[發明專利]一般剛度偏心建筑結構的地震反應分析方法

無效

• 申請號: 201210169302.2
• 申請日: 2012-05-28
• 公開（公告）號: CN102733505A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 李春祥;甘志興
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

1.一般剛度偏心建筑結構的地震反應分析方法，其特征在于如下操作步驟：

1)采用極坐標的方式來表示結構各層的剛度偏心位置；

2)選定一個兩層結構模型，確定結構的模型參數，建立雙向地震作用下一般剛度偏心建筑結構的動力方程；

3)基于水平地震作用下的功率譜，對譜強度因子單位化，在頻域內進行一般剛度偏心建筑結構的平移-扭轉耦合響應分析；

4)對結構設置不同的剛度偏心位置，分別分析一般剛度偏心情況下的同軸、非同軸剛度偏心對矩形建筑結構平移-扭轉的影響，計算獲得結構各層平面中心位移和加速度的算術均方根數據。

2.根據權利要求1所述的一般剛度偏心建筑結構的地震反應分析方法，其特征在于，所述步驟1）中的采用極坐標的形式表示結構各層的剛度偏心的方法是：當結構各層幾何中心X方向位移為u_i、Y方向位移為v_i和扭轉方向位移為θ_i時，則剛度中心X方向、Y方向和扭轉方向位移的極坐標表示式為：

u_ie＝u_i-R_iθ_i·sinφ_i????????(1)

v_ie＝v_i+R_iθ_i·cosφ_i????????(2)

θ_ie＝θ_i????????????????????(3)

式中，R_i為剛度中心的半徑坐標，φ_i為剛度中心的角坐標；u_ie、v_ie、θ_ie分別表示各層剛度中心在X方向、Y方向和扭轉方向的位移；i＝1，2分別表示第一層和第二層。

3.根據權利要求1所述的一般剛度偏心建筑結構的地震反應分析方法，其特征在于，所述步驟2）中的建立在雙向地震作用下一般剛度偏心建筑結構的動力方程的方法是：采用步驟1）所述極坐標表示結構任意位置的剛度偏心公式(1)、(2)、(3)，建立兩層一般剛度偏心結構的動力方程：

m1000000m2000000m1000000m2000000m1r12000000m2r22u··1u··2v··1v··2θ··1θ··2]]>

+k1x+k2x-k2x00-(k1x+k2x)R1sinφ1k2xR2sinφ2-k2xk2x00k2xR1sinφ1-k2xR2sinφ200k1y+k2y-k2y(k1y+k2y)R1cosφ1-k2yR2cosφ200-k2yk2y-k2yR1cosφ1k2yR2cosφ2-(k1x+k2x)R1sinφ1k2xR1sinφ1(k1y+k2y)R1cosφ1-k2yR1cosφ1k^1θ+k^2θ-k^12θk2xR2sinφ2-k2xR2sinφ2-k2yR2cosφ2k2yR2cosφ2k2yR2cosφ2k^2θu1u2v1v2θ1θ2=-m1u··gx-m2u··gx-m1u··gy-m1u··gy00---(4)]]>

式中，m₁和m₂分別為結構第一層和第二層的堆積質量，r₁和r₂分別是對于質量中心m₁和m₂所在軸的回轉半徑；k_1x、k_1y和k_2x、k_2y分別表示結構第一層和第二層的平移剛度；k_1θ和k_2θ分別為結構第一層和第二層的扭轉剛度；

式中：k^1θ=k1θ+k1xR12sin2φ1+k1yR12cos2φ1,]]>k^2θ=k2θ+k2xR22sin2φ2+k2yR22cos2φ2,]]>k^12θ=k2θ+k2xR1R2sinφ1sinφ2+k2yR1R2cosφ1cosφ2]]>

剛性地基假定，采用瑞利阻尼假設，一般剛度偏心結構平扭耦合動力方程可表示為：

Mxx000Myy000Mθθu··v··θ··+Cxx0Cxθ0CyyCyθCxθTCyθTCθθu·v··θ··+Kxx0Kxθ0KyyKyθKxθTKyθTKθθuvθ=Mxx000Myy000Mθθ-U··gx-U··gv0---(5)]]>

式中，Mxx000Myy000Mθθ]]>為結構的質量矩陣，Cxx0Cxθ0CyyCyθCxθTCyθTCθθ]]>為結構的阻尼矩陣，Kxx0Kxθ0KyyKyθKxθTKyθTKθθ]]>為結構的剛度偏心矩陣，-U··gx=-11Tu··gx,]]>-U··gy=-11Tu··gy]]>分別為X、Y方向的水平地震作用矩陣，0＝[0??0]^T；分別為X、Y方向的水平地震作用。