1.一种基于加速度的爆破振动对周边建筑影响的非线性静力分析方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤1:现场检测和数据采集,得到爆破加速度特性和该次爆破的爆破地震波加速度振动曲线;步骤2:计算结构非弹性拟绝对加速度-相对位移S A,e S D,e 曲线,即结构的需求曲线;步骤3:建立多自由度结构模型,并对其进行静力推覆分析,获得结构的载荷与位移响应关系V-D曲线,并变形得到等效SDOF结构的能力曲线;步骤4:结构的需求曲线和能力曲线移至同一坐标系内,需求曲线与能力曲线的交点反映结构局部破坏情况;步骤3中结构的能力曲线确定过程包括:步骤301:建立多自由度结构模型;步骤302:确定多自由度结构模型的特性:确定结构刚度,并根据结构的力学模型和刚度特性计算自振频率ω i 、振型 参与系数Γ i 及每个振型对应的等效质量m j ;步骤303:对多自由度结构模型施加载荷进行静力推覆有限分析,在每次迭代过程中基于步骤302确定的结构特性计算每次迭代的荷载形状,并通过不断增加荷载系数λ以增加荷载大小,随着荷载的增加,结构薄弱部位的构件达到屈服,此时对屈服的构件的刚度予以修正;步骤304:修正后重复步骤302和303,不断增加荷载,直到结构的侧向位移达到预定的目标位移或结构中出现的塑性铰过多成为机构,通过累加各个加载阶段的力和变形,获得所有构件在所有加载阶段的总内力和总变形,进而得到负载与位移响应关系V-D曲线;步骤305:将结构MDOF体系的V-D曲线转化为结构SDOF体系的S a -D*图,即得到结构的能力曲线;步骤303的具体过程包括:步骤3031:确定荷载向量P的大小在分析过程中任何时间的荷载向量P通过直接缩放施加的力矢量的荷载系数λ与标准荷载向量P 0 的乘积获得:荷载系数λ通过负载控制或响应控制增量策略自动增加,对于λ可得到一系列负载,经过模型计算得到该结构的响应,从而获得负载与位移响应关系曲线;步骤3032:确定荷载向量P的形状基于步骤302确定的结构特性,并考虑弹性加速度反应谱,得到:F ij =-m j φ ij Γ i S a考虑局部破坏时,高阶模态呈现模态频率接近或存在频率耦合,利用CQC规则将各振型下进行组合,对于结构第j层得为:F ij 用于确定荷载的形状,则对F j 进行归一化处理,得到:步骤3033:增加荷载向量,对于静态推覆分析的荷载增加是将前一次迭代过程中的荷载向量完全替换为新导出的负载向量,新的负载向量 P 0 表示定义的标准负载向量,λ n 表示荷载系数,F j 表示结构第j层的等效惯性力;步骤3034:分析计算,随着侧向荷载的增加,结构薄弱部位的构件达到屈服,对屈服的构件的刚度予以修正,并开始下一轮迭代。
2.根据权利要求1所述的一种基于加速度的爆破振动对周边建筑影响的非线性静力分析方法,其特征在于,步骤2的具体过程包括:步骤201:建立单自由度体系,并依据步骤1得到的爆破加速度特性和该次爆破的爆破地震波加速度振动曲线,将爆破地震波施加到单自由度体系上;步骤202:采用数值方法求得给定刚度k和质量m的结构拟绝对加速度和时间的S A,e -t曲线和相对位移和时间的S D,e -t曲线;步骤203:保持单自由度体系的质量m,通过改变单自由度体系的刚度k,得到不同固有频率的单自由度体系下的拟绝对加速度和时间的S A,e -t曲线和相对位移和时间的S D,e -t曲线;步骤204:取每一条S A,e -t曲线的S A,e 最大值,得到拟绝对加速度和周期的单自由度体系S A,e -T之间的曲线;同理,得到相对位移和周期的单自由度体系S D,e -T之间的曲线;步骤205:对拟绝对加速度反应谱S A,e -T曲线和相对位移反应谱S D,e -T曲线进行转换,得到非弹性拟绝对加速度-相对位移S A,e -S D,e 曲线。
3.根据权利要求2所述的一种基于加速度的爆破振动对周边建筑影响的非线性静力分析方法,其特征在于,步骤204中结构拟绝对加速度和周期的单自由度体系S A,e -T之间的曲线的表达式如下:上式中,ξ表示结构临界阻尼,ω表示单自由度体系的固有频率, 为爆破地震波加速度函数;τ为杜哈梅尔积分变量。
4.根据权利要求3所述的一种基于加速度的爆破振动对周边建筑影响的非线性静力分析方法,其特征在于,步骤204中结构相对位移和周期的单自由度体系S D,e -T之间的曲线的式表达如下:上式中,
5.根据权利要求4所述的一种基于加速度的爆破振动对周边建筑影响的非线性静力分析方法,其特征在于,步骤205的具体过程为:(1)对于弹性SDOF系统,由微分关系可知S A,e =ω d 2 S D,e ,S V,e =ω d S D,e ,可以得到:则对于结构刚度和质量相同的弹性SDOF系统,T相同,可以得到对应弹性的S A,e -S D,e 关系;(2)对于具有双线性力-变形关系的非弹性SDOF系统,非弹性加速度谱S A,i 和非弹性位移谱S D,i 确定为:上式中,μ为最大位移与屈服位移之比的延性系数,R μ 为延性折减系数,使用双线性谱表示延性折减系数R μ : 当T c <TR μ =μ,当T c >T上式中,Tc为爆破地震动的特征周期,定义为响应谱的恒定加速度段向恒定速度段过渡的过渡时期,即短周期范围向中期范围过渡的过渡时期,当T c >T时,R μ =μ,在中、长周期范围内S D,i =S D,e ,即非弹性体系的位移等于对应弹性体系在同周期内的位移,基于以上关系可以得到非弹性拟绝对加速度-相对位移S A,e -S D,e 曲线。
6.根据权利要求1所述的一种基于加速度的爆破振动对周边建筑影响的非线性静力分析方法,其特征在于,步骤3034中对构件的刚度进行修正的具体过程为:(1)将已达到抗弯强度的受弯构件的末端设置为铰接点;(2)将楼层上已达到抗剪强度的剪力墙去掉;(3)将已经屈曲、且屈曲后强度下降很快的支撑构件去掉;(4)对于那些刚度已降低,但可承受更多荷载的构件,则修改其刚度特性。
7.基于权利要求1-6任意一项所述的一种基于加速度的爆破振动对周边建筑影响的非线性静力分析方法的系统,其特征在于,该系统包括:采集模块,用于实现现场检测和数据采集,得到爆破加速度特性和该次爆破的爆破地震波加速度振动曲线;第一分析模块,建立单自由度体系,并将采集模块上传的爆破地震波施加到单自由度体系上,计算结构非弹性拟绝对加速度-相对位移S A,e -S D,e 曲线,即结构的需求曲线;第二分析模块,建立多自由度结构模型,并对其进行静力推覆分析,获得结构的载荷与位移响应关系V-D曲线,并变形得到等效SDOF结构的能力曲线;处理模块,用于将需求曲线与能力曲线移至统一坐标系内,寻找求曲线与能力曲线的交点,确定结构局部破坏情况和位置。