[发明专利]基于振型分解反应谱法的抗震支吊架地震作用计算方法

说明书

本发明公开了一种基于振型分解反应谱法的抗震支吊架地震作用计算方法。首先将拟安装抗震支吊架的建筑结构，按其实物结构尺寸建立三维空间有限元模型；然后，通过求解三维空间有限元模型分析平移与扭转耦联振动时的各阶振型及其对应的自振周期和振型参与系数，进而计算建筑结构各楼层各阶振型的地震力，并且采用CQC法组合计算建筑结构各楼层的地震力。在此基础上计算建筑结构各楼层的楼面加速度和各楼层安装抗震支吊架的水平地震作用标准值。本发明能够克服等效侧力法过高估计抗震支吊架地震作用的缺点，计算准确性高并且计算简便，可得到广泛推广和应用。

技术领域

本发明涉及建筑机电抗震技术领域，具体涉及一种基于振型分解反应谱法的抗震支吊架地震作用计算方法。

背景技术

2015年8月1日起国家开始批准实施《建筑机电工程抗震设计规范》(GB50981-2014)。在此之前所有的建筑物基本没有考虑建筑机电工程的抗震设计，由此中国的建筑机电行业在抗震领域就有了国家标准，从而提高了建筑机电系统的抗震安全。但目前来说对于建筑抗震支吊架的地震作用计算相对比较笼统和模糊，《建筑机电工程抗震设计规范》中采用的等效侧力法计算相对过于简单并且计算误差较大，而对于楼面谱法来说，传统楼面谱法采用强制解耦分析则计算结果偏保守，新型楼面谱法计算复杂，工程实用性差。为此，采用振型分解反应谱法建立抗震支吊架地震作用计算方法是提高抗震支吊架抗震安全性的核心问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有地震作用计算分析方法的不足提供一种基于振型分解反应谱法的抗震支吊架地震作用计算方法，本基于振型分解反应谱法的抗震支吊架地震作用计算方法可以有效的提高抗震支吊架地震作用计算的精确度，从而提高抗震支吊架设计的安全性、经济性，计算简单，工程实用性强。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于振型分解反应谱法的抗震支吊架地震作用计算方法，包括：

步骤1：将拟安装抗震支吊架的建筑结构，按其实物结构尺寸建立三维空间有限元模型；

步骤2：通过求解三维空间有限元模型分析平移与扭转耦联振动时的各阶振型及其对应的自振周期和振型参与系数；

步骤3：计算建筑结构各楼层各阶振型的地震力；

步骤4：计算建筑结构各楼层的地震力；

步骤5：计算建筑结构各楼层的楼面加速度；

步骤6：计算建筑结构各楼层安装抗震支吊架的水平地震作用标准值。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤2包括：

步骤2.1：通过求解三维空间有限元模型分析平移与扭转耦联振动时每一楼层质量的3个自由度，所述的3个自由度为X方向正交水平移动、Y方向正交水平移动和一个转角；

步骤2.2：计算建筑结构前n阶振型及其对应的自振周期和振型参与系数，振型数量n为振型参与质量达到总质量的90％所需的振型数。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤3包括：

步骤3.1：由《建筑抗震设计规范》的地震影响系数谱曲线确定建筑结构各楼层各阶振型在X方向的地震力，j振型i层楼层在X方向的地震力为：

F_xji＝α_jγ_tjxX_jiG_i (1)；