结构动力学原理与地震易损性分析(朱健编著)思维导图

地球介质 （含场地）
工程结构
地震 地面运动
结构 地震响应
Acc.(m/s2)
400 300 200 100
0 -100 -200 -300
0
5
10
15
20
25
30
35
40
t(sec.)
（1）描述地震动的物理量有加速度、速度和位移。
汶川地震什邡八角站记录的NS方向加速度时程
（2）地震动包括两个水平分量和一个竖向分量。
a (t ) (m/s2)
10.0 5.0 0.0 -5.0 -10.0
0 10.0 5.0
10.0 东西分量
5.0
南北分量
a (t ) (m/s2)
地震动是一个具有随机性的不规则0.0 时间历程 -5.0
-10.0
20
40
60
80 t (s) 100
120
140
160
0
20
40
60
80 t (s) 100
与临界阻尼比ζ＝1相应的阻尼系数 为cr＝2wm，称为临界阻尼系数
一般工程结构均为欠阻尼， （ζ=0.01～0.1）
2023年9月6日
2.4.1 单自由度弹性体系的地震反应分析
确定系数c1、c2
x(t) (c1 cos't c2 sin 't)et
考虑初始条件： x0 x(0), x0 x(0)
xg
•
质点所受冲击力为：P
m 0
xg
0 dt dt
dt
•
质点在0～dt时间内的加速度为：
抗震设计中如何把握地震动的 特性？如何保证所考虑地震动 的合理性？
2.2 地震动特性

gure that the maximum steadystate response amplitude occurs at a frequency ratio slightly
less than unity. Even so, the condition resulting when the frequency ratio equals unity, i.e.,
Then we have the general solution,
CHAPTER 3. RESPONSE TO HARMONIC LOADING
Of great interest, however, is the steadystate harmonic response given by the second term
It is seen that both the dynamic magnication factor D and the phase angle vary with the
frequency ratio and the damping ratio . Plots of D vs. and vs. Are shown in Figs. 33
In order to satisfy this equation for all values of t, it is necessary that each of the two square bracket quantities equal zero; thus, one obtains
CHAPTER 3. RESPONSE TO HARMONIC LOADING
The particular solution
in which the cosine term is required as well as the sine term because, in general, the response of a damped system is not in phase with the loading. Then we have,

15
国内外典型抗震设计规范比较
中国规范
采用三水准设防、二阶段设计的 原则，注重概念设计和构造措施
。
美国规范
采用基于性能的抗震设计思想， 注重结构在地震作用下的性能表
现。
日本规范
采用基于性能的抗震设计思想， 同时注重结构细节和连接节点的
设计。
2024/3/23
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新材料、新技术在抗震设计中应用
高性能混凝土
12
03
建筑结构抗震设计与规范
2024/3/23
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抗震设计基本原则和方法
小震不坏
大震不倒
保证建筑在遭遇低于本地区抗震设防 烈度的多遇地震影响时，主体结构不 受损坏或不需修理仍可继续使用。
当建筑遭遇高于本地区抗震设防烈度 预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或 发生危及生命的严重破坏。
中震可修
当建筑遭遇相当于本地区抗震设防烈 度的地震影响时，可能损坏，但经一 般修理或不需修理仍可继续使用。
公众自救互救知识普及教育
2024/3/23
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家庭防震减灾措施推广
2024/3/23
家庭防震减灾计划制定
制定家庭防震减灾计划，包括预先规划好的疏散路线、应急物资 准备、家庭成员应急演练等。
家具物品摆放安全
合理摆放家具、物品，防止因地震引起的砸伤、碰伤等伤害。
紧急疏散通道保障
确保家庭内部和楼道等紧急疏散通道畅通无阻，以便在地震发生时 快速疏散。
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预警信息发布与传播途径
2024/3/23
预警信息发布
建立统一的地震预警信息发布平台，及时、准确地向公众 发布地震预警信息。
传播途径
通过电视、广播、手机短信、社交媒体等多种渠道传播地 震预警信息，确保信息能够快速、广泛地传达给受影响的 群众。

有限自由度系统。
第15页，共34页。
2) 广义坐标法
y(x) aii (x) i 1 n
y(x) aii (x) i 1
3) 有限元法
ai ---广义坐标
i (x) ---基函数
i (0) i (l) 0
和静力问题一样，可通过将实际结构 离散化为有限个单元的集合，将无限自由
度问题化为有限自由度来解决。
P(t) m my(t) =1 11
y(t)
l EI
11[P(t) my(t)]
§1-2 弹性系统的动力自由度
一. 自由度的定义
确定体系中所有质量位置所需的独立坐标数，称作体系的动力自由度数。 二. 自由度的简化
实际系统都是无限自由度体系，这不仅导致分析困难，而且从工程 角度也没必要。常用简化方法有：
m
1) 集中质量法 将实际结构的质量看成（按一定规则）
集中在某些几何点上，除这些点之外物体是 无质量的。这样就将无限自由度系统变成一
E A2
：比例系数
0
应变
等效粘性阻尼系数： ce 0
卸载
第25页，共34页。
五、滞变阻尼
阻尼力与位移成正比，但其相位与速度相同，即朝前 位移90度。
Fhd (t) kx(t T / 4)
自己推导等效粘性阻尼系数。
第26页，共34页。
§1-4 运动方程式的建立
要了解和掌握系统动力响应的规律，必须首先建立描述系统运动的（微分 ）方程。建立运动方程的方法很多，常用的有虚功法、变分法等。下面介绍建 立在达朗贝尔原理基础上的“动静法”。
对象－刚体系统
结构动力学是研究动荷作用下结构动力响
应规律的学科。
对象－变形体系统
第10页，共34页。

第九章 结构抗震知识
第一节 地震
一、地震的定义及分类
1、地震：地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起的地 球表层的振动。
2、地震的分类：
1）按产生的原因不同，分为火山地震、陷落地震、人工诱发 地震和构造地震。 2）根据地震发生的部位，可将其划分为浅源地震 （震源深度小于60km）、中源地震（震源深度为60～300km ）和深源地震（震源深度大于300km）。
Ⅻ
地面剧烈变化，山河改观
第二节 建筑抗震设防
第二节 建筑抗震设防
一、抗震设防烈度 为一个地区抗震设防依据的烈度称为抗震设防烈度，按国家 规定的权限审批、颁发的文件确定。
二、抗震设防目标
小震不坏，中震可修，大震不倒。
三、抗震设防分类
《抗震设防分类标准》将建筑物按其重要程度不同分为四类： 1、甲类建筑——特殊设防类建筑 如：国家和区域的电力调 度中心，三级医院中承担特别重要医疗任务的门诊、住院用房 等，存放具有高放射性物品的建筑。
10
二
8d，100
8
三
8d，150（柱根100）
8
四
8d，150（柱根100）
6（柱根8）
一、钢筋混凝土结构抗震构造
④加密区箍筋肢距，一级不宜大于200mm，二、三级不宜大 于250mm，四级不宜大于300mm。至少每隔一根纵向钢筋宜在 两个方向有箍筋或拉筋约束；采用拉筋复合箍时，拉筋宜紧 靠纵向钢筋并钩住箍筋。
一、钢筋混凝土结构抗震构造
12d
12d
≥0.5labE
≥0.5labE
(e)
(f)
≥1.5labE
8d ≥1.7labE
(g) (h)
e）顶层中间节点柱筋90°弯折锚固 g）钢筋在顶层端节点外侧和梁端顶部弯折搭接

which has a complementary solution of the free-vibration
Particular Solution The general solution must also include the particular solution which depends upon the form of dynamic loading. In this case of harmonic loading, it is reasonable to assume that the corresponding motion is harmonic and in phase with the loading; thus, the particular solution is
In order to satisfy this equation for all values of t, it is necessary that each of the two square bracket quantities equal zero; thus, one obtains
CHAPTER 3. RESPONSE TO HARMONIC LOADING
CHAPTER 3. RESPONSE TO HARMONIC LOADING
3-1 UNDAMPED SYSTEM
Before considering this viscously damped case, it is instructive to examine the behavior of an undamped system as controlled by
gure that the maximum steady-state response amplitude occurs at a frequency ratio slightly