【原创总结】结构菜鸟浅谈为何进行弹性时程分析（附操作详图）

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3－2010)4.3.4条中第三点规定


，本建筑为7度设防烈度且高度>100m，需要进行弹性动力时程分析进行多遇地震下的补充计算。所谓补充计算，主要是指对计算的底部剪力、楼层剪力和层间位移进行比较，当时程分析结果大于振型分解反应谱分析结果时，相应部位的构件内力和配筋需作相应调整。

弹性时程分析概要

采用YJK计算软件进行计算，建立分层模型，将各楼层的质量集中于楼层处，形成弹性多质点体系。根据广东省地震工程勘测中心提供的《xxx项目-工程场地地震安全性评价报告》，取50年超越概率63%的地标地震动峰值加速度Amax=36.7cm/s2，并按

《建筑抗震设计规范（GB50011-2010）》第4.1.8条之规定

，

在坡地等不利地段建造建筑时，除保证其在地震作用下的稳定性下，尚应估计不利地段对设计地震动参数可能产生的放大作用，根据不利地段的具体情况确定，在1.1~1.6范围内采用，本项目对水平地震影响系数最大值乘以1.1的增大系数，输入地震波(数字化地震地面运动加速度)进行时程动力分析，可得结构各点的位移、速度和加速度反应，由位移反应计算结构内力。

YJK弹性时程分析步骤

1、选波

YJK相较pkpm做了更多的工作，自动筛选最优地震波组合这块就给设计师在筛选地震波这块提供了相当大的便利。选择框中列出了程序根据特征周期归类后的波库中天然波和人工波，用户可从中选择参与筛选的备选地震波到中间列表框。如全选，筛选出的地震波组合可能多一些，但计算时间稍长。

可根据规范在对话框下部设定地震波组合的人工波数，天然波数。按照规范要求，实际强震记录的数量不应少于总数的2/3。若选用不少于二组实际记录和一组人工模拟的加速度时程曲线作为输入，计算的平均地震效应值不小于大样本容量平均值的保证率的85%以上。YJK计算程序即根据设置好的限定条件计算每条地震波的基底剪力与结构周期点上所对应的反应谱值。最终满足要求的所有组合结果将在该按钮下方的列表框中按最优至次优的顺序显示。列表中的组合可以通过选择地震波组合按钮选择，选中的地震波组合包含的地震波将在下方列表框中显示。如下图所示

                                                 图1 自动筛选最优地震波组合对话框

  

根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中的规定，程序遵循的地震波组合筛选原则如下：

 1：单条地震波满足限制条件

 每条地震波输入的计算结果不会小于65%，不大于135%。

 2：多条地震波组合满足限制条件

（1）“在统计意义上相符”，即多组时程波的平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱法所用的地震影响系数曲线相比，在对应于结构主要振型的周期点上相差不大于20%，即：>80%并<120%

 （2） 多条地震波计算结果在结构主方向的平均底部剪力一般不小于振型分解反应谱计算结果的80%，不大于120%。

 （3） 按照平均底部剪力与振型分解反应谱法计算的底部剪力偏差最小的原则对已经满足上述限制的组合再进行排序，默认选出偏差最小的组合作为最有组合。

   在搜索过程中，当程序提示未搜索到符合要求的地震组合时，用户可根据抗震规范规定适当增加相邻特征周期的可选地震波或者放宽主次方向地震峰值加速度值以满足以上的限制条件。

   点击“查看计算结果文本”，程序将打开结果文件，内容包括了地震波在筛选地震波组合时计算的地震波基底剪力，周期点谱值及地震波组合计算的统计结果。用户可根据该计算统计结果适当改变地震波组合方案。

图2 筛选方案排序示例

   对于未筛选出满足要求的地震波组合工程，用户可尝试从以下几方面检查参数设置或者进行适度调整。

   （1）主次波峰值加速度对应地震烈度是否与前处理中地震烈度设置一致。

   （2）前处理中周期折减系数是否过小。

   （3）根据规范相关阐述，在选取不到恰当地震波组合情况下，可选取相邻特征周期地震波或增大减小地震波峰值加速度以满足剪力即谱值要求。

 

2、时程分析结果 

 根据筛选结果，选取三条地震波，按7度地震II类场地多遇进行弹性动力分析。时程分析结果见下表及附图。

            表1 时程分析与规范谱分析结果

注：

 时程分析基底剪力最小值与反应谱基底剪力比： X向=0.82 ；Y向 =0.87；

 时程分析基底剪力最大值与反应谱基底剪力比： X向=0.91 ；Y向 =1.11；

 时程分析基底剪力平均值与反应谱基底剪力比： X向=0.85 ；Y向 =0.98；

结论：

（1）每条时程曲线计算所得结构基底剪力均大于振型分解反应谱法的65％且不大于135%，三条时程曲线计算所得结构基底剪力的平均值大于振型分解反应谱法的 80％并<120% ，地震波的选择满足规范要求。

（2）从主要计算结果图中可以看出， CQC法的层间剪力曲线在结构中下大部分范围均稍大于三条地震波对应的平均层间剪力曲线，但在顶部稍小于三条地震波对应的平均层间剪力曲线，部分地震波作用下顶部楼层的地震剪力大于 CQC法相应楼层的地震剪力。 故需对部分楼层剪力进行调整如下；

注：以上资料为原创，禁止转载，如有发现追究版权责任！

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