地震载荷下岩质边坡动安全系数评价
第八章水平地震作用下的内力和位移计算
第8章 水平地震作用下的内力和位移计算 8.1 重力荷载代表值计算 顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载：纵、横梁自重，半层柱自重，女儿墙自重，半层墙体自重。其他层重力荷载代表值包括：楼面恒载，50%楼面活荷载，纵、横梁自重，楼面上、下各半层柱及纵、横墙体自重。 8.1.1第五层重力荷载代表值计算 层高H=3.9m ，屋面板厚h=120mm 8.1.1.1 半层柱自重 （b ×h=500mm ×500mm ）:4×25×0.5×0.5×3.9/2=48.75KN 柱自重：48.75KN 8.1.1.2 屋面梁自重 ()()kN m m m kN m m m kN m m m kN 16.1472 )25.06.6(/495.145.06.616.3)3.03(/495.123.06.7/16.3=?-?+?-?+ +?+?-? 屋面梁自重：147.16KN 8.1.1.3 半层墙自重 顶层无窗墙（190厚）：()KN 25.316.66.029.3202.02019.025.14=??? ? ??-???+? 带窗墙（190厚）： ()()KN 98.82345.002.02019.025.1428.15.16.66.029.3202.02019.025.14=??? ??? ???????-?+???-???? ??-???+? 墙自重：114.23 KN 女儿墙：()KN 04.376.66.1202.02019.025.14=????+? 8.1.1.4 屋面板自重 kN m m m m kN 78.780)326.7(6.6/5.62=+???
8.1.1.5 第五层重量 48.75+147.16+114.23+37.04+780.78=1127.96 KN 8.1.1.6 顶层重力荷载代表值 G 5 =1127.96 KN 8.1.2 第二至四层重力荷载代表值计算 层高H=3.9m ，楼面板厚h=100mm 8.1.2.1半层柱自重：同第五层，为48.75 KN 则整层为48.75×2=97.5 KN 8.1.2.2 楼面梁自重： ()()kN m m m kN m m m kN m m m kN 3.1542)25.06.6(/6.145.06.63.3)3.03(/6.123.06.7/3.3=?-?+?-?+ +?+?-? 8.1.2.3半墙自重：同第五层，为27.66KN 则整层为2×27.66×4=221.28 KN 8.1.2.4楼面板自重：4×6.6×（7.6+3+7.6）=480.48 KN 8.1.2.5第二至四层各层重量=97.5+154.3+221.28+480.48=953.56 KN 8.1.2.6第二至四层各层重力荷载代表值为： ()KN G 61.111336.65.326.76.65.2%5056.9534-2=??+????+= 活载:Q 2-4=KN 05.160%5036.65.326.76.65.2=???+???）（ 8.1.3 第一层重力荷载代表值计算 层高H=4.2m ，柱高H 2=4.2+0.45+0.55=5.2m ，楼面板厚h=100mm 8.1.3.1半层柱自重： （b ×h=500mm ×500mm ）:4×25×0.5×0.5×5.2/2=65 KN 则柱自重：65+48.75=113.75 KN 8.1.3.2楼面梁自重：同第2层，为154.3 KN 8.1.3.3半层墙自重（190mm ）： ()()KN 14.3145.002.02019.025.142 8 .15.16.66.02 2.4202.02019.025.14=-?+???-??? ? ??-???+? 二层半墙自重（190mm ）：27.66 KN 则墙自重为：（31.14+27.66）×4=235.2 KN
水平地震影响系数最大值计算
按《中国地震动参数区划图GB18306-2015》水平地震影响系数最大值计算 一、基本概念和公式： 1、多与地震、基本地震、罕遇地震、极罕遇地震的地震动峰值加速度的关系： αmax=K*αmax基本 αmax：多遇或罕遇或极罕遇地震的峰值加速度 αmax基本：基本地震动峰值加速度 K：比例系数，按GB18306-2015第6.2条取值 多遇地震取1/3 罕遇地震取1.9 极罕遇地震取2.9 罕遇或极罕遇地震的峰值加速度的K取值见高孟潭主编《GB18306-2015<中国地震动参数区划图>宣贯教材》第230页12.2.3节） 2、地震动峰值加速度最大值根据场地类别的调整： αmax=Fa*αmaxⅡ（GB18306-2015附录E.1） αmax：按场地类别调整后的地震动峰值加速度 αmaxⅡ：Ⅱ类场地的地震动峰值加速度 FA：场地地震动峰值加速度调整系数按GB18306-2015附录E表E.1。 3、水平地震影响系数最大值计算:
γmax=β*αmax γmax：水平地震影响系数最大值 β：动力放大系数，按GB18306-2015附录F.1取2.5 4、综上所述，综合计算公式可以写为：γmax=β* Fa*K*αmax 基本 专业文档供参考，如有帮助请下载。． 二、示例： 1、确定7度015g地区、Ⅲ类场地的多遇地水平系数最大值：1)、确定FA: 7度0.15g地区、Ⅱ类场地基本地震动峰值加速度为：αmax基本=0.15。 7度0.15g地区、Ⅱ类场地多遇地震动峰值加速度：0.15*1/3=0.05。查中国地震动参数区划图GB18306-2015附录表E.1，加速度为0.05时的Ⅲ类场地FA=1.30。 注意：按Ⅱ类场地基本地震峰值加速度0.15，查得Ⅲ类场地的FA=1.0 的用法是不正确的. 2）、则7度0.15g区、Ⅲ类场地多遇地水平系数最大值为： γmax=β* Fa*K*αmax 基本 =2.5* 1.30*(1/3)*0.15 =0.1625 2、确定8度0.2g地区、Ⅲ类场地的多遇地水平系数最大值：
水平地震作用计算
上海市工程建设规范《建筑抗震设计规程》(DGJ08-9-2013)强制性条文 3 抗震设计的基本要求 3.1.1 抗震设防的所有建筑应按现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223 确定其抗震设防类别及其抗震设防标准。 3.3.1选择建筑场地时，应根据工程需要和地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、一般、不利和危险地段做出综合评价。对不利地段，应提出避开要求，当无法避开时应采取有效的措施。对危险地段，严禁建造甲、乙类的建筑，不应建造丙类的建筑。 3.4.1建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性。不规则的建筑应按规定采取加强措施；特别不规则的建筑应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施；严重不规则的建筑不应采用。 注：形体指建筑平面形状和立面、竖向剖面的变化。 3.5.2结构体系应符合下列各项要求： 1应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。 2应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。 3应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。 4对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力。 3.7.1 非结构构件，包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备，自身及其与结构主体的连接，应进行抗震设计。 3.7.4框架结构的围护墙和隔墙，应估计其设置对结构抗震的不利影响，避免不合理设置而导致主体结构的破坏。 3.9.1抗震结构对材料和施工质量的特别要求，应在设计文件上注明。 3.9.2 结构材料性能指标，应符合下列要求： 1 砌体结构材料应符合下列规定： 1)普通砖和多孔砖的强度等级不应低于MU10，其砌筑砂浆强度等级不应低于 M5； 2)混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于MU7.5，其砌筑砂浆强度等级不应 低于Mb7.5。 2混凝土结构的材料应符合下列规定： 1) 混凝土的强度等级，框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核 芯区，不应低于C30；构造柱、芯柱、圈梁及其它各类构件不应低于C20； 2) 抗震等级为一级、二级、三级的框架和斜撑构件(含梯段)，其纵向受力钢筋采 用普通钢筋时，钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于 1.25；钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.3，且钢筋 在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。 3钢结构的钢材应符合下列规定： 1) 钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85； 2) 钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20%； 3) 钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。
一、荷载与地震作用
附件：“PKPM上部结构设计软件常见问题释疑”研讨班授课大纲 一、荷载与地震作用 1、现浇板、悬挑板、组合楼板、斜板等在确定面荷载时有哪些注意事项？05与08版在处理上 有何不同？荷载方向如何确定，可否输入负值？ 2、08版新增梁上的荷载类型“无截面设计”是何意，如何正确应用？ 3、哪些节点上可以加节点荷载？对于一根梁上任加一点后，在此节点上加节点荷载05与08版 软件在处理上有何不同？ 4、楼面梁是如何进行活荷载折减的，程序的处理与规范有何不同？ 5、对于“柱、墙及基础活荷载折减”程序的处理05版及08版有哪些不同，结果如何查询？ 6、活荷载的输入对人防荷载的计算有何影响？08版有何改动？ 7、PK、SATWE进行活荷载不利布置计算时有何不同？应注意哪些相关参数？ 8、何为“互斥活荷载”？怎样通过此功能来实现规范中的相应条款？ 9、05及08版程序是如何进行“普通风荷载”计算的，其中与风荷载计算相关的参数该如何确定， 受风面面积及荷载作用点如何确定？“普通风荷载”计算后荷载如何分配，它作用的效应程序做了怎样的处理？ 10、05版特殊风荷载是如何计算的，有哪些不足？08版特殊风荷载是如何计算的，如何灵活应 用？ 11、广义层方式建立的模型是否均可以直接用软件自动计算的风荷载？ 12、05、08版吊车荷载输入方法有哪些异同？ 13、对于排架柱计算长度系数的计算不同模块有何不同，该如何选用？ 14、近期多层人防的计算程序做了哪些重大调整？不同版本为何结果会相差如此悬殊？ 15、局部有人防荷载时如何处理？ 16、如何确定地下室外墙平面外的受力？如何计算地下室外墙平面外的配筋？不同版本输出结果 有何不同？程序对于地下室外墙能否正确识别？ 17、如何实现人防构件的弹塑性设计？ 18、何时需要考虑“双向地震”及“偶然偏心”？如果两项同时选择程序如何处理？ 19、如何正确确定与地震力计算相关的一些参数？如：计算振型个数、周期折减系数。 20、如何理解“水平力与整体坐标夹角”与“斜交抗侧力构件方向附加地震数，相应角度”？ 21、“按中震（或大震）不屈服做结构设计”如何应用？ 22、0。2Q0调整，不同时期版本，程度处理有何不同，原来有哪些局限？如何解决？ 23、08版地下室信息中“土层水平抗力系数的比例系数”是何意，该如何取值？ 二、构件设计 1、对于层间的支撑在计算时05、08版软件的处理有何不同？ 2、越层支撑在与梁墙相交时05、08版在处理上有何不同？ 3、08版对于柱被层间支撑打断后是如何进行内力及配筋计算的？ 4、如何人为指定支撑是否参与导荷，它的导荷原则是如何定的？ 5、08版支撑的计算长度系数如何确定？ 6、支撑对于楼层指标的贡献05与08版在计算上有何异同？ 7、刚性梁有哪些具体应用？ 8、如何用两种方法输入连梁模型？两种方式输入的连梁在计算上有哪些不同？ 9、如何合理填取与连梁计算相关的参数信息，如连梁刚度折减系数、墙梁转框架梁控制跨高比？ 10、程序是如何实现“《抗震规范》(2008局部修订版)第3.6.6.1条” 的？ 11、在输入楼梯构件时应注意的事项有哪些？ 12、按主梁或次梁不同的方式输入时，在导荷、计算、施工图处理上有何不同？
设计基本加速度和水平地震影响系数的关系
今天这篇文章的由头，完全是因为前天晚上的一个疑问：01版抗规中的设计基本地震加速度-----“、。。。”等。既然规范里有数据，为什么又不参与计算？列出以上数据的意义是什么呢？这些东西和水平地震影响系数又是怎么样个关系呢？找遍网络与现有书籍，无此解释，只好自力更生，艰苦奋思。谁知越牵越多，牵出好多东西。先从这个疑问总结吧。 一、关于设计基本地震加速度 关于设计基本地震加速度的意义所在，我翻遍手头的所有资料发现最好还是从89与2001及2010几版抗规的对比中寻找解释，列表如下： 可以看出，89版抗规中并没有设计基本地震加速度这项定义，此定义完全是01版的新生事物。意义到底何在？意义就在于对地震影响的表征。89版采用的是设防烈度对地震影响进行表征。而在01及10版的抗规中，对地震影响的表征，已经舍去了设防烈度，进而采取“设计基本地震加速度、设计特征周期”。 此做法优点何在？第一，设防烈度的划分标准偏于现象，改用设计基本地震加速度后，可以用具体参数来表征地震影响-----更科学、更“规范”，我想这是那些规编们最看重的一点优势；第二，采用设计基本地震加速度后，可以清楚的表征7度半（）与8度半（）的概念，拓宽了抗震设防烈度的概念-----更“延伸”；第三，设计基本地震加速度还是根据设防烈度进行分类的，原则上用基本地震加速度去表征与用现象去区分地震影响并不矛盾-----更“统一”。
写到这里，想起了本科毕业时去城乡设计院面试的情景。虽然一晃六年过去了，那时的情景还是历历在目。面试我的那老总，坐在宽大的老板桌后面，他问的我那几个都会的问题由于时间久远都记不得了，只是那个没答的问题让我记忆犹新，“咱这儿的设计基本地震加速度是多少？”坏菜，那会儿的我刚出校门，这名词依稀在考试中见过两次而已，当即败下阵来。要是换成今天？可惜世上没有后悔药。 设计基本地震加速度——相应于设防烈度的地震地面运动峰值加速度，即为50年设计基准期超越概率10%的地震加速度的设计取值 二、关于地震影响系数 地震影响系数的由来： 不管是底部剪力法，还是振型分解反应谱法，结构总水平地震作用标准值的根本计算方法，始终是牛顿第二定律的变体：F=αG 以上公式的α即为地震影响系数，其实就是加速度除以了一个小 g（重力加速度）；G为质点的重量。 对于初学者来说，上面的公式虽然简单，但一上来还是不容易看透本本质。其实，如果把F=αG中的α乘以一个g，同时G除以一个g，这不就是经典的牛顿第二定律吗，此时的我不禁想起一句话：抗震恒永久，牛二永流传。（牛二：牛顿第二定律——在加速度和质量一定的情况下，物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且与物体质量的倒数成正比。加速度的方向跟作用力的方向相同。牛顿第二运动定律可以用比例式来表示，即或；也可以用等式来表示，即F=kma，其中k是比例系数；只有当F以牛顿、m以千克、a以m/s2为单位时，F=ma成立。） 最后总结一句话：地震影响系数来源于牛二。 知道了地震影响系数的由来，下面顺藤摸瓜，就要总结一下α（地震影响系数）的定义公式。 α（T）= K ×β（T）， 公式里有三个系数
美国UBC规范之地震荷载介绍对比
美国UBC 规范之地震荷载介绍对比-中国水泥技术网 2009-12-4 作者: 徐松波，徐永伦：合肥水泥研究设计院 美国UBC 规范之地震荷载介绍对比 徐松波，徐永伦 （合肥水泥研究设计院， 安徽 合 肥 230051） 摘 要：为满足海外项目工程投标、设计的需要, 对在国外工程招标书中抗震设计要求条款经常引用的美标UBC1997规范作一介绍。并给出与国标GB50011规定近似的对比，以方便判断 使用。 关键词：地震；UBC ；分区 1 引言 近年来，各种类型的涉外工程日趋增多，其中EPC 项目更是占主要。对于设计、施工而言，海外建设项目一般都必须满足所在国的建设法规的最低要求。其中的建构筑物抗震设计要求，美国标准UBC 在海外的应用具有普遍性。因此，美国《统一建筑规范》（UBC1997）的相关要求必须要了解。 本文即通过收集、整理相关的资料，供业内认识参考使用。 2 UBC1997概述 1) 目标：防止结构重要破坏、人员死亡，而不是限制损伤或保持功能； 2) 设计要求：当风荷载效应大于地震效应时仍需遵照抗震的构造要求和有关限制。UBC 也有类似国标的分类标准，将建构筑物分为重要设施、危险设施和特殊使用、一般使用几类； 3) 地震分区：按设计基本地震加速度值从大到小分为：1、2A 、2B 、3和4； 4) 侧向力计算方法：(a)简化静力法——用于一般用途≤3层并采用轻型框架或者≤2层其余结构。(b)静力法——用于分区1的结构和分区2的一般用途结构及其他。(c)动力法——用于高度≥73.2m 的结构及其他。 3 地震作用动力分析法 1) 美标UBC1997和国标GB50011规范都是基于50年超越概率为10%的地面运动来确定设防烈度，亦即是按475年的重现期确定的地震基本烈度； 2) 仅考虑规则的多层工业民用建构筑物, 并采用两国规范各自建议给出的等效地震作用静
水平地震影响系数最大值计算
水平地震影响系数最大 值计算 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
按《中国地震动参数区划图GB18306-2015》水平地震影响系数最大值计算 一、基本概念和公式： 1、多与地震、基本地震、罕遇地震、极罕遇地震的地震动峰值加速度的关 系： αmax =K*αmax 基本 αmax ：多遇或罕遇或极罕遇地震的峰值加速度 αmax基本：基本地震动峰值加速度 K：比例系数，按GB18306-2015第条取值 多遇地震取1/3 罕遇地震取 极罕遇地震取 2、地震动峰值加速度最大值根据场地类别的调整： αmax=Fa*αmax Ⅱ（GB18306-2015附录） αmax：按场地类别调整后的地震动峰值加速度 αmax Ⅱ：Ⅱ类场地的地震动峰值加速度 FA：场地地震动峰值加速度调整系数按GB18306-2015附录E表。 3、水平地震影响系数最大值计算: γmax=β*αmax γmax：水平地震影响系数最大值 β：动力放大系数，按GB18306-2015附录取 4、综上所述，综合计算公式可以写为：γmax=β* Fa*K*αmax 基本 二、示例：
1)、确定FA: 7度地区、Ⅱ类场地基本地震动峰值加速度为：αmax 基本=。 7度地区、Ⅱ类场地多遇地震动峰值加速度：*1/3=。 查中国地震动参数区划图GB18306-2015附录表，加速度为时的Ⅲ类场地FA =。 注意：按Ⅱ类场地基本地震峰值加速度，查得Ⅲ类场地的FA=的用法是不正确的. 2）、则7度区、Ⅲ类场地多遇地水平系数最大值为： γmax=β* Fa*K*αmax 基本 =* *(1/3)* = 2、确定8度地区、Ⅲ类场地的多遇地水平系数最大值： 1)、确定FA: 8度地区、Ⅱ类场地基本地震动峰值加速度为：αmax 基本=。 8度地区、Ⅱ类场地多遇地震动峰值加速度：*1/3=。 查中国地震动参数区划图GB18306-2015附录表，用插值法确定加速度为 时的Ⅲ类场地 Fa=）、则8度区、Ⅲ类场地多遇地水平系数最大值为： γmax=β* Fa*K*αmax 基本 =* *(1/3)* =
地震影响系数
地震影响系数是城市小区规划和工程地震安全评价的一个重要参数,由于受地下岩体条件影响,难以准确确定地震影响系数,常规方法得到的地震影响场难以满足城市和重大工程抗震的精度要求.如何分析基岩条件对地震影响系数的影响是地震安全评价的关键工作之一。《建筑抗震设计规范》采用加速度反应谱计算地震作用。取加速度反应绝对最大值计算惯性力作为等效地震荷载F， F=αG，α为地震影响系数，G为质点的重量。规范中用曲线形式给出了α的确定方法，α曲线又称为地震影响系数曲线（图1）。α为地震影响系数，是多次地震作用下不同周期T，相同ζ阻尼比的理想简化的单质点体系的结构加速度反应与重力加速度之比，是多次地震反应的包络线，是所谓标准反应谱或平均反应谱。它是两项的乘积即地震系数k（地震动峰值加速度与重力加速度之比）和结构物加速度的放大倍数β（结构反应加速度反应谱与地震动最大加速度之比）。α：地震影响系数，α（T）=S a（T）=K ×β（T）， S a（T）为加速度设计反应谱，K为地震系数K=a/g，β（T）为放大系数谱。αMAX地震影响系数最大值。 T：结构自振周期 Tg：特征周期，根据场地类别和近震、远震按下列表采用（表3）。α下限不应小于最大值的 20％；截面抗震验算时，水平地震影响系数最大值应按表2采用。
各类建筑结构的地震作用，应按下列原则考虑： 一、一般情况下，可在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应全部由该方向抗侧力构件承担； 二、有斜交抗侧力构件的结构，分别考虑各抗侧力构件方向的水平地震作用； 三、质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应考虑水平地震作用的扭转影响； 四、8度和9度时的大跨度结构、长悬臂结构，9度时的高层建筑，应考虑竖向地震作用。
雪风和地震荷载计算方法
雪、风和地震荷载的计算方法 1 雪荷载 1.1 文献[2]中国《建筑结构荷载规范GB 50009-2001》 文献[2]我国《建筑结构荷载规范GB 50009-2001》第6.1.1条规定，屋面水平投影面上的雪荷载标准值，应按下式计算： s k=μr s o(1-1) 式中：s k为雪荷载标准值，[kN/m2]；μ r为屋面积雪分布系数；s o为基本雪压，[kN/m2]。 规范第6.1.2条规定，基本雪压应按该规范附录D.4中附表D.4给出的50年一遇的雪压采用。高于1989年同名规范30年一遇的标准。第6.1.3是对规范没有给出基本雪压的地点取值方法的规定。第6.1.4条是对山区基本雪压的规定。屋面积雪分布系数μ r根据屋面形状按表6.2.1确定。 1.2 文献[7]美国《建筑及其它结构最小设计荷载》1994年版 文献[7]美国《建筑及其它结构最小设计荷载》1994年版7.3规定，斜度小于1/12的平屋面的雪荷载按下式计算： p f=αC e C t I p g (1-2) 式中：p f为雪荷载，[lb/ft2]；α系数，美国本土为0.7，阿拉斯加为0.6；C e为暴露系数；C t为热力系数；I为重要性系数，根据表1及表20，一般公用发电厂I=1.0；p g为地面雪荷载。据规范解释对7.2的说明，地面雪荷载系基于雪荷载超过的年概率为2%（即平均重现期50年）的数值。 1.3 文献[12]《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程DL/T5121-2000》 从上可见，文献[7]考虑的系数更多。 为了考虑与文献[12]《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程DL/T5121-2000》一致，采用文献[2]的标准。因矩形烟风道为平顶，根据后者的表6.2.1第1项取μ r =1.0。 Page 1 of 8
地震载荷分析谱
图1-3 大角焊缝几何参数示意图（单位：mm） 参数 （4）地震载荷 地震载荷参数 根据7麦卡利设计地震烈度的要求，选取1976年唐山大地震时的天津波作为本课题的地震输入。该地震记录的相关参数见表1-5。 表1-5 天津波参数表 地点天津医院 时间1976.07.28.03:42 台站处的烈度7度 数据类型加速度记录 相邻数据点间的时间间隔(s) 0.01 持续时间(s) 19.20 地震仪的有效频宽(Hz) 0.30--35.00 南北向峰值(m/s2) 1.45 南北向峰值出现时刻(s) 7.64 南北向最大动力放大系数 1.83 南北向最大动力放大系数对应的周期(s) 0.90 东西向峰值(m/s2) 1.04 东西向峰值出现时刻(s) 7.58 东西向最大动力放大系数 1.649 东西向最大动力放大系数对应的周期(s) 1.00 竖直向峰值(m/s2) 0.73 竖直向峰值出现时刻(s) 9.03
该地震记录的时程曲线如图1-4至图1-6。 图1-4 天津波南北向加速度分量时程曲线 图1-5 天津波东西向加速度分量时程曲线
图1-6 天津波竖直向加速度分量时程曲线 由于在附加质量法中，无法考虑竖直向加速度的影响，且由于该天津波竖直向加速度分量较小，因此在计算中不考虑竖直向加速度。 在使用该地震记录时，剪掉前6秒振幅很小的部分，只取其后面13.2秒。并且根据《建筑抗震设计规范GB50011-2001》中表5.1.2-2的规定（如图1-7）：7度时程分析所用地震加速度时程曲线的最大值为55cm/s2，将原加速度幅值压缩为原来的0.38倍。 图1-7 《建筑抗震设计规范GB50011-2001》表5.1.2-2 修剪及压缩后的地震加速度时程曲线如图1-8及图1-9。这两条时程曲线才是数值分析时真正使用的地震输入。
美国UBC规范之地震荷载介绍对比[1]
美国UBC规范之地震荷载介绍对比 徐松波，徐永伦 （合肥水泥研究设计院，安徽合肥230051） 摘要：为满足海外项目工程投标、设计的需要, 对在国外工程招标书中抗震设计要求条款经常引用的美标UBC1997规范作一介绍。并给出与国标GB50011规定近似的对比，以方便判断使用。 关键词：地震；UBC；分区 1 引言 近年来，各种类型的涉外工程日趋增多，其中EPC项目更是占主要。对于设计、施工而言，海外建设项目一般都必须满足所在国的建设法规的最低要求。其中的建构筑物抗震设计要求，美国标准UBC在海外的应用具有普遍性。因此，美国《统一建筑规范》（UBC1997）的相关要求必须要了解。 本文即通过收集、整理相关的资料，供业内认识参考使用。 2 UBC1997概述 1) 目标：防止结构重要破坏、人员死亡，而不是限制损伤或保持功能； 2) 设计要求：当风荷载效应大于地震效应时仍需遵照抗震的构造要求和有关限制。UBC 也有类似国标的分类标准，将建构筑物分为重要设施、危险设施和特殊使用、一般使用几类； 3) 地震分区：按设计基本地震加速度值从大到小分为：1、2A、2B、3和4； 4) 侧向力计算方法： (a)简化静力法——用于一般用途≤3层并采用轻型框架或者≤2层其余结构。 (b)静力法——用于分区1的结构和分区2的一般用途结构及其他。 (c)动力法——用于高度≥73.2m的结构及其他。 3 地震作用动力分析法 1) 美标UBC1997和国标GB50011规范都是基于50年超越概率为10%的地面运动来确定设防烈度，亦即是按475年的重现期确定的地震基本烈度； 2) 仅考虑规则的多层工业民用建构筑物,并采用两国规范各自建议给出的等效地震作用静 力计算法; 3) 等效剪切波速都采用多层土与匀质土在剪切波速传播时间上等效的方法计算; 4) 仅考虑常见结构自振周期范围0.1～3.0s。由于长周期结构对短周期型加速度地面运动的反应相对不大,按加速度反应谱计算的地震作用随自振周期增加明显降低,且大多数长周期结构如高层建筑等按规范的要求应进行模态分析或时间历程响应分析,故此处不考虑比较;
2.7水平地震作用内力计算
2.7 水平地震作用内力计算 设计资料: 根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）第5.1.3条： 屋面重力荷载代表值Gi =屋面恒载+屋面活荷载+纵横梁自重+楼面下半层的柱及纵横墙 自重； 各楼层重力荷载代表值G i =楼面恒荷载+50%楼面活荷载+纵横梁自重+楼面上下各半层的 柱及纵横墙自重； 总重力荷载代表值∑== n i i G G 1 。 主梁与次梁截面尺寸估算: 主梁截面尺寸的确定：当跨度取8000L mm =，主梁高度应满足： 1111 (~)(~)8000667~1000812812 h L mm mm ==?=，考虑到跨度较大，取700h mm =， 则：1111 (~)(~)700233~3502323 b h mm mm ==?=，取350b mm =。 当跨度取6000L mm =，主梁高度应满足： 1111 (~)(~)6000500~750812812 h L mm mm ==?=，考虑到跨度较大，取500h mm =， 则：1111 (~)(~)500167~2502323 b h mm mm ==?=，取250b mm =。 一级次梁截面尺寸的确定：跨度取4800L mm =，次梁高度应满足： 1111 (~)(~)4800320~40012181218h L mm mm ==?=，考虑到跨度较大，取350h mm =，则： 1111 (~)(~)350117~1752323 b h mm mm ==?=，取200b mm =。 二级次梁截面尺寸的确定：跨度取3000L mm =，次梁高度应满足： 1111 (~)(~)3000167~25012181218h L mm mm ==?=，考虑到跨度较大，取300h mm =，则： 1111 (~)(~)300100~1502323 b h mm mm ==?=，取200b mm =。
时程分析加速度最大值与水平地震影响系数最大值
时程分析加速度最大值与水平地震影响系数最 大值 地震作用超越概率取值原则建筑抗震类别小震中震大震甲类 63、5%（100年）10%（100年）2%（100年）乙类 63、5%（50年）10%（50年）2%（50年）丙类 63、5%（50年）10%（50年）2%（50年）丁类 63、5%（50年）10%（50年）2%（50年）表2 时程分析所用的地震加速度最大值（cm/s2，gal）建筑抗震类别抗震设防烈度小震中震大震甲类6度 0、05g22801357度 0、10g501353157度 0、15g801954508度 0、20g1102556308度 0、30g1803758309度 0、40g 乙、丙、丁类6度 0、05g18451257度 0、10g35982207度0、15g551473108度 0、20g701964008度 0、30g1102945109度0、40g140392620表3 水平地震影响系数最大值建筑抗震类别抗震设防烈度小震中震大震甲类6度 0、05g0、0 50、1 60、317度 0、10g0、1 10、 30、77度 0、15g0、1 80、4
41、018度 0、20g0、3 50、5 71、418度 0、30g0、4 10、8 41、889度 0、40g 乙、丙、丁类6度 0、05g0、0 40、1 10、287度 0、10g0、0 80、2 20、507度 0、15g0、1 20、3 40、728度 0、20g0、1 60、4 50、908度 0、30g0、2 40、6 81、209度 0、40g0、3 20、901、40
单质点地震作用计算计算方法
单质点地震作用计算的计算方法 主要内容：1．单自由度弹性体系地震反应分析，主要是运动方程解的一般形式及水 平地震作用的基本公式及计算方法。 2．计算水平地震作用关键在于求出地震系数k 和动力系数β。 一、地震概述 地震是一种地质现象，就是人们常说的地动，它主要是由于地球的内力作用而产生的一种地壳振动现象。据统计，地球上每年约有15万次以上或大或小的地震。人们能感觉到的地震平均每年达三千次，具有很大破坏性的达100次。每次中等程度的地震就会造成重大损失和人员伤亡，研究地震的危害和抗震的方法极有必要，目前已经研究到了多质点体系地震作用和整体结构的地震作用，但这些研究都离不开单质点地震作用的计算，我们组准备理论研究并在现有的计算基础上做一点拓展。 二.地震危害直接 2005年2月15日新疆乌什发生6.2级地震，经济损失达15757.43万元，主要是土木结构的房屋破坏严重。近期，云南普洱发生严重的地震，震中位于人口稠密的县城，造成严重的财产损失和人员伤亡。目前，因灾受伤群众为３００余人，其中３人死亡。全县各乡（镇）房屋受损严重，土木结构房屋墙体倒塌较多，砖混结构房屋普遍出现墙体开裂，承重柱移位。 作为将来的结构工程师，抗震是我们拦路虎，必须加以重视，那我们先从基础理论着手。 三、单质点弹性体系的地震反应 目前，我国和其他许多国家的抗震设计规范都采用反应谱理论来确定地震作用。这种计算理论是根据地震时地面运动的实测纪录，通过计算分析所绘制的加速度（在计算中通常采用加速度相对值）反应谱曲线为依据的。所谓加速度反应谱曲线，就是单质点弹性体系在一定地震作用下，最大反应加速度与体系自振周期的函数曲线。如果已知体系的自振周期，那么利用加速度反应谱曲线或相应公式就可以很方便地确定体系的反应加速度，进而求出地震作用。 应用反应谱理论不仅可以解决单质点体系的地震反应计算问题，而且，在一定假设条件下，通过振型组合的方法还可以计算多质点体系的地震反应。 1．运动方程的建立 为了研究单质点弹性体系的地震反应，我们首先建立体系在地震作用下的运动方程。图2-1表示单质点弹性体系的计算简图。 由结构动力学 方法可得到单质点弹 性体系运动方程: )()()()(t x m t kx t x c t x m g ?????=++ (2-3) 其中g x (t)表示地面水平位移，是时间t 的函数，它的变化规律可自地震时地面运动实测记录求得；x (t)表示质点对于地面的相对弹性位移或相对位移反应，它也是时间t 的函数，是待求的未知量。 若将式(2-3)与动力学中单质点弹性体系在动荷载)(t F 作用下的运动方程 )()()()(t F t kx t x c t x m =++??? (2-4) 进行比较，不难发现两个运动方程基本相同，其区别仅在于式(2-3)等号右边为地震时地面运动加速度与质量的乘积；而式(2-4) 等号右边为作用在质点上的动荷载。由此可见，地面
第五章 横向水平地震荷载计算
第五章 横向水平地震荷载计算 5.1 各楼层重力荷载代表值 集中质点系各质点重力荷载代表值的集中方法，随结构类型和计算模型而异。 对于多层框架结构，重力荷载代表值一般取：恒载+0.5 活载，对于质点荷载的集中方法：顶层质点为屋盖和顶层上半个层高范围；一般层质点为楼盖和上、下各半个层高范围。 5.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算 该建筑结构高度远小于40m ，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切 为主，因此用底部剪力法来计算水平地震作用。本设计为7 度设防，抗震等级为三级，根据相关的地质条件查《抗震设计规范》按第二类场地，第一组抗震设计，Tg =0.35s ，αmax=0.08，等效重力荷载系数ξ=0.85，根据经验公式 s 32.08 .166.181053.025.01053.025.03 2 3-3 2 3-1=??+ =?+ =B H T <1.4Tg =0.49s 所以，不需要考虑顶部附加水平地震作用。 取9 .01T g ??? ? ??=T α 089.008.00.310.359 .0max =?? ?? ? ??=α 计算总水平地震作用标准值即底部剪力eq 1：G F F EK EK α= 式中，1α相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数； eq G 结构等效总重力荷载，多质点取总重力荷载代表值的85％；
eq G = 0.85∑i G = 0.85× 2182.61 =1855.22 1.16522.1855089.0eq 1=?==G F RK αKN 则质点 i 的水平地震作用i F 为：EK n j j j i i F H G H G F ∑== 1 i 式中： j G G ,i 分别为集中于质点i ，j 的荷载代表值; j H H ,i 分别为质点i,j 的计算高度。 具体计算过程如下表，各楼层的地震剪力按∑== n K K F V 1 来计算，一并列入表中， 表5-2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 5.3 水平地震作用下的位移验算 用 D 值法来验算：框架第i 层的层间剪力i V ，层间位移i ）u （?及结构顶点位 移u 分别按下式来计算 ∑== n k K F V 1 i ∑==?s j ij i i D V u 1 /)( ∑=?= n k k u u 1 )( 计算过程见下表。表中计算了各层的层间弹性位移角i h /u i e ?=θ
设计基本加速度和水平地震影响系数的关系
设计基本加速度和水平地震影响系数的关系
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设计基本加速度和水平地震影响系数的关系 今天这篇文章的由头,完全是因为前天晚上的一个疑问:01版抗规中的设计 基本地震加速度--－--“0．05g、0.1g。。。”等。既然规范里有数据，为什么又不参与计算？列出以上数据的意义是什么呢？这些东西和水平地震影响系数又是怎么样个关系呢？找遍网络与现有书籍，无此解释,只好自力更生，艰苦奋思。谁知越牵越多，牵出好多东西。先从这个疑问总结吧。 一、关于设计基本地震加速度 关于设计基本地震加速度的意义所在,我翻遍手头的所有资料发现最好还是从89与200１及20１0几版抗规的对比中寻找解释,列表如下： 项目GＢＪ1１-８9 GB5001１-20０1及2010 地震影响表征采用设防烈度采用设计基本地震加速度、设计特征周期表证 设计基本 地震加速度（g) 无 ６度７度8度9度 ０．05 ０.1(０.15） 0.２ (0．３) 0.4 设计特征周期按设计近震或远震 和场地类别确定 按设计地震分组和场地类别确定:表5. １．4-1 可以看出,８9版抗规中并没有设计基本地震加速度这项定义，此定义完全是01版的新生事物。意义到底何在?意义就在于对地震影响的表征。89版采用的是设防烈度对地震影响进行表征。而在01及10版的抗规中,对地震影响的表征，已经舍去了设防烈度,进而采取“设计基本地震加速度、设计特征周期”。 此做法优点何在?第一,设防烈度的划分标准偏于现象，改用设计基本地震加速度后,可以用具体参数来表征地震影响-----更科学、更“规范”,我想这是那些规编们最看重的一点优势；第二,采用设计基本地震加速度后,可以清楚的表征7度半(0.15ｇ）与８度半（0.3g）的概念，拓宽了抗震设防烈度的概念-－---更“延伸”;第三,设计基本地震加速度还是根据设防烈度进行分类的,原则上用基本地震加速度去表征与用现象去区分地震影响并不矛盾----－更“统一”。 写到这里，想起了本科毕业时去城乡设计院面试的情景。虽然一晃六年过去了，那时的情景还是历历在目。面试我的那老总，坐在宽大的老板桌后面,他问的我那几个都会的问题由于时间久远都记不得了,只是那个没答的问题让我记忆犹新,“咱这儿的设计基本地震加速度是多少?”坏菜,那会儿的我刚出校门，这名词依稀在考试中见过两次而已，当即败下阵来。要是换成今天？可惜世上没有后悔药。 设计基本地震加速度——相应于设防烈度的地震地面运动峰值加速度,即为５0年设计基准期超越概率１0%的地震加速度的设计取值 二、关于地震影响系数 地震影响系数的由来: 不管是底部剪力法，还是振型分解反应谱法,结构总水平地震作用标准值的根本计算方法,始终是牛顿第二定律的变体：F=αＧ 以上公式的α即为地震影响系数，其实就是加速度除以了一个小g（重力加速度);G为质点的重量。 对于初学者来说，上面的公式虽然简单,但一上来还是不容易看透本本质。其实,如果把F=αG中的α乘以一个g，同时Ｇ除以一个g,这不就是经典的牛顿第二定
设计基本加速度和水平地震影响系数的关系
设计基本加速度和水平地震影响系数的关系 今天这篇文章的由头，完全是因为前天晚上的一个疑问：01版抗规中的设计基本地震加速度-----“0.05g、0.1g。。。”等。既然规范里有数据，为什么又不参与计算？列出以上数据的意义是什么呢？这些东西和水平地震影响系数又是怎么样个关系呢？找遍网络与现有书籍，无此解释，只好自力更生，艰苦奋思。谁知越牵越多，牵出好多东西。先从这个疑问总结吧。 一、关于设计基本地震加速度 关于设计基本地震加速度的意义所在，我翻遍手头的所有资料发现最好还是 是01版的新生事物。意义到底何在？意义就在于对地震影响的表征。89版采用的是设防烈度对地震影响进行表征。而在01及10版的抗规中，对地震影响的表征，已经舍去了设防烈度，进而采取“设计基本地震加速度、设计特征周期”。 此做法优点何在？第一，设防烈度的划分标准偏于现象，改用设计基本地震加速度后，可以用具体参数来表征地震影响-----更科学、更“规范”，我想这是那些规编们最看重的一点优势；第二，采用设计基本地震加速度后，可以清楚的表征7度半（0.15g）与8度半（0.3g）的概念，拓宽了抗震设防烈度的概念-----更“延伸”；第三，设计基本地震加速度还是根据设防烈度进行分类的，原则上用基本地震加速度去表征与用现象去区分地震影响并不矛盾-----更“统一”。 写到这里，想起了本科毕业时去城乡设计院面试的情景。虽然一晃六年过去了，那时的情景还是历历在目。面试我的那老总，坐在宽大的老板桌后面，他问的我那几个都会的问题由于时间久远都记不得了，只是那个没答的问题让我记忆犹新，“咱这儿的设计基本地震加速度是多少？”坏菜，那会儿的我刚出校门，这名词依稀在考试中见过两次而已，当即败下阵来。要是换成今天？可惜世上没有后悔药。 设计基本地震加速度——相应于设防烈度的地震地面运动峰值加速度，即为50年设计基准期超越概率10%的地震加速度的设计取值 二、关于地震影响系数 地震影响系数的由来： 不管是底部剪力法，还是振型分解反应谱法，结构总水平地震作用标准值的根本计算方法，始终是牛顿第二定律的变体：F=αG 以上公式的α即为地震影响系数，其实就是加速度除以了一个小g（重力加速度）；G为质点的重量。 对于初学者来说，上面的公式虽然简单，但一上来还是不容易看透本本质。其实，如果把F=αG中的α乘以一个g，同时G除以一个g，这不就是经典的牛顿第二定律吗，此时的我不禁想起一句话：抗震恒永久，牛二永流传。（牛二：牛顿
扭转耦联振型与地震力计算的最经典解释。(精)
考虑扭转耦联振型的情况 首先，计算结构的耦联振型时，与后面要计算哪个方向的地震作用，是两个完全独立的过程，即便后面仅仅选择计算一个方向的地震作用，比如X方向，这时统计各层地震作用标准值时依然要采用考虑每层三个自由度的耦联振型，因为结构的耦联振型是结构的固有特性，不会因为要计算哪个方向的地震作用而发生改变。振型分解反应谱法的实质就是得到固有特性（振型），再利用求解得到的振型去统计地震作用，就是地震荷载当量，有了地震荷载当量，计算地震内力是一个静力求解过程，所以用振型分解反应谱法算地震内力，结构从来没真正的“振动”起来。真正振动起来的情况是动力时程分析。 结构的每阶振型都会对在各个自由度的各个方向上形成一个地震荷载当量，对结构施加该振型的所有地震荷载当量进行一个静力分析，就可以得到该振型造成的地震效应值（例如截面弯矩、剪力等）。依次类推，每阶振型都能得到其对应的效应值。而实际的地震效应值肯定要综合考虑各阶振型的耦合，这就有了高规中的3.3.11-5式，把各阶振型的地震效应值通过这种特定的方式累加起来，当然累加计算的方式主要涉及到各阶振型的周期和振型阻尼。从这个角度来说，通过振型分反应谱法计算地震内力，有两次涉及到“耦合”，第一次是计算振型的时候，考虑了各楼层的转角自由度，是一个考虑平动和扭转变形耦合的振型求解过程，第二次“耦合”就是确定了各阶振型的地震内力后，通过3.3.11-5式耦合得到实际的地震内力（地震效应值）。 综上所述，振型分解反应谱的特点就是求振型和求地震内力是两个几乎不关联的过程，方法是固定的，satwe也不例外，所以设置satwe参数时就知道了地震作用计算方法里面的“总刚”和“侧刚”的真实含义，就是用来做振型分解和统计地震当量荷载的，选择总刚算法，结构模型中的每个节点的每个自由度都会给统计一个当量荷载，选择侧刚算法，按照每个楼层三个自由度考虑。地震当量荷载确定之后，就是静力求解了，静力求解同样会涉及到结构的刚度矩阵，如果前面计算地震作用采用的是“总刚”算法，其实结构的刚度矩阵已经有了，甚至是完成矩阵分块的一个总刚，这样静力求解可以直接用它，加上位移边界，就可以求解节点位移，进而计算梁、柱、墙、弹性板内力。