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结构抗震设计方法是建筑结构抗震理论中的重要内容,分析和设计结果的精度是决定结构抗震安全性的关键因素。本文主要从结构抗震设计的实用方法着眼,归纳总结了-些在实际工程中具有代表性的方法,并通过研究提出了自己的看法,进行了创新,提高了计算效率。本文的主要研究内容和方法如下:
(1)总结出一套方法,分别对刚性楼板假定和考虑楼板弹性变形两种情况下的空间结构的振动能量分布进行了计算,并提出了沿x向的平动因子、沿y向的平动因子、转动因子以及考虑楼板弹性变形时的弹性形变因子等四种方向因子的概念。通过四种方向因子的计算,来判断结构在某振型下的实际平、扭振动以及弹性变形情况,并进而通过同样的道理得到结构某层或者几层楼面的振动情况。
(2)提出了地震作用有效效应系数、结构单质点的有效质量系数、部分质点的有效质量系数和全部质点的有效质量系数的概念,分别给出了平面结构和空间结构两种情况下各种有效质量系数的计算公式,并通过两个实例给予了证明,公式计算结果与实际相符合。指出了地震作用有效效应系数与各种有效质量系数之间的关系,为考虑地震作用高阶振型的影响提供了理论依据。
(3)在直接动力法计算中引入了傅立叶变换和杜哈梅积分公式,对结构的动力方程的求解推导出了更简便更快捷的公式;并且将它们应用到地震反应谱的求解中;并通过加速度反应谱推导出弹性位移反应谱,这样通过不同的周期和阻尼比便可以直接对照位移谱得到结构的位移,这也为直接通过位移反应谱求解地震作用内力开辟了新的途径;除此以外,还通过公式推导,得出了通过结构的振型来求得结构单元的位移的方法,为估算多高层结构的位移提供了方法。
为了对本文所提出的方法进行论证,本文通过几个实际例子进行了分析计算,得到的结果和实际情况能够吻合的较好。