[發明專利]基于振型分解反應譜法的抗震支吊架地震作用計算方法

在審

• 申請號: 201811229710.6
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109408952A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 丁幼亮;朱浩樑;丁李;賴光書;謝洪恩
• 申請（專利權）人: 南京東南建筑機電抗震研究院有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 江蘇斐多律師事務所 32332
• 代理人: 王長征

本發明公開了一種基于振型分解反應譜法的抗震支吊架地震作用計算方法。首先將擬安裝抗震支吊架的建筑結構，按其實物結構尺寸建立三維空間有限元模型；然后，通過求解三維空間有限元模型分析平移與扭轉耦聯振動時的各階振型及其對應的自振周期和振型參與系數，進而計算建筑結構各樓層各階振型的地震力，并且采用CQC法組合計算建筑結構各樓層的地震力。在此基礎上計算建筑結構各樓層的樓面加速度和各樓層安裝抗震支吊架的水平地震作用標準值。本發明能夠克服等效側力法過高估計抗震支吊架地震作用的缺點，計算準確性高并且計算簡便，可得到廣泛推廣和應用。

技術領域

本發明涉及建筑機電抗震技術領域，具體涉及一種基于振型分解反應譜法的抗震支吊架地震作用計算方法。

背景技術

2015年8月1日起國家開始批準實施《建筑機電工程抗震設計規范》(GB50981-2014)。在此之前所有的建筑物基本沒有考慮建筑機電工程的抗震設計，由此中國的建筑機電行業在抗震領域就有了國家標準，從而提高了建筑機電系統的抗震安全。但目前來說對于建筑抗震支吊架的地震作用計算相對比較籠統和模糊，《建筑機電工程抗震設計規范》中采用的等效側力法計算相對過于簡單并且計算誤差較大，而對于樓面譜法來說，傳統樓面譜法采用強制解耦分析則計算結果偏保守，新型樓面譜法計算復雜，工程實用性差。為此，采用振型分解反應譜法建立抗震支吊架地震作用計算方法是提高抗震支吊架抗震安全性的核心問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有地震作用計算分析方法的不足提供一種基于振型分解反應譜法的抗震支吊架地震作用計算方法，本基于振型分解反應譜法的抗震支吊架地震作用計算方法可以有效的提高抗震支吊架地震作用計算的精確度，從而提高抗震支吊架設計的安全性、經濟性，計算簡單，工程實用性強。

為實現上述技術目的，本發明采取的技術方案為：

一種基于振型分解反應譜法的抗震支吊架地震作用計算方法，包括：

步驟1：將擬安裝抗震支吊架的建筑結構，按其實物結構尺寸建立三維空間有限元模型；

步驟2：通過求解三維空間有限元模型分析平移與扭轉耦聯振動時的各階振型及其對應的自振周期和振型參與系數；

步驟3：計算建筑結構各樓層各階振型的地震力；

步驟4：計算建筑結構各樓層的地震力；

步驟5：計算建筑結構各樓層的樓面加速度；

步驟6：計算建筑結構各樓層安裝抗震支吊架的水平地震作用標準值。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述的步驟2包括：

步驟2.1：通過求解三維空間有限元模型分析平移與扭轉耦聯振動時每一樓層質量的3個自由度，所述的3個自由度為X方向正交水平移動、Y方向正交水平移動和一個轉角；

步驟2.2：計算建筑結構前n階振型及其對應的自振周期和振型參與系數，振型數量n為振型參與質量達到總質量的90％所需的振型數。

作為本發明進一步改進的技術方案，所述的步驟3包括：

步驟3.1：由《建筑抗震設計規范》的地震影響系數譜曲線確定建筑結構各樓層各階振型在X方向的地震力，j振型i層樓層在X方向的地震力為：

F_xji＝α_jγ_tjxX_jiG_i (1)；