿件承載力驗算時增重不利或減重不利，重力荷載分項系數(shù)分別取為 。因此在工程抗震分析中仍僅考慮地震動的三個平動分量。 扭轉(zhuǎn)振動效應(yīng)計算方法 優(yōu)點：計算簡單，與底部剪力法相配合可很快計算出高層建筑偏心結(jié)構(gòu)地震作用下扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的近似值，可用于方案比較和設(shè)計階段。 2．偏心距第 i樓層的折算偏心距為 ，式中， Vxk、 Vyk為第 k層的 x向和 y向的水平剪力； exk、 eyk為第 k層水平剪力對第 i層剛度中心的偏心距； n為房屋總層數(shù)。 2．剛度中心第 i樓層剛度中心在 X’O’Y’參考坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為 ，式中， Dxs、 Dys為第 i樓層第 s柱（墻）沿 x向和 y向的層間抗推剛度； 、 為第 i樓層 X’