地震作用标准值计算
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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%。
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%。
地震作用效应标准组合
摘要:
1.概述
2.地震作用效应标准组合的确定方法
3.应用实例
4.总结
正文:
1.概述
地震作用效应标准组合是在建筑抗震设计中,针对地震作用效应的一种组合方式。
通过将地震作用效应的不同分项系数进行组合,可以得到一个地震作用效应标准组合,用于评估建筑物在地震作用下的反应。
这种组合方式有助于提高建筑物的抗震性能,保障人民的生命财产安全。
2.地震作用效应标准组合的确定方法
地震作用效应标准组合的确定方法在《建筑抗震设计规范》2010 版的4.2.4 条及条文说明中已有详细说明。
根据规范,地震作用效应标准组合的各作用分项系数均取1.0。
具体计算公式可参照5.4.1 条基本组合,但各分项系数均取1.0。
3.应用实例
以天然地基基础抗震验算为例,假设地震作用效应包括水平地震作用和竖向地震作用。
根据地震作用效应标准组合,水平地震作用的分项系数取1.0,竖向地震作用的分项系数也取1.0。
然后,根据建筑物的重量、地震作用效应
的标准值和分项系数,可以计算出地震作用效应标准组合的值。
将这个值与建筑物的抗震能力进行对比,可以评估建筑物在地震作用下的安全性能。
4.总结
地震作用效应标准组合是建筑抗震设计中一种重要的组合方式,可以通过将地震作用效应的不同分项系数进行组合,得到一个地震作用效应标准组合,用于评估建筑物在地震作用下的反应。
这种组合方式有助于提高建筑物的抗震性能,保障人民的生命财产安全。
水平地震作用标准值fek水平地震作用标准值fek是指建筑物在地震作用下产生的水平加速度与重力加速度的比值。
它是评估建筑物地震安全性能的重要参数之一。
根据我国当前的建筑抗震设计规范(GB 50011-2010),在计算建筑物受到水平地震作用时的结构响应时,要根据建筑物的重要性等级、场地分类、地震烈度等因素确定相应的地震作用标准值fek,以保证建筑物在地震中不发生崩塌和倒塌。
根据GB 50011-2010规范的要求,建筑物的重要性等级分为一般性建筑、重要性较大建筑和特殊用途建筑三个等级,分别对应fek的不同取值。
一般性建筑的fek取值为0.10,重要性较大建筑为0.15,特殊用途建筑为0.20。
这是因为不同建筑物在地震作用下所承受的荷载大小是不同的,重要性较大的建筑物需要承受更大的水平地震作用荷载,以确保其在地震中的安全性能。
此外,建筑物所处的场地分类也是确定fek值的重要因素。
根据GB 50011-2010规范,场地的分类可分为I类(岩石或硬质土壤)、II 类(一般土壤)和III类(软弱土地),对应fek的取值分别为0.15、0.20和0.25。
场地的分类不同,地震作用的荷载大小也会有所不同,因此相应的fek值也有所差异。
另外,在地震烈度的选择上也会对fek的取值产生影响。
GB50011-2010规范要求,在设计过程中要按照规范所规定的烈度地震波加速度时间历程进行分析计算,从而确定fek值。
对于不同的烈度地震,其对应的fek值也会有所区别。
总之,水平地震作用标准值fek是建筑物抗震设计中的重要参数,其取值受到建筑物的重要性等级、场地分类、地震烈度等因素的影响。
合理的选择fek值可以保证建筑物在地震中的安全性能,从而降低地震灾害的风险。
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的地震作用和作用效应确有依据时尚可采用简化计算方法确定地震作用效应。
A 结构基本自振周期T1的求解A.1 求解各层重力荷载代表值G i 和抗侧刚度D i :G i =永久荷载标准值+0.5×楼面活载标准值(按5.1.3条,不包括屋面活载)。
D i 为根据D 值法得到的修正抗侧刚度,矩形柱:33i c i D a Ebh D l = (b 、h 分别为矩形截面宽、高,l 为柱长,a c 为刚度修正系数参页8插页,a c =1时为反弯点法);圆柱:43316i c D a E dl π=(d 为圆形截面直径,l 为柱长,a c 为刚度修正系数参页8插页)。
S —C 修正刚度法,底层:()()211[1216][231]cbbciiD ii l ii =++∑∑∑∑,底层以上:()212[11]i i bciD l ii =+∑∑。
A.2 求解各层相对位移i δ及顶点总位移T μ:nijj iGG==∑∑ ii iGD δ=∑ 1iT i jj μδ==∑ 1nT ii μδ==∑A.3 求解T 1:1 1.7TT ψ=(式C.0.2《高规》页173),T ψ为周期折减系数《高规》4.3.17页43,填充墙刚度越大取下限,否则取上限。
《高钢规》中T ψ为0.90T ξ=B 多层结构(钢结构≤12层)底部剪力法解题步骤B.1 求1α(T 1对应的地震影响系数):T 1未知时,另参A 中T 1的求解。
已知T 1时,求1α:m axαg (特征周期)B.2 求G i 、iG ∑、eq G 、Ek F 、n δ、n F ∆、i F 、E ki V :G i =永久荷载标准值+0.5×楼面活载标准值(不包括屋面活载);i G ∑=1G +2G +…+n G (n 为楼层总数包括小塔楼);0.85eq i G G =⨯∑;1Ek eq F G α=⨯;分别根据T g 和T 1查表5.2.1(页36)得n δ、1n δ-(小塔楼层数为1):n F ∆=n δ×Ek F (无小塔楼时);11n n Ek F F δ--∆=⨯(小塔楼层数为1),内框架0.2n δ=,砖混底框0n δ=。
第四章水平地震作用计算4.1 各楼层重力荷载代表值4.1.1 各楼层重力荷载代表值计算顶层重力荷载代表值:屋面恒载+50%屋面均布活载+纵横梁自重+半层柱自重+半层墙自重其他楼层重力荷载代表值:楼面恒载+50%屋面均布活载+纵横梁自重+楼面上下层柱自重+纵横墙自重柱及纵横墙自重:内柱自重:500㎜×500㎜结构重:25×0.50×0.50=6.25 kN/m 抹灰层: 1 7×0.01×0.50×4=0.34 kN/m 小计: 6.59 kN/m 外柱自重:400㎜×600㎜结构重:25×0.40×0.60=6.00 kN/m抹灰层:17×0.01×(0.40+0.60)×4=0.34 kN/m小计: 6.34 kN/m 1)顶层重力荷载代表值:柱:6.59×3.9/2×(17+17)+6.34×3.9/2×(17+17)=857.26 kN屋盖:(16.2+0.6) ×(67.15+0.4)×4.86=5515.32 kN梁:2.09×4.80×50+2.09×3.90×7+2.09×2.70×8+2.09×5.40×5+4.09×11.40×2+4.09×13×16.2×4.09×17.2×2=1755.53 kN900高女儿墙:2.64×(67.15+0.4+16.2+0.6)×2=425.12 kN内外墙:2.64×[67.15×2×(3.90-0.40)+16.2×2×(3.90-0.60)]+2.48×6.90×(3.90-0.60)×23+2.48×[4.8×(3.90-0.40)×18+3.9×(3.90-0.40)×2+2.7×(3.90-0.40)×4+5.4×(3.9 0-0.40)×1]=3780.27 kN1/2×3780.27=1890.14 kN2.4m楼梯间:2.64×[6.90×(2.40-0.30)+3.90×(2.40-0.30)]×2×2+6.25×2.4×4+6.34×2.40×4+4.86×3.90×6.90×2=621.93 kN屋面可变荷载:0.50×16.20×67.15×2.0=1087.83 kN∴G5=857.26+5515.32+1755.53+425.12+613.48+1890.14+1087.83=12145 kN 突出部分:425.12+621.93=1039 kN2)2-4层:柱:6.59×3.9×(17+17)+6.34×3.9×(17+17)=1714.52kN屋盖:(16.2+0.6) ×(67.15+0.4)×3.89=5515.32 kN梁:2.09×4.80×50+2.09×3.90×7+2.09×2.70×8+2.09×5.40×5+4.09×11.40×2+4.09×1 3×16.2×4.09×17.2×2=1755.53 kN内外墙:2.64×[67.15×2×(3.90-0.40)+16.2×2×(3.90-0.60)]+2.48×6.90×(3.90-0.60)×4.8×23+2.48×4.8×(3.90-0.40)×18+2.48×3.9×(3.90-0.40)+2.7×(3.90-0.40)×4+5.4×(3.90-0.40)×1=1757.07kN1/2×1757.07=878.54kN屋面可变荷载:0.50×16.20×67.15×2.0=1087.83 kN∴G4= G3= G2=1714.52+4414.52+1755.53+1607.79+1128.12=12145 kN3)1层:柱:6.59×4.9×(17+17)+6.34×4.9×(17+17)=2154.14kN屋盖:(16.2+0.6) ×(67.15+0.4)×3.89=5515.32 kN梁:2.09×4.80×50+2.09×3.90×7+2.09×2.70×8+2.09×5.40×5+4.09×11.40×2+4.09×13×16.2×4.09×17.2×2=1755.53 kN内外墙:2.64×[67.15×2×(3.90-0.40)+16.2×2×(3.90-0.60)]+2.48×(3.90-0.60)×16+2.48×[4.8×(3.90-0.40)×18+3.9×(3.90-0.40)×2+2.7×(3.90-0.40)×4+5.4×(3.90-0.40 )×1]=1757.07 kN1/2×1757.07=878.54 kN基础梁:250㎜×400㎜2.09×67.15×4+2.09×16.2×17=1136.96 kN雨蓬:25×3.14×0.202+3.89×(2.4+5.4)×2+17×0.10×0.40×3.14×3.90=76.08 kN∴G1=2154.14+4414.53+1755.53+878.54+1136.96+76.08+1128.12 =11543.90 kN4.1.2集中于各楼层标高处重力荷载代表值集中于各楼层标高处重力荷载代表值如下页图(图4-1)所示图4-1 集中于各楼层标高处重力荷载代表值(单位:kN)4.2水平地震作用下框架侧移计算4.2.1 梁柱线刚度计算采用D值法计算框架刚度,其中现浇框架惯性矩中间跨取I=2I0,边框架取I=1.5I0,柱混凝土等级为C30:Ec=3.0×104N/㎜2 I0=1/12bh3,梁混凝土等级为C25:Ec=3.0×104N/㎜2。
地震作用标准值计算地震作用标准值计算(1)各层总重力荷载代表值计算1.屋面层总重力荷载代表值女儿墙重量:(1.95+0.51+0.875)×[(11.4+0.2)×2+(25+0.2)×2-(2.5+0.4×10+0.5×4)]=217.11kN屋面板重量:6.4×(4-0.2-0.15)×(11.4-0.2-0.3-0.2)×2=499.90kN7.7×(6-0.15×2)×(11.4-0.2-0.3-0.2)×2=939.25kN5.9×[(6-0.2-0.15)×(2.5-0.3)×2+(2.5-0.3)×(3.6-0.3)] +6.4×(1.8-0.25)×(2.5-0.3)=211.33kN499.90+939.25+211.33=1650.48kN 电梯机房重量:0.91+2.366+1.333+3.465+1.43+3.887+25×0.3×0.3×1.5×2+25×0.2×0.2×(1.8×2+2.5×2)+5.9×1.6×2.3=50.453kN 楼梯间重量:(7.275+15.132+3.958)×2+(1.275+1.716+0.449+1.62)+(2.61+5.148+1.346+0.486)=67.38kN4.5×[(2.5-0.4)+(2.5-0.25-0.2)+(5.4-0.3-0.25)+(5.4-0.3-0.2)]=62.55kN3.89+4.031+0.432+0.571=8.924kN25×3×(0.4×0.4×3+0.5×0.5)=54.75 kN5.9×(5.4-0.35)×(2.5-0.3)=65.55kN67.38+62.55+8.924+54.75+65.55=2 59.15kN楼梯板重量:25×(0.3×0.15/2×1.1×9+3×1.1×0.12+0.2×0.3×2.5)+ 3×1.1×2.3+17×0.02×[1.1×2.3+2.3×(0.2+0.2+0.2)+1.1×3]+2.1 2=31.38kN8层柱重量:25×1.5×(0.4×0.4×9+0.5×0.5×5)=100.88kN17×0.02×1.5×(0.4×4×9+0.5×4×5-0.2×2×14)=9.59 kN100.88+9.59=110.47kN梁重量:4.5×[(11.4+0.2)×7-0.4×12-0.5×8-0.3)]=324.45kN4.5×[(25+0.2)×3-0.4×12-0.5×8]=300.6kN1.5×(2.5-0.3)=3.3kN2.122×2+4.243×2+3.89+4.031+3.89+4.972+1.428×2+2.418×2+0.432+0.714×2+1.18×2+0.571+0.443=42.44kN324.45+300.6+3.3+42.44=670.79kN7层墙、门、窗重量:54.253×2+28.925×2+42.844+41.342+40.291+14.4 63×2+15.826×2+18.378+11.172×2+8.629+14.463×2+23.598×2+5.573+8.374+8.439×2+15 .06×2+10.184+8.706×2+26.611+5.597×2=603.23kN7层柱重量:25×3×(0.4×0.4×12+0.5×0.5×8)=294kN17×0.02×3×(0.4×4+0.7×4+1.7×2+1×2+0.6×3+1.4×2+0.9×2+1)=17.544kN294+17.544=311.544kN因屋面可变载不计入重力荷载代表值,故屋面层的重力荷载代表值为:G=217.11+1650.48+50.453+259.15+31.38+110.47 7+670.79+603.23/2+311.544/2=3447.22kN2-6层重力荷载代表值楼面板重量:3.5×(4-0.35)×(11.4-0.2-2.25-0.2)×2=223.563kN 3.0×[(2-0.25)×(2.5-0.3)+(4-0.25)×(2.5-0.3)+(6-0.3)×(2.9-0.25)+(2.5-0.3)×(6-0.55)+(2-0.25)×(4-0.55)]×2+3.0×(3.6-0.3)×(2.5-0.3)=296.325kN4.8×(6-0.3)×(6-0.35)×2=309.168kN3.5×(1.5-0.2)×(6-0.3)×2=51.87kN223.563+296.325+309.168+51.87= 880.93kN柱重量:25×3×(0.4×0.4×12+0.5×0.5×8)=294kN17×0.02×3×(0.4×4+0.7×4+1.7×2+1×2+0.6×3+1.4×2+0.9×2+1)=17.544kN294+17.544=311.544kN楼梯板重量:31.38×2=62.76kN梁重量:[1.5×(2.5-0.3)+3×(6-0.3)+1.5×(4-0.35)+3×(6-0.3)+ 1×(2-0.25)]×2+1×(5-0.6)=93.85kN4.5×1.5×4=27kN0.431×2+2.267×2+0.422+0.305+0.384+2.648×2+0 .22×2+0.676×4=14.947kN670.79+93.85+27+14.947=806.59kN墙、门、窗、栏杆重量:603.23+1.06×4+4.239×2=615.948kN楼面可变荷载:2.0×[(25-0.1)×(11.4-0.1)-1.8×2.5]+2.5×6×1.5×2=5 98.74kN因楼面可变荷载按等效均布荷载计算,要乘以组合值系数0.5,故2-6层的总重力荷载代表值为:G=880.93+311.544+62.76+806.59+615.948+0.5×26598.74=2977.14kN1层重力荷载代表值楼面板重量:3.5×(4-0.35)×(11.4-0.2-2.25-0.2)×2=223.563kN3.0×[(2-0.25)×(2.5-0.3)+(4-0.25)×(2.5-0.3)+(6-0.3)×(2.9-0.25)+(2.5-0.3)×(6-0.55)+(2-0.25)×(4-0.55)]×2+3.0×(3.6-0.3)×(2.5-0.3)=296.325kN4.8×(6-0.3)×(6-0.35)×2=309.168kN3.5×(1.5-0.2)×(6-0.3)×2=51.87kN223.563+296.325+309.168+51.87= 880.93kN柱重量:25×3.8×(0.4×0.4×12+0.5×0.5×8)=372.4kN 372.4+17.544=389.944kN楼梯板重量:31.38×2=62.76kN梁重量:[1.5×(2.5-0.3)+3×(6-0.3)+1.5×(4-0.35)+3×(6-0.3)+ 1×(2-0.25)]×2+1×(5-0.6)=93.85kN4.5×1.5×4=27kN0.431×2+2.267×2+0.422+0.305+0.384+2.648×2+0.22×2+0.676×4=14.947kN670.79+93.85+27+14.947=806.59kN墙、门、窗、栏杆重量:因1层平面布置与标准层大致相同,此项荷载相差不大,故大小取同标准层此项荷载,为615.948kN楼面可变荷载:2.0×[(25-0.1)×(11.4-0.1)-1.8×2.5]+2.5×6×1.5×2=598.74kN因楼面可变荷载按等效均布荷载计算,要乘以组合值系数0.5,故1层的总重力荷载代表值为:1G =880.93+(389.944+311.544)/2+62.76+806.59+615.948+0.5×598.74=3016.34kN(2)全楼横向水平地震作用计算1.结构基本自振周期计算采用顶点位移法计算,此方法计算周期必须先求出结构在重力荷载代表值水平作用于各质点产生的顶点位移,计算过程见表3-2-15。