第26卷,第1期
2010年3月
世 界 地 震 工 程W ORLD E ARTHQUAKE ENGI NEER I N G
V o.l 26,N o .1
M ar .2010
收稿日期:2008-07-16; 修订日期:2009-01-12
基金项目:江西省自然科学基金(2008GZ C 0057);江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ 09217)
作者简介:卢华喜(1976-),男,副教授,博士,主要从事土-结构相互作用研究1E-m ai:l l hxi 8516@yahoo .co https://www.doczj.com/doc/6f13340786.html,
文章编号:1007-6069(2010)01-0167-06
中美欧水平地震作用的比较
卢华喜1
,梁平英1
,杨 峻2
,仇早生
1
(1.华东交通大学土木建筑学院,江西南昌330013;2.香港大学土木工程系,香港)
摘 要:分析了中美欧抗震设计中的水平地震作用问题。首先,比较了中美欧抗震规范中建筑物重要性、强度折减系数的差异,介绍了中国规范的底部剪力法、美国规范的等效侧向荷载法以及欧洲规范的侧向荷载法。然后对一多层框架结构,分别作为办公楼和医院,计算了不同设防烈度下、不同延性等级下的水平地震作用,并进行了比较分析,获得了3种规范关于水平地震作用的一些差异。关键词:抗震设计;水平地震作用;重要性;强度折减系数;比较中图分类号:P315.95 文献标志码:A
Co mparison of horizontal earthquake action i n the seis m ic design
codes of China,A m erica and Europe
L U H uax i 1
,L IANG Pi n gy ing 1
,Yang Jun 2
,Q IU Zaosheng
1
(1.S chool of C ivilE ngi neeri ng ,E ast Ch i n a Jiaotong Un i versity ,Nan chang 330013,C h i na ;2.Depart m en t of C i v ilEng i neeri ng ,Th eU n i vers it y ofH ong Kong ,H ong K ong ,C h i na)
Abst ract :The differences of horizontal earthquake action i n the seis m i c design codes o f Ch i n a ,Am er i c a and Eu -rope are stud ied i n th is paper .Firstly ,co m parison o fbuil d i n g i m portance ,streng th reduction facto rs o fGB50011-2001,FE MA450and Eurocode 8is presen ted ,and base shear m ethod o fGB50011-2001,equivalent lateral force
procedure o fFE MA 450,latera l force analysism ethod ofEurocode 8are summ arized .Then ,the se is m ic base shear of a m ultistorey fra m e structure w ith d ifferen t ductility is co m puted as an o ffice or a hospital bu il d i n g under i n tens-i ties 7,8and 9,the bo th co m puted resu lts are co m pared,and so m e d ifferences of seis m ic base shear are found for t h e three codes .K ey w ords :se is m ic desi g n ;horizontal earthquake acti o n;i m portance ;streng th reducti o n factors ;co m parison
引言
各国规范关于地震作用的问题存在一定差别,刘洁平等[1]
探讨了中国规范GB50011-2001与欧洲规范
Euro code 8地震作用[1]计算方法的差异;范力等[2]
指出Eurocode 8通过调整性能系数的大小和保证相关延性指标可以使不同类型结构具有相同的抗震可靠度,我国GB50011-2001规范使脆性结构抗震可靠度偏
小,延性结构抗震可靠度偏大。李英民等[3]
发现我国规范一级抗震等级的抗震措施所达到的对结构的强震性态控制效果与欧洲规范8的控制效果是类似的。翟长海等
[4]认为各国仍在使用依赖过去震害经验的强
度折减系数,考虑的因素不全面。另一方面,计算地震作用还必须考虑到建筑的重要性及结构的延性,罗开海[5]
探讨了中、美、欧3种抗震规范考虑重要性的差异以及结构延性的影响。为进一步探讨关于多层框架
结构的水平地震作用计算问题,本文针对中美欧抗震规范关于框架结构的水平地震作用进行了比较分析,获得了一些有益的结论。
1建筑物重要性
建筑物由于其使用功能和它在社会生产中所发挥的作用的不同,它们在社会生活中的重要性是不相同的。建筑物重要性等级的划分,应该综合考虑建筑物破坏造成的人员伤亡、直接和间接经济损失以及社会影响的大小等因素,同时还要兼顾各地区和行业的特点等。各国抗震规范都是按照上述原则进行建筑物重要性划分的,表1给出了中国GB50011-2001[6]、美国FE MA450[7,8]和欧洲Eurocode8[9]建筑物重要性类别和要求。
表1建筑物重要性类别
T able1I mportance c lasses for bu ildi ngs
GB50011-2001FEM A450Eurocode8
类别地震作用类别重要性系数I类别重要性系数R I
甲高于本地区设防烈度的要求,应按批准的地震安全性结果确定。I 1.00I0.80
乙应符合本地区抗震设防烈度的要求。II 1.25II1.00
丙应符合本地区抗震设防烈度的要求。III 1.50III1.20
丁一般情况下,仍应符合本地区抗震设防烈度的要求。//I V1.40
2强度折减系数
由于地震属于一种小概率事件,所产生的可变作用的重现率很低,出于经济合理与安全性的综合考虑,各国规范在考虑结构延性等因素的基础上,对地震作用进行了折减。
GB50011-2001进行结构构件截面强度验算时采用的是多遇地震,其大小只相当于基本烈度地震的0.35倍左右。实质上,GB50011-2001是按基本烈度地震进行结构分析计算,然后将计算结果通过调整系数0.35(或结构反应修正因子2.8)折减后用于截面强度和结构变形验算的[5]。另外,考虑到结构构件的延性影响,规范规定了不同结构构件的抗震承载力调整系数。
FE MA450对于结构的地震作用通过除以结构反应修正系数R来折减。修正系数R除考虑了结构的能量耗散能力、结构的阻尼等影响外,还考虑了结构所用的材料和结构体系,以及在过去地震中的性能。表2给出了FE MA450中钢筋混凝土框架结构体系的反应修正系数。
表2反应修正系数
T ab l e2R esponse mod ificati on fac t o r
结构体系反应修正系数R 普通钢筋混凝土抗弯框架结构3.00
中等钢筋混凝土抗弯框架结构5.00
特殊钢筋混凝土抗弯框架结构8.00
表3结构性能系数的基本值
T able3B as i c va l ue of t he behav i our factor
结构类型
中等延性等级
(DCM)
高等延性等级
(DCH)
框架体系310a u/a1415a u/a1
Eurocode8通过引入结构性能系数q来实现对地震作用的折减。结构性能系数q不仅包含了结构延性的影响,也包含了结构的阻尼等因素的影响。对于混凝土结构,结构性能系数按下式计算,
q=q0#k w E115(1)
式中:q
0为结构性能系数的基本值,对框架结构按表3取值;对于多层多跨的框架结构,a
u
/a
1
=1130、a
u
、a
1
分别为对应结构出现首个塑性铰和倒塌的基底剪力系数;k w为反映含墙体结构的主要破坏模式的系数,对框架结构,取1.00。
168世界地震工程第26卷
3水平地震作用
文中主要探讨了多层钢筋混凝土框架结构的水平地震作用问题,因此只对GB5001-2001的底部剪力法、FE MA450的等效侧向荷载法、Eur ocode8的侧向荷载法展开讨论。
3.1GB50011-2001的底部剪力法
底部剪力法适用于高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构。结构的水平地震作用标准值,按下式确定,
F EK=a1
G eq(2)式中,a1为相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值;G eq为结构等效总重力荷载,单质点应取总重力荷载代表值,多质点可取总重力荷载代表值的85%。
3.2FEMA450的等效侧向荷载法
等效侧向荷载法适用于简单规则的结构,且结构越规则,精度一般越高。该方法的水平地震作用为,
V=C s W(3)
C s=S DS
R/I
(4)
C s为地震反应系数;W为结构的总重力荷载,S
D S为短周期设计谱反应加速度参数。C s不应超过下式值,
C s=
S D1
T(R/I)
当T F T L(5)
C s=
S D1T L
T2(R/I)
当T>T L(6)
S D1为长周期设计谱反应加速度参数;T为结构的基本周期;T L为长周期的拐点周期。此外,C s不应小于0.01,且对于处在S1E016g区的结构,C s尚不应小于下式计算值,
C s=015S1
R/I
(7)
S1为地震区划图给出的1秒周期反应谱的加速度值,g为重力加速度。
3.3Eurocode8的侧向荷载法
侧向荷载法适用于不被高阶振型影响很大的结构。对于进行结构计算分析的水平方向,结构水平地震作用按下式计算,
F b=S d(T1)#m#K(8) S d(T1)是对应于周期的设计反应谱加速度值;m为结构的总质量,应进行荷载组合计算;K为修正系数,对超过2层的结构,一般取0.85,其它情况取1.0。
4算例分析
文中通过以下算例比较了3种规范对水平地震作用计算的差异。某钢筋混凝土框架结构,如图1和图2所示,共5层,每层层高4.2m,结构阻尼比5%,结构基本周期0.648s,设计地震分组为第2组,场地为GB50011-2001的II类,相当于FE MA450的D类和Eur ocode8的C类,荷载如表4所示。
表4恒载和可变荷载(标准值)
T able4D ead load and var i able l oad(standa rd value)楼层位置恒载/kN可变荷载/kN 顶层5740.90167.08(雪载)中间层(每层)4529.161748.31(活荷载)底层4763.021748.31(活荷载)
表5中美规范的参数
Tabl e5Para me t ers o f FE MA450correspondi ng to GB50011-2001参数7度(0.10g)8度(0.20g)9度
S s0.45 1.041.64 S1(第1组)0.090.200.33
S1(第2组)0.110.230.41
S1(第3组)0.120.270.49
注:表中参数为中国II类场地中相当于美国D类场地的部分。S
s 为地震区划图给出的0.2s周期反应谱的加速度值。
169
第1期卢华喜,等:中美欧水平地震作用的比较
要比较3种规范的水平地震作用,应先确定3种规范参数的对应关系,罗开海[5]
根据地震危险性特征,
给出了中美、中欧的参数对应关系,部分参数如表5和表6
所示。
图1 平面示意图F i g.1P lan v ie
w
图2 立面示意图F i g .2 E levati on v i ew
表6 中欧规范的参数
T ab le 6 P ara m eters o f Euro code 8correspond i ng
to GB50011-2001
地震动参数7度(0.10g)8度(0.20g)
9度a g (g)
0.087
0.174
0.348
注:表中参数为中国II 类场地中相当于欧洲规范C 类场地的部分,且震级M s >515。a g 为A 类场地的设计地震地面运动加速度。
根据3种规范的水平地震作用计算方法以及参数对应关系,分别按照建筑为办公楼、医院(GB50011-2001按乙类考虑),以及分别位于中国抗震设防烈度的7度(0.10g )、8度(0.20g)、9度区进行了计算,表7给出了7度时,3种规范计算水平地震作用的一般过程,8度、9度区的计算过程相同。计算结果以GB50011-2001计算值为基准,归一化处理后如表8所示。计算中,FE MA450分别按普通钢筋混凝土抗弯框架结构、中等钢筋混凝土抗弯框架结构、特殊钢筋混凝土抗弯框架结构计算了水平地震作用,且对办公楼和医院,对应的建筑物重要性系数分别为1.00和1.50;Eurocode 8分别按中等延性等级、高等延性等级计算了水平地震作用,且对办公楼和医院,对应的建筑物重要性系数分别为1.00和1.40。
从表8可以看出,中美欧对建筑重要性的体现是不一样的,FE MA450和Eurocode 8都是通过提高地震作用来考虑其重要性,而GB50011-2001对重要性的考虑在本例中并没有得到反映,这是由于GB50011-2001只对甲类建筑通过提高地震作用考虑重要性,而对其它建筑的重要性主要是通过提高抗震措施来实现的。FE MA450和Eurocode 8对地震作用提高的幅度较大,对本例的医院,分别较办公楼提高了1.5倍和1.4倍。此外,FE MA450和Eurocode 8对地震作用的折减更为细致,对本例而言,FE MA450区分了特殊钢筋混凝土抗弯框架结构、中等钢筋混凝土抗弯框架结构、普通钢筋混凝土抗弯框架3种情况,Eurocode 8则区分了高等延性等级、中等延性等级2种情况。进一步比较发现,作为办公楼,GB50011-2001的地震作用与FE -MA450的中等钢筋混凝土抗弯框架结构、Eur ocode 8的中等延性等级的地震作用较为接近;而作为重要性更高的医院,GB50011-2001的地震作用与FE MA450的特殊钢筋混凝土抗弯框架结构、Eurocode 8的高等延性等级的地震作用较为接近,对于普通钢筋混凝土框架结构,无论是办公楼还是医院,GB50011-2001的地震作用都较FE MA450、Eurocode 8的要小。对应于不同的设防烈度7度、8度、9度,Eurocode 8地震作用与GB50011-2001地震作用的比值较为一致,如高等延性等级的办公楼,3种设防烈度下的比值都为0.71左右。根据表8中的结果,图3给出了作为办公楼和医院,FE MA450地震作用相对于GB50011-2001地震作用的比值变化情况。可以看出,随烈度逐步提高,FE MA450地震作用相对于GB50011-2001地震作用的比值逐渐减小。
170世 界 地 震 工 程 第26卷
表7水平地震作用(7度,0.10g)
T able7Se i s m i c base shear under the hor i zonta l earthquake(i ntensity7,0.10g)
GB50011-2001办公楼医院
FEM A450
办公楼医院
Eu rocode8
办公楼医院
G e q23520.84I1.01.5C11101.4
a max0.08W24091.40m25769.78/g
T g0.40s R8.0/5.0/3.0k w1.0
F5%S s0.45a u/a11.3
C0.90S
1
0.11q05.85/3.90
G
1
0.02F a1.44q5.85/3.90
G
2
1.00F v
2.36a g0.087g
T0.648S DS0.432S1.15
a10.052S D10.173T B0.20
T0.648T c0.60
C s01033/01053/010*******/01080/01134T D2.00
T0.648
S
d
(T)0.040/0.0590.056/0.083
K0185
F EK1223.081223.08
795.021204.57
V/1276.84/1927.31
/2144.13/3228.25
F b
876.17
/1292.35
1226.64
/1818.06
注:(1)R、C
s
、V中/*/*/*0分别代表/特殊钢筋混凝土抗弯框架结构/中等钢筋混凝土抗弯框架结构/普通钢筋混凝土抗弯框架03种情况;
(2)q0、q、S d(T)、F b中/*/*0分别代表/高等延性等级/中等延性等级0;(3)FE M A450中F a、F v分别为短周期、长周期的场地系数;(4)
E urocod e8中,S为场地土系数,T B、T C为加速度谱周期常数段界限,T D为位移反应谱起始周期的常量值;(5)GB50011-2001中参数见中国
规范。
表8结构水平地震作用比较(以G B50011-2001计算值为基准)
T ab l e8Co mparis on of t he sei s m ic base s hear under t he horizontal earthq uake(nor m alized by t he calculat ed val ues o fGB50011-2001)
用途
GB50011-2001
办公楼医院
FEM A450
办公楼医院
Eu rocode8
办公楼医院
重要性系数按乙类建筑1.0 1.51.01.4 R或q8.05.03.08.05.03.05.853.905.853.90 7度1.00(1223.08kN) 1.000.651.041.750.981.58 2.640.72 1.061.001.49 8度1.00(2446.17k N) 1.000.560.901.510.851.35 2.270.71 1.070.991.50
9度1.00(4892.33k N) 1.000.410.661.100.620.98 1.650.71 1.070.991.
49
图3中美地震作用比较
F ig.3Co m parison of t he se is m ic base shea r bet ween
G B50011-2001and FE M A450171
第1期卢华喜,等:中美欧水平地震作用的比较
172世界地震工程第26卷5结论
(1)除甲类建筑外,GB50011-2001对建筑重要性的考虑主要是通过提高抗震措施来实现的;FE MA450和Eurocode8主要是提高地震作用来考虑建筑的重要性,且提高的幅度较大。
(2)FE MA450和Eurocode8对地震作用的折减更为细致。FE MA450和Eurocode8都区分了结构的不同延性;而GB50011-2001则没有区别对待。
(3)对于普通钢筋混凝土框架结构,GB50011-2001的地震作用都较FE MA450、Eurocode8的要小;作为重要性不高的办公楼,GB50011-2001的地震作用与FE MA450的中等钢筋混凝土抗弯框架结构、Euro-code8的中等延性等级的地震作用较为接近;而作为重要性更高的医院,GB50011-2001的地震作用与FE-MA450的特殊钢筋混凝土抗弯框架结构、Eurocode8的高等延性等级的地震作用较为接近。
(4)对于不同的设防烈度7度、8度、9度,Eur ocode8地震作用与GB50011-2001地震作用的比值较为一致;而FE MA450的地震作用随烈度逐步提高相对于GB50011-2001地震作用的比值逐渐减小。
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bu il d i ngs[S].
第五节 多自由度体系的水平地震作用 一、振型分解反应谱法 多质点弹性体系地震反应同单质点弹性体系一样，可以通过运动方程的建立和求解来实现。 假定建筑结构是线弹性的多自由度体系，利用振型分解和振型正交性原理，将求解n 个多自由度弹性体系的地震反应分析分解成n 个独立等效的单自由度体系的最大地震反应，分别利用标准反应谱，求得结构j 振型下，质点i 的F ，再按一般力学方法，求j 振型水平地震作用产生的作用效应（弯矩、剪力、轴力和变形），最后，按一定法则将各振型的作用效应进行组合，（但应注意，这种振型间作用效应的组合，并非简单的求代数和。）便可确定多自由度体系在水平地震作用下产生的作用效应。由于各个振型在总的地震效应中的贡献总是以自振周期最长的基本振型（第一振型）为最大，高振型的贡献随振型阶数增高而迅速减小。实际上，即使体系的自由度再多，也只计算对结构反应起控制作用的前k 个振型就够了，一般需考虑的振型个数k=2—3，即取前2—3个振型的地震作用效应进行组合，就可以得到精度很高的近似值，从而大胆减少计算工作量。 1、振型的最大地震作用 第j 振型I 质点最大地震作用 i ji j j ji G X F γα= 式中： j α —— 相应于第j 振型自振周期T 的地震影响系数 j γ —— j 振型的振型参与系数 ∑∑===n i ji i n i ji i j X m X m 121γ ji X —— j 振型i 质点的水平相对位移——振型位移 i G —— 集中于i 质点的重力荷载代表值 上述方法繁琐，工作量大，计算不方便，因此工程中为了简化计算，在满足一定条件下，可采用近似的计算法，即底部剪力法。 2、振型组合 （1）SRSS （平方和开方法） ∑=2 j S S （2）CQC （完整二次项组合法） 二、底部剪力法 1、 适用条件： （1） 高度不超过40m ； （2） 以剪切变形为主（房屋高宽比小于4） （3） 质量和刚度沿高度分布比较均匀 （4） 近似于单质点体系
上海市工程建设规《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，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；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。 3.9.4 在施工中，当需要以强度等级较高的钢筋替代原设计中的纵向受力钢筋时，应按照钢筋受拉承载力设计值相等的原则换算，并应满足最小配筋率要求。
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。
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 x h=500mm X 500mm ） :4X 25X 0.5X 0.5X 3.9/2=48.75KN 柱自重：48.75KN 8.1.1.2 屋面梁自重 3.16kN/m 7.6m 0.3m 2 1.495kN/m (3m 0.3m) 3.16 6.6 0.5 4 1.495kN/m (6.6m 0.25m) 2 147.16kN 屋面梁自重：147.16KN 8.1.1.3 半层墙自重 8.1.1.4 屋面板自重 2 顶层无窗墙（190 厚）：14.25 0.19 20 0.02 2 39 0.6 6.6 31.25KN 带窗墙（190厚）： 3.9 14.25 0.19 20 0.02 2 0.6 6.6 2 1 5 1 8 14.25 0.19 20 0.02 0.45 2 3 82.98 KN 女儿墙: 14.25 0.19 20 0.02 2 1.6 6.6 37.04KN 2 墙自重：114.23 KN
6.5kN/m 6.6m ( 7.6m 2 3m) 780.78kN
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： 3.3kN/m 7.6m 0.3m 2 1.6kN/m (3m 0.3m) 3.3 6.6 0.5 4 1.6kN / m (6.6m 0.25m) 2 154.3kN 8.1.2.3 半墙自重：同第五层，为 27.66KN 则整层为2X27.66X4=221.28 KN 8.1.2.4 楼面板自重：4^6.6X (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： G 2-4 953.56 50% 2.5 6.6 7.6 2 3.5 6.6 3 1113.61KN 活载:Q 2-4=(2.5 6.6 7.6 2 3.5 6.6 3) 50% 160.05KN 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 X h=500mm X 500mm ) :4X 25 X 0.5X 0.5X 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 )： 14.25 0.19 20 0.02 2 42 0.6 6.6 2 二层半墙自重(190mm ): 27.66 KN 则墙自重为：(31.14+27.66)X 4=235.2 KN 1.5 1.8 2 14.25 0.19 20 0.02 0.45 31.14KN
第8章水平地震作用下的内力和位移计算 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。 第五层重力荷载代表值计算 层高H=，屋面板厚h=120mm 半层柱自重 （b×h=500mm×500mm）:4×25×××2= 柱自重： 屋面梁自重 () () kN m m m kN m m m kN m m m kN 16 . 147 2 ) 25 .0 6.6( / 495 .1 4 5.0 6.6 16 .3 ) 3.0 3( / 495 .1 2 3.0 6.7 / 16 .3 = ? - ? + ? - ? + + ? + ? - ? 屋面梁自重： 半层墙自重 顶层无窗墙（190厚）：()KN 25 . 31 6.6 6.0 2 9.3 2 02 .0 20 19 .0 25 . 14= ?? ? ? ? ? - ? ? ? + ? 带窗墙（190厚）： () () KN 98 . 82 3 45 .0 02 .0 20 19 .0 25 . 14 2 8.1 5.1 6.6 6.0 2 9.3 2 02 .0 20 19 .0 25 . 14 = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - ? + ? ? ? - ? ? ? ? ? ? - ? ? ? + ? 墙自重：KN
女儿墙：()KN 04.376.66.1202.02019.025.14=????+? 屋面板自重 kN m m m m kN 78.780)326.7(6.6/5.62=+??? 第五层重量 ++++= KN 顶层重力荷载代表值 G 5 = KN 第二至四层重力荷载代表值计算 层高H=，楼面板厚h=100mm 半层柱自重：同第五层，为 KN 则整层为×2= KN 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=?-?+?-?+ +?+?-? 半墙自重：同第五层，为则整层为2××4= KN 楼面板自重：4××（+3+）= KN 第二至四层各层重量=+++= KN 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=???+???）（ 第一层重力荷载代表值计算 层高H=，柱高H 2=++=，楼面板厚h=100mm 半层柱自重：
〈〈高层建筑混凝土结构技术规程》 5. 6荷载效应和地震作用组合的效应 5. 6荷载效应和地震作用组合的效应 5.6.1 持久设计状况和短暂设计状况下，当荷载与荷载效应按线形关系考虑时，荷载基本组合的效应设计值应按下式确定： S =Y G&k +Y L Q Y Q&k w Y w S wk ( 5.6.1 ) 式中：S――荷载组合的效应设计值；Y G永久荷载分项系数；Y Q――楼面活荷载分项系数； Y w――风荷载的分项系数；Y L――考虑结构设计使用年限的荷载调整系数，设计使用年限为50年时取1.0，设计使 用年限为100年时取1.1 ；S3k 永久荷载效应标准值；S Qk 楼面活荷载效应标准值； S-――风荷载效应标准值；》Q、》w――分别为楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数，当永久荷载效应起控制作用时应分别取0.7和0.0 ;当可变荷载效应起控制作用时应分别取 1.0和0.6或0.7和1.0。 注：对书库、档案室、储藏室、通风机房和电梯机房，本条楼面活荷载组合值系数取0.7的场合应取为0.9。 5.6.2 持久设计状况和短暂设计状况下，荷载基本组合的分项系数应按下列规定采用： 1永久荷载的分项系数Y G当其效应对结构承载力不利时，对由可变荷载效应控制的组合应取 1.2，对由永久荷载控 制的组合应取1.35 ;当其效应对结构有利时，应取 1.0 ； 2楼面活荷载的分项系数Y Q：—般情况下应取1.4 ； 3风荷载的分项系数Y w应取1.4。 2位移计算时，本规程公式(5.6.1 )中个分项系数均应取1.0。 5.6.3 地震设计状况下，当作用与作用效应按线形关系考虑时，荷载和短暂作用基本组合的的效应设计值应按下式确定： S d S=Y °&E + Y Eh Shk + Y Ev Svk +书w Y Sk (5.6.3 ) 式中：S――荷载和地震作用组合的效应设计值；S GE――重力荷载代表值的效应； S Ehk――水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数、调整系数； S Evk ――竖向地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数、调整系数； Y G――重力荷载分项系数；Y w――风荷载分项系数；Y Eh――水平地震作用分项系数；Y E ------------- 竖向地震作用分项系数； 屮w――风荷载组合值系数，应取0.2。 5.6.4 地震设计状况下，荷载和地震作用基本组合的分项系数应按表 5.6.4 采用。当重力荷载效应对结构的承载力有利时， 表5.6.4 中Y G不应大于1.0。 2 "―"表示组合中不考虑该项荷载或作用效应。 5.6.5 非抗震设计时，应按本规程第5.6.1 条的规定进行荷载组合的效应计算。抗震设计时，应同时按本规程第 5.6.1条 和5.6.3 条的规定进行荷载和地震作用的效应计算；按本规程第 5.6.3 条计算的组合内力设计值，尚应按本规程的有关规定 进行调整。
地震等级计算方法是什么 一般情况下仅就烈度和震源、震级间的关系来说，震级越大震源越浅、烈度也越大。一般震中区的破坏最重，烈度最高，这个烈度称为震中烈度。从震中向四周扩展，地震烈度逐渐减小，不同级别地震的破坏力有多大呢？震级是表征地震强弱的量度,通常用字母M表示，它与地震所释放的能量有关。一个6级地震释放的能量相当于美国投掷在日本广岛的原子弹所具有的能量。震级每相差1.0级，能量相差大约32倍;每相差2.0级，能量相差约1000倍。也就是说，一个6级地震相当于32个5级地震，而1个7级地震则相当于1000个5级地震。目前世界上最大的地震的震级为9.5级， 计算公式为：M=lg(A/T)max+ σ ( Δ ) 式中：A ----地震面波最大地动位移，取两水平分向地动位移的矢量和，μm； T ----相应周期，S；
Δ----震中距，(度)。 测量最大地动位移的两水平分量时，要取同一时刻或周期相差在1/8周之内的震动。若两分量周期不一致时，则取加权和： T=(T N ×A N +T E× A E )/(A N +A E ) 式中：A N ------南北分量地动位移，μm； A E ------ 东西分量地动位移，μm； T N ------ A N 的相应周期，S； T E ------ A E 的相应周期，S；
量规函数σ(Δ)为：σ( Δ )=1.66lg Δ +3.5 不能使用与表一中给出的值相差很大的周期来测定地震震级M。地震震级M应根据多台的平均值确定。 中国使用的震级标准，是国际上通用的里氏分级表，共分9个等级，在实际测量中，由于其与震源的物理特性没有直接的联系，因此多用矩震级来表示。 二、震级认定 社会应用，应以国务院地震行政主管部门认定的地震震级M 为准。 表一不同震中距(Δ)选用地震面波周期（T）值
第四节水平地震作用计算 重力荷载代表值计算 本设计建筑高度为23.95m，以剪切表形为主，且质量和高度均匀分布，故可采用底部剪力法计算水平地震作用。首先需要计算重力荷载代表值。 屋面处重力荷载代表值=结构和构件自重标准值 楼面处重力荷载代表值=结构和构件自重标准值+0.5楼面活荷载标准值 其中结构和构件自重取楼面上、下各半层高度范围内（屋面处取顶层1/2）的结构和构件自重。计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构件自重和各可变荷载组合值之和。 设计时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%楼面均布活荷载，纵、横梁自重，楼面上、下各半层的柱及纵、横墙体自重。 一、楼层总量 取6轴框架左侧3000mm宽度和右侧3000mm宽度的楼层的重量进行近似计算 第9标准层： 1.梁重量 ⑴截面尺寸：b×h=300mm×600mm 线荷载：25×0.3×（0.6-0.12）+0.04×（0.6-0.12）×17=3.93KN/m =3.93×（4＋3）＝27.51 KN G 1 ⑵截面尺寸：b×h=250mm×500mm 线荷载：25×0.25×（0.5-0.12）+0.04×（0.5-0.12）×17=2.63KN/m =2.63×3×4 ＝31.56 KN G 2 (3)截面尺寸：b×h=200mm×450mm 线荷载：25×0.2 ×（0.45-0.12）+0.04×（0.45-0.12）×17=1.87KN/m =1.87×6 ＝11.22 KN G 3 (4)截面尺寸：b×h=300mm×650mm 线荷载：25×0.3 ×（0.65-0.12）+0.04×（0.65-0.12）×17=4.34KN/m =4.34×8 ＝34.72 KN G 4 2.柱重量 = (6.01×3)×（1.8/2－0.12）=27.18KN G 5
单质点,多质点体系地震作用处理方法的异同 刘十一050880，易坤涛050881，王超维050882，刘超050883 地壳板块在地幔热对流作用下发生缓慢漂移，由于板块之间的碰撞和积压，地壳内部的应力不断累积。当应力到达一定程度时，就会发生断裂，形成地震。我国处在环太平洋地震带和喜马拉雅地震带的交汇处，为地震多发国家。建筑抗震研究在我国有重要实际意义。 地震波分为体波和面波。体波在地球内部传播，分为横波（S ）和纵波（P ）两种。纵波为压缩波，传播速度与拉伸弹性模量有关，对地表建筑的作用主要是垂直方向。横波为剪切波，传播与剪切弹性模量有关，对地表建筑作用主要是水平方向。面波是在体表传播，由体波的折射、反射后形成的，对建筑影响既有水平方向，又有垂直方向。因此，建筑物受到的地震作用既有水平方向，又有竖直方向的。由于建筑在竖直方向刚度较大，而水平方向刚度较小，容易在水平方向发生震动的放大，所以主要考虑水平方向的震动响应。由于线弹性体震动可以叠加，只要考虑了一个方向的水平震动。 求地震作用时，通常将建筑物简化为单质点或多质点体系。 单质点体系，质点受到三个力的作用： 1. 惯性力：()I g f m x x ''''=-+ 2. 阻尼力：c f cx '=- 3. 恢复力：k f kx =- 4. 由质点受力平衡得：0I c k f f f ++= => g mx cx kx mx '''''++=- 其中m 、c 、k 、x g 、x 分别为质量，阻尼，体系刚度，地面位移和质点相对地面的位移。 令ω=2c m ωξ= 则上式子转化为 22g x x x x ωξω'''''++=- 加上初始条件（x(0)＝0，x ’(0)=0）可得到 ()01()()sin[()]t t g D D x t x e t d ξωτττωτω--''=--?；ω=D 其中ω为无阻尼体系自由振动频率,ξ称为阻尼比,一般工程结构中ξ值较小,在0.101~0.1,ωd 为有阻尼时体系自由振动圆频率,一般ω≈ωd. 将位移反应对时间求一阶和二阶导数,并且ξ值很小,可得体系地震速度反应和地震加速度反应： ()0 ()()cos[()]t t g D x t x e t d ξωτττωτ--'''=--? ()0()()()sin[()]t t g D g D x t x t x e t d ξωττωτωτ--''''''+=-? 单自由度体系再地震作用下的振动是最简单的情况，但是由于实际工程中建筑物质量是非集中的，非集中倒一点，也不会只有一个自由度。为了计算，同时要满足一定的精度要求，
5.2 水平地震作用计算 5.2.1采用底部剪力法时，各楼层可仅取一个自由度，结构的水平地震作用标准值，应按下列公式确定(图5.2.1)： 式中FEk－结构总水平地震作用标准值； α1－相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值，应按本章第5.1.4条确定，多层砌体房屋、底部框架和多层内框架砖房，宜取水平地震影响系数最大值； Geq－结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点可取总重力荷载代表值的85%； Fi－质点i的水平地震作用标准值； Gi，Gj－分别为集中于质点i、j的重力荷载代表值，应按本章第5.1.3条确定； Hi，Hj－分别为质点i、j的计算高度； δn顶部附加地震作用系数，多层钢筋混凝土和钢结构房屋可按表 5.2.1采用，多层内框架砖房可采用0.2；其他房屋可采用0.0； ΔFn－顶部附加水平地震作用。
注：T1为结构基本自振周期。 5.2.2采用振型分解反应谱法时，不进行扭转耦联计算的结构，应按下列规定计算其地震作用和作用效应： 1 结构j振型i质点的水平地震作用标准值，应按下列公式确定：d 式中Fji-j振型i质点的水平地震作用标准值； αj-相应于j振型自振周期的地震影响系数，应按本章第5.1.4条确定； Xji-j振型i质点的水平相对位移； rj-j振型的参与系数。 2 水平地震作用效应(弯矩、剪力、轴向力和变形)，应按下式确定： 式中SEk-水平地震作用标准值的效应； Sj-j振型水平地震作用标准值的效应，可只取前2～3个振型，当基本自振周期大于1.5s或房屋高宽比大于5时,振型个数应适当增加。 5.2.3 建筑结构估计水平地震作用扭转影响时，应按下列规定计算其地震作用和作用效应： 1 规则结构不进行扭转耦联计算时，平行于地震作用方向的两个边榀，其地震作用效应应乘以增大系数。一般情况下，短边可按1.15采用，长边可按1.05采用；当扭转刚度较小时宜按不小于1.3采用2扭转耦联振型分解法计算时各楼层可取两个正交的水平位移和一个转角共三个自由度并应按下列公式计算结构
《高层建筑混凝土结构技术规程》5.6荷载效应和地震作用组合的效应 5.6荷载效应和地震作用组合的效应 5.6.1持久设计状况和短暂设计状况下，当荷载与荷载效应按线形关系考虑时，荷载基本组合的效应设计值应按下式确定： S d＝γG S Gk＋γLψQγQ S Qk＋ψwγw S wk（5.6.1） 式中：S d——荷载组合的效应设计值；γG——永久荷载分项系数；γQ——楼面活荷载分项系数； γw——风荷载的分项系数；γL——考虑结构设计使用年限的荷载调整系数，设计使用年限为 50 年时取 1.0，设计使用年限为 100 年时取 1.1；S Gk——永久荷载效应标准值；S Qk——楼面活荷载效应标准值； S wk——风荷载效应标准值；ψQ、ψw——分别为楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数，当永久荷载效应起控制作用时应分别取 0.7 和 0.0；当可变荷载效应起控制作用时应分别取 1.0 和 0.6 或 0.7 和 1.0。 注：对书库、档案室、储藏室、通风机房和电梯机房，本条楼面活荷载组合值系数取 0.7 的场合应取为 0.9。 5.6.2持久设计状况和短暂设计状况下，荷载基本组合的分项系数应按下列规定采用： 1永久荷载的分项系数γG：当其效应对结构承载力不利时，对由可变荷载效应控制的组合应取 1.2，对由永久荷载控制的组合应取 1.35；当其效应对结构有利时，应取 1.0； 2楼面活荷载的分项系数γQ：一般情况下应取 1.4； 3风荷载的分项系数γw应取 1.4。 2位移计算时，本规程公式（5.6.1）中个分项系数均应取 1.0。 5.6.3地震设计状况下，当作用与作用效应按线形关系考虑时，荷载和短暂作用基本组合的的效应设计值应按下式确定： S d S＝γG S GE＋γEh S Ehk＋γEv S Evk＋ψwγw S wk（5.6.3） 式中：S d——荷载和地震作用组合的效应设计值；S GE——重力荷载代表值的效应； S Ehk——水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数、调整系数； S Evk——竖向地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数、调整系数； γG——重力荷载分项系数；γw——风荷载分项系数；γEh——水平地震作用分项系数；γEv——竖向地震作用分项系数；ψw——风荷载组合值系数，应取 0.2。 5.6.4地震设计状况下，荷载和地震作用基本组合的分项系数应按表 5.6.4 采用。当重力荷载效应对结构的承载力有利时，表 5.6.4 中γG不应大于 1.0。 表 5.6.4A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m） 注：1g 为重力加速度； 2"—＂表示组合中不考虑该项荷载或作用效应。 5.6.5非抗震设计时，应按本规程第 5.6.1 条的规定进行荷载组合的效应计算。抗震设计时，应同时按本规程第 5.6.1 条和 5.6.3 条的规定进行荷载和地震作用的效应计算；按本规程第 5.6.3 条计算的组合内力设计值，尚应按本规程的有关规定进行调整。 1 / 1
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 =。
荷载及荷载效应组合和地震作用 乙、荷载及荷载效应组合和地震作用 2荷载及荷载效应组合和地震作用 2.1楼、屋面荷载取值 2.1.1高层建筑和公共建筑的走廊、门厅、楼梯楼面均布活荷载标准值取2.5kN/m2，不符合《荷载规范》第4.1.l条和表4.l.l项11(3)的要求。 改进措施：《荷载规范》GB 50009局部修订第4.1.l条表4.1.1项次11(3)中规定：其他民用建筑及当人流可能密集时，其走廊、楼梯，门厅楼面均布活荷载取3.5kN/m2。因此对高层建筑和公共建筑的走廊、门厅、楼梯的楼面均布活荷载标准值取 2.5kN/m2不正确，应取3.5kN/m2。 2.1.2在楼板设计时漏算固定隔墙自重产生的荷载效应。 改进措施：《荷载规范》GB 50009第4.1.1条表4.1.l的注5规定，对固定隔墙的自重应按恒荷载考虑。因此在楼板设计时必须考虑固定隔墙自重产生的荷载效应，否则该设计属不正确。 2.1.3设计框架结构的楼板时，未考虑可灵活自由布置的非固定隔墙荷载。 改进措施：框架结构的优点是便于根据房间的不同用途进行分隔，设置灵活自由非固定的隔墙，因而在设计楼板时，应考虑房屋在使用过程中设置这类隔墙的可能性。为此应按《荷载规范》GB 50009第4.1.1条表4.1.1的注5规定，对这类隔墙应取每延米墙重(kN/m)的1/3作为楼面活荷载标准值的附加值(kN/m2)计入楼面设计荷载内，并将此附加值在结构设计说明书中注明，以便今后使用。 未考虑这类隔墙荷载将降低该房屋适应变更房间分隔的能力。 2.1.4屋面板设计时对保温层或找坡层荷载取值偏小。 改进措施：对保温层或找坡层荷载取值偏小情况，经常发生在设计人员疏忽大意或校审人员校审不严时，因而应加强设计管理工作，增强设计人员和校审人员的工作责任心，防止此类问题发生。 2.1.5高层建筑、裙房以外的首层地下室顶板的设计荷载取值偏小；例如： (1)位于汽车通道下方的板未考虑消防车荷载； (2)未考虑施工过程中由于材料堆放等引起的施工荷载。 改进措施：汽车通道下方的首层地下室顶板应考虑消防车荷载，否则可能会造成不安全。顶板设计时应根据工程的实际情况确定顶板由于消防车产生的荷载。当消防车直接行驶于顶板上时，可直接按《荷载规范》GB 50009表4.1.1第8项的规定取值；当顶板上填有覆土或其他充填物时，应按消防车轮压处于最不利位置并考虑其在土中或充填物内的扩散分布，进行分析计算后确定消防车荷载。 地下室顶板设计时应考虑在施工过程中由于材料堆放等原因引起的施工荷载，此施工荷载应在结构设计说明中注明，以便施工单位控制此荷载，避免发生超载。 2.1.6现浇钢筋混凝土楼板为双向板，其上置放有局部活荷载(非中心位置处)，在设计时其活荷载未按等效均布活荷载确定方法进行计算。 改进措施：一般情况(采用有限元方法分析者除外)，在设计现浇钢筋混凝土双向板时，作用在板上的楼面局部荷载应进行等效均布荷载的换算。换算时，可按单跨四边简支双向板，使局部荷载产生的板的绝对最大弯矩与满布均布荷载产生的板中心处最大弯矩相等的条件而求得，此满布的均布荷载值即为所换算的等效均布荷载值。由于双向板可求得两个等效均布荷载值，设计时应取其中的较大值。 注：当局部均布荷载位于板中心时(即当a＝b，c＝d时)，即可求得该双向板局部均布荷载最不利布置(板中心处)时换算的等效均布荷载值。其可根据建筑结构静力计算手册查表计算确定。
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： a max =K* a max 基本 a max :多遇或罕遇或极罕遇地震的峰值加速度 a max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： a max=Fa*a max II （GB18306-2015附录） a max按场地类别调整后的地震动峰值加速度 a max n：n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 : 丫 max邛 * a max 丫max水平地震影响系数最大值 B：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：丫 max邛* Fa*K* a max基本 二、示例： 1、确定7度015g地区、皿类场地的多遇地水平系数最大值:
1)、确定FA: 7度地区、H类场地基本地震动峰值加速度为：a max基本二。 7度地区、H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，加速度为时的皿类场地FA=。 注意：按H类场地基本地震峰值加速度，查得皿类场地的FA=F用法是不 正确的. 2)、则7度区、皿类场地多遇地水平系数最大值为： 丫 max邛 * Fa*K* a max 基本 =* *(1/3)* 2、确定8度地区、皿类场地的多遇地水平系数最大值： 1)、确定FA: 8度地区、H类场地基本地震动峰值加速度为： a max基本二。 8度地区、H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皿类场地 Fa=)、则8度区、皿类场地多遇地水平系数最大值为： 丫 max邛 * Fa*K* a max 基本 =* *(1/3)*
关于水平地震力作用下房屋建筑框架侧移计算 摘要：2008年，四川汶川发生8级地震，2011年日本发生9级地震，地震的强度都非常大，这对房屋建筑提出更高的要求，应尽可能的减少人民财产的损失。因此，掌握多高层钢筋混凝土结构的抗震设计方法，显然是十分重要的。虽然地震作用可来自任意的方向，但在抗震设计时，一般只需且必须对结构纵、横两个主轴方向进行抗震计算。本文主要研究水平地震力作用下房屋建筑框架侧移计算。 关键词：横梁线刚度、D值法 地震烈度，表示当发生地震时，地面及建筑物遭受破坏的程度。烈度在6度以下时，地震对建筑物影响较小，一般可不考虑抗震措施，9度以上地区，地震破坏力很大，一般应尺量避免在该地区建筑房屋，建筑物抗震设防的重点时7、8、9度地震烈度的地区。作多遇地震作用的抗震计算时，要求：通常情况下，应在结构的两个主轴方向分别计入水平地震作用，各方向的水平地震作用应全部由该方向的抗侧力构件承担；当有斜交抗侧力构件时，宜分别计入各抗侧力构件方向的水平地震作用。下面主要对横梁线刚度和横向框架柱的侧移刚度进行计算。 1. 横梁线刚度： 采用混凝土C25，=2.8×107kN/㎡，在框架结构中，有现浇楼面或预制板楼面，但是有现浇板的楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。为考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架取=1.5 （为梁的截面惯性矩）；对中框架取=2.0 。若为装配楼板，带现浇层的楼面，则边框架梁取=1.2 ，对中框架取=1.5 。 横梁线刚度计算结果见表1。 2.横向框架柱的侧移刚度D值 （1）D值法 反弯点法中的梁刚度为无穷大的假定，使反弯点法的应用受到限制。在一般情况下，柱的抗侧刚度还与梁的线刚度有关；柱的反弯点高度也与梁柱线刚度比、上下层梁的线刚度比、上下层的层高变化等因素有关。在反弯点法的基础上，考虑上述因素，对柱的抗侧刚度和反弯点高度进行修正，就得到D值法。在D值法中，柱的抗侧刚度以D表示，故得其名。
地震作用计算 一、确定计算前提： 烈度：甲类建筑按安评报告且应高于本地设防烈度，乙、丙类按本地设防烈度。（高层适用）方向：两个主轴方向+斜交抗侧力构件方向（斜交角度大于15度） 双向地震：质量刚度明显不对称 （1）从平面形状上判别：平面为L 形，T形等属于平面不规则的结构为明显不对称的结构，位移比无论为何值，均应考虑双向地震作用 （2）位移比大于1.2（或1.3，尚无定论）的结构属平面不规则中的扭转不规则，无论平面形状对称与否，均应考虑双向地震作用。 （3）从竖向形状上判别：大地盘结构为明显的质量及刚度竖向不对称应考虑双向地震作用（4）竖向质量和刚度明显不对称的结构，如上下刚度差别较大，或上下的质量差别较大的结构应考虑双向地震作用。 竖向地震：7度半（高层）、8度、9度的大跨度和长悬臂结构，9度时的高层考虑。 8、9度时的隔震结构 偶然偏心：(高层、单向地震考虑，多层不考虑，双向地震不考虑)
二、选择计算方法： 底部剪力法、振型分解反应谱发、时程分析法。 三、计算重力荷载代表值： 采用半层集中法，屋面活荷载和软钩吊车荷载不计入，书库、档案馆等活载组合系数取0.8 楼顶计算: 楼板+下半层墙体重力+活荷载×0+雪荷载×0.5+积灰荷载×0.5 每层计算:楼板+上下半墙重量+等效均布活载×0.5（书库、档案活载×0.8）+实际情况的楼活载×1.0 四、计算水平地震作用效应： 地震效应Fi计算 楼层剪力计算 考虑扭转耦联作用边榀构件地震效应放大（采用扭转耦联振型分解法的除外）考虑地基与结构相互作用地震效应折减 薄弱层放大系数1.25 剪重比调整 0.2V0调整（框剪）筒体结构调整。 框支柱调整（部分框支剪力墙） 地震作用标准值 五、计算竖向地震作用效应：
7.2.27 今有一高40m 、地上10层的办公楼，7度抗震设防、设计基本地震加速度值为0.10g 、第一组、IV 类建筑场地、钢筋混凝土框架结构，剖面、平面见（图7-2-4）所示。 （图7-2-4）办公楼的平面和剖面 （a ） 平面；（b ）剖面 通过计算，已知每层楼面的永久荷载标准值为12,000KN(包括墙、柱、楼面结构等的自 重)，每层楼面的活荷载标准值为2,000kN ；屋面永久荷载标准值为13,OOOkN ，屋面活荷载标准值为2,000kN ；又经动力分析知该楼的基本自振周T 1（将计算值已经折减）为1.0秒。试求该楼的水平地震作用标准值。 [解]： （1）确定求该楼水平地震作用标准值的方法 由于楼高40m ，以剪切变形为主的框架、且各层的质量和刚度沿高度分布又均较均匀， 因此采用底部剪力法求水平地震作用标准值。 （2）各层的重力荷载代表值 i G 及结构的等效总重力荷载代表值 eq G kN G i 000,135.0000,200.1000,12=?+?= (I=1~9) kN G 000,130.0000,200.1000,1310=?+?= 因此 kN G G i i eq 500,110)10000,13(85.085.010 1 =?==∑= （3）求水平地震影响系数 1α 由于该市属设计地震分组第一组、设防地震烈度为7度，设计基本地震加速度值为 0.10g ，IV 类场地，根据这些条件，查（表7-2-1）（高规表3.3.7-2）得特征周期值 g T =0.65秒。 表7-2-1特征周期值 （秒）
注：计算8、9度罕遇地震作用时，特征周期值增加0.05秒 现该楼的基本自振周期 1T =1.0秒，大于特征周期 g T =0.65秒。因此，水平地震影响系数 1α 为 m a x 21 1)( αηαγ T T g = 这里 1α ——相应于 的地震影响系数； m a x α——地震影响系数最大值，由（表7-2-2）知，今 max α =0.08。 表7-2-2 水平地震影响系数最大值 max α 注：7、8度时，括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g 和0.30g 的地区。 γ——衰减指数，ξ ξγ55.005.09.0+-+ = ；当 ξ =0.05时，γ =0.9； ξ——阻尼比，除有专门规定外，钢筋混凝土高层建筑结构的阻尼比应取0.05； 2η——阻尼调整系数，ξ ξη7.106.005.012+-+= ；当 ξ =0.05时， 2η=1.0； 这样 08.0) .165.0( 9 .01?=α =0.0543 （4）顶部附加地震作用系数 n δ及其顶层附加水平地震作用标准值 n F ? 顶部附加作用系数 n δ ，可按（表7-2-3）取用。
结构水平地震作用计算的 底部剪力法 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
附录C 结构水平地震作用计算的底部剪力法 采用底部剪力法计算高层建筑结构的水平地震作用时，各楼层在计算方向可仅考虑一个自由度（图C ），并应符合下列规定： 图C 底部剪力法计算示意 1，结构总水平地震作用标准值应按下列公式计算： eq Ek G F 1α= E eq G G 85.0= 式中：F Ek ——结构总水平地震作用标准值； α1——相应于结构基本自振周期T 1的水平地震影响系数，应按本规程第条确 定；结构基本自振周期T 1可按本附录条近似计算，并应考虑非承重墙 体的影响予以折减； G eq ——计算地震作用时，结构等效总重力荷载代表值； G E ——计算地震作用时，结构总重力荷载代表值，应取各质点重力荷载代表 值之和。 2，质点主的水平地震作用标准值可按下式计算：
)1(1n Ek n j j j i i i F H G H G F δ-=∑= (i=1,2,…,n) 式中：F i ——质点i 的水平地震作用标准值； G i 、G j ——分别为集中于质点i 、j 的重力荷载代表值，应按本规程第条的规 定确定； H i 、H j ——分别为质点i 、j 的计算高度； δn ——顶部附加地震作用系数，可按表采用。 表 顶部附加地震作用系数δn 注：1，T g 为场地特征周期； 2，T 1为结构基本自振周期，可按本附录第条计算，也可采用根据实测数据 并考虑地震作用影响的其他方法计算。 3，主体结构顶层附加水平地震作用标准值可按下式计算： Ek n n F F δ=? 式中：ΔF n ——主体结构顶层附加水平地震作用标准值。 对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构、框架-剪力墙结构和剪力墙结构，其基本自振周期可按下式计算： T T u T ψ=7.11 式中：T 1——结构基本自振周期(s)； u T ——假想的结构顶点水平位移(m)，即假想把集中在各楼层处的重力荷载 代表值G i 作为该楼层水平荷载，并按本规程第节的有关规定计算的结构 顶点弹性水平位移；