高层建筑地震作用计算的时域显式随机模拟法

第3章 高层建筑结构的荷载和地震作用[例题] 某高层建筑剪力墙结构，上部结构为38层，底部1-3层层高为4m,其他各层层高为3m ，室外地面至檐口的高度为120m ，平面尺寸为m m 4030⨯，地下室采用筏形基础，埋置深度为12m ，如图3.2.4(a)、(b)所示。

已知基本风压为2045.0m kN w =，建筑场地位于大城市郊区。

已计算求得作用于突出屋面小塔楼上的风荷载标准值的总值为800kN 。

为简化计算，将建筑物沿高度划分为六个区段，每个区段为20m ，近似取其中点位置的风荷载作为该区段的平均值，计算在风荷载作用下结构底部（一层）的剪力和筏形基础底面的弯矩。

解：（1）基本自振周期：根据钢筋混凝土剪力墙结构的经验公式，可得结构的基本周期为： s n T 90.13805.005.01=⨯==222210m s kN 62.19.145.0T w ⋅=⨯=（2）风荷载体型系数：对于矩形平面，由附录1可求得80.01=s μ57040120030480L H 0304802s .....-=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=μ （3）风振系数：由条件可知地面粗糙度类别为B 类，由表3.2.2可查得脉动增大系数502.1=ξ。

脉动影响系数ν根据H/B 和建筑总高度H 由表3.2.3确定，其中B 为迎风面的房屋宽度，由H/B=3.0可从表3.2.3经插值求得=ν0.478；由于结构属于质量和刚度沿高度分布比较均匀的弯剪型结构，可近似采用振型计算点距室外地面高度z 与房屋高度H 的比值，即H H i /z =ϕ，i H 为第i 层标高；H 为建筑总高度。

则由式（3.2.8）可求得风振系数为：HH 478050211H H 11iz i z ⋅⨯+=⋅+=+=μμξνμϕνξβ.. z z z（4）风荷载计算：风荷载作用下，按式（3.2.1）可得沿房屋高度分布的风荷载标准值为：()z z z z ....)z (q βμβμ6624=40×570+80×450=按上述公式可求得各区段中点处的风荷载标准值及各区段的合力见表3.2.4，如图3.2.4(c)所示。

建筑技术开发Building Technology Development 建筑设计Architectural Design 第48卷第5期2021年3月(1 )髙度不超过40 m 且以剪切变形为主并且质点和刚度沿高度分布均匀的结构(2)近似于单质点体系的结构(1 >不满足底部剪力法适用条件(2)高层建筑(3)质M 和刚度不对称不均匀的结构、超过 100 m 的髙层应采用考虑扭转耦联振动影响的方法（CQC )(4) _度大于24m 的楼盖、跨度大于12 m 的转换与连抹结构、悬挑长度大于5 m 的悬挑结构，竖向地震作用效应标准值| (丨）特别不规则的结构(2)甲类建筑(3 ) 7-9度时，髙规所列高度的乙丙类建筑 | (4)不满足高规所列高度的竖向不规则结构)(8 )平面投影尺度很大的空间结构（跨度大于120m 或长度大于300m 或悬臂大于40m ),7度III 和IV 类场地和8、9度时，用此法计算i f f B 级高度高层、混合结构和复杂高层建筑竖向）[静力法1—取结构或构件重力的一定百分数作为竖向地震作用地震作用计算方法J 1反应谱法按阵型分解反应谱法计算竖向地震作用f 百分数法规定结构或构件所受到的竖向地震作用为水平地震作用的某一百分数图1地震作用计算方法2.4 反应谱不同振型分解法采用的是考虑了震动强度与平均频谱特性的 设计谱，时程分析法全面反映了地震动强度、谱特征与持续时间三要素。

|(5) B 级高度的高层、混合结构和复杂高层建筑||(6)结构顶层取消部分墙.柱形成的空旷房间时1(7 >跨度大于24m 的楼盖，跨度大于12tn 的转换与连体结构.悬桃长度大于5m 的悬挑结构，竖向地震作用效应标准值高层建筑地震作用计算方法包括底部剪力法、振型分解 反应谱法（以下简称反应谱法）、时程分析法（以下简称时程 法）、弹塑性静力或动力分析法、静力法及百分数法。

其中底部剪力法和反应谱法是基本方法，时程分析法则是高层建筑 地震作用计算中有效的补充计算方法。

地震作用下高层剪力墙结构的时程分析摘要：时程分析法是模拟实际地震作用的一种方法，是将抗震理论由传统的等效静力分析进入动力分析、反映结构地震响应最直接的方法。

本文首先介绍了时程分析的原理及步骤，并结合高层剪力墙结构实例，运用大型有限元软件ANSYS进行模态分析和瞬态分析，并与国内有限元分析程序SATWE的分析结果进行对比。

ANSYS以其强大的计算分析及后处理功能，近年来逐渐应用于工程数值模拟，其计算精度已经取得满意的效果。

关键词: 时程分析；模态分析；瞬态分析；地震波中图分类号： TU311 文献标识码：B0引言时程分析法(Time History Method)又称为“瞬态动力学分析法”，它是随着强震记录的增多、计算机技术的发展，对结构振动方程进行逐步积分求解的一种方法，主要应用于建筑结构的抗震性能分析。

时程分析法运用计算机将地震波输入到结构动力方程，并利用逐步积分求解结构的地震作用和地震响应。

地震作用下，多自由度体系的动力方程为：式中，分别为结构的质量、刚度和阻尼矩阵；分别为结构相对于地面的加速度、速度、位移矢量；为地面运动加速度。

时程分析法的步骤一般分为以下五步:第一步，根据建筑物的实际场地条件、抗震设防烈度等因素，选取若干条不同特性的地震加速度时程曲线，把它作为设计所用的地震波输入。

第二步，根据己有计算机资源、结构的自身振动特性和工程的实际条件，建立合理的结构模型。

第三步，根据材料特性、结构构件的类型和受力状态，选择合适的构件恢复力模型。

第四步，建立结构的运动微分方程。

第五步，采用逐步积分法求解运动微分方程，得出结构体系在地震作用下的全过程动力响应。

1工程概况该项目为某高层剪力墙住宅楼，地下1层为储藏室，地上24层为住宅，层高为2.900m，建筑物总高度为69.60m。

建筑沿X和Y方向分别为46.400m和16.000m，主体结构为剪力墙结构。

建筑结构安全等级为二级，抗震设防类别为丙类，设计使用年限为50年，抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第三组，设计基本地震加速度为0.05g，建筑场地类别为Ⅲ类，剪力墙抗震等级为四级，该地区基本风压w=0.40kN/m2（50年一遇），风载体型系数取1.3，地面粗糙度为C类。

高层建筑结构时程分析的地震波输入高层建筑结构时程分析是研究高层建筑在地震作用下的动态响应和安全性能的关键手段。

地震波输入的研究是高层建筑结构时程分析的重要环节，对于评估结构的抗震性能具有重要意义。

本文将介绍地震波输入的研究意义和方法，并通过时程分析方法对高层建筑结构进行深入探讨。

高层建筑结构时程分析方法的研究已经取得了许多成果。

然而，在地震波输入方面仍然存在一些不足，包括地震波数据的采集和处理、输入地震波的合理性和代表性等问题。

同时，不同的研究者对于地震波输入的处理方法和选取标准也不尽相同，导致研究结果的可比性受到影响。

地震波输入方法包括地震波的产生、传播及反射等过程。

地震波的产生是由震源通过震源运动方程进行计算得到的。

地震波的传播过程需要考虑地球的分层结构和波在介质中的传播规律。

在地震波反射方面，需要考虑到建筑结构与地面的接触关系以及结构自身的阻尼特性等因素。

根据实际情况，可以选择不同的地震波输入方法，如经验格林函数法、实际地震波法等。

基于地震波输入的数据，可以使用时程分析方法对高层建筑结构的时程进行分析。

时程分析方法是一种直接基于物理原理的计算方法，能够考虑结构的地震响应随时间的变化。

在时程分析过程中，需要将地震波数据输入到结构模型中，并采用合适的边界条件和加载方式进行模拟计算。

常用的时程分析方法包括线性加速度时程分析、速度时程分析和位移时程分析等。

通过对高层建筑结构进行时程分析，我们可以得到结构在地震作用下的动态响应和安全性能。

将时程分析得到的结果进行展示和讨论，可以发现结构在强震作用下的变形、应力和位移等特征，并探讨其变化规律和影响因素。

同时，将时程分析结果与前期文献综述中的研究成果进行比较，可以发现自身研究的不足和需要改进的方向，并探讨其研究价值和应用前景。

本文介绍了高层建筑结构时程分析的地震波输入研究方法和相关概念。

通过时程分析方法，我们可以更加深入地了解高层建筑结构在地震作用下的动态响应和安全性能。

浅析地震对钢结构住宅作用效果的计算摘要：底部剪力法、反应谱法和时程分析法是计算地震作用效果最常用的三种方法，本文对他们的各自的原理、优缺点进行了阐述，以其为合理的选择计算方式提供一定的参考。

关键词：钢结构；抗震设计；计算进入21世纪以来，在我国钢结构住宅以其卓越的抗震性能、良好的材料强度、延性，便利的施工要求得到了快速的发展。

我国是一个地震多发的国家，特别是我国的三大地震带在历史上有记载的大地震就有上百次之多，因此如何设计出“大震不倒”的钢结构住宅成为设计中的关键，本文就地震作用的计算方法进行了简单的归纳与分析。

由于钢结构的类型和体型存在各种差异，因此计算过程应在符合结构地震反应特点和规律的基础上尽量的简化。

目前抗震设计中常用的方法包括：底部剪力法、反应谱法和时程分析法：1 底部剪力法（拟静力法）底部剪力法是计算规则结构水平地震作用的简化方法，是用静力学近似解决动力学问题的简单方法，其基本思想是在静力计算的基础上，将地震作用简化为一个惯性力系附加在研究对象上，其核心是设计地震加速度的确定问题。

其特点是物理概念清晰，计算方法较为简单，计算工作量小，参数容易确定，并且经过多年的使用积累了丰富的使用经验。

计算的前提是结构底部总的地震剪力与等效质点水平地震作用相等，各层的重力荷载受力区集中于楼盖处，在每个主轴放开仅考虑一个自由度。

因此，总水平地震作用的标准值及其沿高度的分布公式如式1、式2所示：（1）（2）式中：FEK-结构总水平地震作用标准值；α1-相应于结构基本自震周期T1的水平地震影响系数；Geq-等效质点的重力荷载；Fi-集中于第i层地水平地震作用标准值；H-层高度；G-层重力荷载代表值；δN-顶部附加地震作用系数。

但该方法不适用与地震时土体刚度有明显降低或者产生液化的场合，只适用于加速度较小，动力相互作用不甚突出的钢结构抗震设计。

2 反应谱法2.1 平动的振型分解反应谱法该方法是把钢结构同一方向各阶平动振型作为广义坐标，每个振型作为一个等效的单自由度体系，然后按照反应谱理论来确定地震作用和相关的弯矩、剪力轴向力等地震效应，继而再进一步求出整个结构的地震作用效应。

整体结构及单构件的竖向地震作⽤计算刘孝国中国建筑科学研究院有限公司北京构⼒科技有限公司北京 100013[摘要] 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016版）（以下简称“抗规”）及《⾼层建筑混凝⼟结构技术规程》JGJ3-2010（以下简称“⾼规”）等规范对于⾼烈度区的⼤跨度结构、⼤悬臂结构、转换结构及连体结构等，需要进⾏结构竖向地震作⽤分析，两本规范提供了三种计算竖向地震的⽅法，底部轴⼒法简化算法、反应谱分析⽅法及等效静⼒法。

采⽤反应谱法进⾏竖向地震作⽤分析，计算的结构楼层竖向地震作⽤标准值需要满⾜规范的底线值，不满⾜时需要进⾏地震作⽤内⼒调整。

采⽤三种不同的竖向地震分析⽅法，对⽐简单⼤悬臂框架结构整体计算结果及构件内⼒结果，不同计算⽅法有较⼤差异。

使⽤PKPM软件进⾏竖向地震作⽤分析时，可通过对局部⼤悬臂、⼤跨度构件单独定义属性为竖向地震构件，对结构局部构件实现竖向地震的分析及考虑。

[关键词] 竖向地震；底部轴⼒法；反应谱分析；等效静⼒法；局部构件；0引⾔结构设计中会遇到⼀些⾼烈度区的⾼层结构、⼤跨度结构及⼤悬臂结构等，按规范要求，这类结构需要进⾏竖向地震作⽤计算，抗规和⾼规均提出了详细要求。

但在竖向地震作⽤计算时，通常由于两本规范要求不同及不同的竖向地震计算⽅法导致内⼒计算结果差异⼤等原因，存在各种疑难细节问题。

本⽂结合两本规范对竖向地震计算的要求，介绍规范具体细节⽅⾯的差异，结合设计中常⽤的PKPM结构设计软件，阐释软件中如何实现对结构及单构件的竖向地震作⽤的计算，并介绍不同的竖向地震作⽤分析⽅法对结构整体及某些构件内⼒的影响。

1抗规对竖向地震作⽤的要求抗规5.3.1条要求，9度时的⾼层建筑，竖向地震作⽤标准值按图1计算简图，采⽤公式（1）、（2）确定；楼层的竖向地震作⽤效应可按各构件承受的重⼒荷载代表值的⽐例分配，并宜乘以增⼤系数1.5。

图1结构竖向地震作⽤计算简图（1）（2）式中：——结构竖向地震作⽤标准值；——质点i的竖向地震作⽤标准值；——竖向地震影响系数的最⼤值，可取⽔平地震影响系数最⼤值的65%；——结构等效总重⼒荷载，可取其重⼒荷载代表值的75%。

第3章 工程结构地震反应分析与抗震验算1、地震作用的计算方法：底部剪力法（不超过40m 的规则结构）、振型分解反应谱法、时程分析法（特别不规则、甲类和超过规定范围的高层建筑）、静力弹塑性方法。

一般的规则结构：两个主轴的振型分解反应谱法；质量和刚度分布明显不对称结构：考虑扭转或双向地震作用的振型分解反应谱法；8、9度时的大跨、长悬臂结构和9度的高层建筑：考虑竖向地震作用。

2、结构抗震理论的发展：静力法、定函数理论、反应谱法、时程分析法、非线性静力分析方法。

3、单自由度体系的运动方程：g xm kx x c x m -=++或m t F x x x e /)(22=++ωξω 。

杜哈美积分x(t)= ⎰----tt t e xd )(g dd )(sin )(1ττωτωτξω , ωξωm cm k 2,2== 单自由度体系自由振动：)sin cos ()(d d000t x xt x e t x d t ωωξωωξω++=- 。

4、最大反应之间的关系：d v a S S S 2ωω==5、地震反应谱：单自由度体系在给定的地震作用下某个最大反应与体系自振周期的关系曲线。

特点：⑴阻尼比对反应谱影响很大；⑵对于加速度反应谱，当结构周期小于某个值时幅值随周期急剧增大，大于某个值时，快速下降；⑶对于速度反应谱，当结构周期小于某个值时幅值随周期增大，随后趋于常数；⑷对于位移反应谱，幅值随周期增大。

地震反应谱是现阶段计算地震作用的基础，通过它把随时程变化的地震作用转化为最大等效侧向力。

6、单自由度体系的水平地震作用：F G k G gt x t xS mgg g a αβ===maxmax)()(β为动力系数，k 为地震系数，α=k β为水平地震影响系数。

7、抗震设计反应谱αmax 地震影响系数最大值，查表；T 为结构周期；T g 为特征周期，查表；例：单层单跨框架。

屋盖刚度为无穷大，质量集中于屋盖处。

高层建筑结构设计简答题第1章概述1、什么是高层建筑和高层建筑结构？JGJ3-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》和JGJ99-1998《高层民用建筑钢结构技术规程》是如何规定的？联合国教科文组织所属的世界高层建筑委员会在1972年年会上建议将高层建筑为四类：第一类高层建筑 9～16层（高度不超过50m ）；第二类高层建筑17～25层（高度不超过75m ）；第三类高层建筑26～40层（高度不超过100m ）；第四类高层建筑 40层以上（高度超过100m 以上，即超高层建筑）；JGJ3-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：将10层及10层以上或高度超过28m 的混凝土结构为高层民用建筑；JGJ99-1998《高层民用建筑钢结构技术规程》规定：10层及10层以上的住宅和约24m 以上的其他民用建筑为高层建筑。

高层建筑结构是高层建筑中的主要承重骨架。

2、高层建筑结构中结构轴力、弯矩和位移与结构高度的关系大体如何？答：高层建筑结构中：轴力和结构高度成线性关系；弯矩和结构高度成二次方关系；位移和结构高度成四次方关系。

3、按功能材料分，高层建筑结构类型主要有哪几种？答：按功能材料分：①混凝土结构②钢结构③钢和混凝土的混合结构型式.4、高层建筑的抗侧力体系主要有哪几类？各有哪些组成和承受作用特点？答：高层建筑的抗侧力类型主要有：框架结构、剪力墙结构、框架－剪力墙结构、筒体结构、悬臂结构及巨型框架结构。

组成和承受作用特点：①框架结构体系架结构体系有线型杆件－梁和柱作为主要构件组成的，承受竖向和水平作用；②剪力墙结构体系：混凝土墙体组成，承受全部竖向和水平作用的；③框架－剪力墙结构体系：框架结构中布置一定数量的剪力墙组成由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用；④筒体结构体系：由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用；⑤悬臂结构体系：在钢筋混凝土内筒为主要受力结构的高层建筑中，从内筒不同高度处伸出金属悬臂杆，并在其端部挂有钢吊杆与内筒共同承受各层楼板的自重与附加的活荷载；⑥巨型框架结构体系：由若干巨柱以及巨梁组成，承受主要的水平力和竖向荷载；其余的楼面截面梁柱组成二级结构，只将楼面荷载传递到巨型框架结构上去。

傅里叶谱和反应谱之间的关系及其对经验地震动预测方程(GMPE)调整的影响研究(Ⅰ)Sanjay Singh Bora;Frank Scherbaum;Nicolas Kuehn;Peter Stafford【摘要】经验反应谱地震动预测方程(GMPEs)的函数形式通常由地震动傅里叶谱模拟的概念导出, 随后这些GMPEs由经验观测数据校准, 所以, 对特定地震场景的地震动预测不会构成重大问题. 然而, 当调整反应谱GMPEs来计算未被原始经验数据集覆盖的条件时, 傅里叶谱模拟导出反应谱的假设可能会产生意想不到的结果. 因此, 几个问题出现了. 例如, 地震动傅里叶谱和反应谱的区别和相似之处是什么? 如果它们是不同的, 什么机制可以解释这样的差异? 对傅里叶振幅谱(FAS)所做的调整在反应谱中怎么表示? 本文利用随机振动理论(RVT)探讨了地震动傅里叶谱和反应谱之间的关系. 借助简单的Brune震源模型[1-2], 在固定震级和距离的情况下, 用RVT生成了加速度谱. RVT分析表明, 反应谱低频谱值标定可以视为与相应傅里叶谱标度值等同. 然而, 反应谱高频谱值受到了带宽很大的傅里叶谱的控制. 实际上, 地震动峰值加速度不能反映高频地震动特征, 它受到了整个地震动傅里叶谱的控制. 此外, 本文说明了对FAS做的调整如何相似或区别于对反应谱坐标所做的相同的调整. 为此, 我们研究了调整应力参数(Δσ) (震源项)和调整反应场地响应的属性(VS-κ0)这两种情况.【期刊名称】《国际地震动态》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】8页(P25-32)【作者】Sanjay Singh Bora;Frank Scherbaum;Nicolas Kuehn;Peter Stafford【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】P315.9在当前概率地震危险性分析(PSHA)中，最常用的地震动强度指标/参数(GMIM)是用特定阻尼水平的(如，临界阻尼的5%)单自由度(SDOF)结构反应谱坐标进行的。

2008　N O.增 粉煤灰综合利用FLY ASH COM PREHENS I VE UT I L I ZAT I O N结构设计超高层结构地震反应时程分析必要性及计算步骤Ana lysis andthe needforca lcul a ti onsteps ofH i gh2r ise earthquake respon se ti m e 2h istory穆　森1,杜永山2(1.河北恒基建设招标有限公司,石家庄;2.河北大地土木工限有限公司,石家庄　050021) 摘　要:在强烈地震作用下,结构往往会进入弹塑性变形阶段,构件会出现性能的衰减,表现出较为明显的动力非线性问题,这是其它分析方法所不能解决的。

若要准确地模拟和预测结构在地震作用下的动力反应,如楼层层间位移、速度和加速度等,必须采用时程分析的方法来获取,以便对结构的抗震性能进行评定。

本文对时程分析的必要性、计算步骤及评价方法进行了总结。

关键词:时程分析;抗震性能;动力非线性;动力反应中图分类号:T U352.1+1 文献标识码:B 文章编号:1005-8249(2008)增-0042-03收稿日期:2008-02-26 随着城市高层及超高层建筑的兴起,时程分析已成为工程设计人员在设计过程中必须考虑的抗震计算内容。

时程分析方法是对结构的运动微分方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法,又称直接动力分析方法。

分析结果得到的是结构反应随着时间变化的历程,如位移时程、速度时程和加速度时程等,依据这些反应可确定构件内力的变化时程。

1　时程分析的必要性时程分析是一种复杂的求解手段,采用这种分析方法的必要性在于如下几个方面:(1)能够充分反映结构构件的非线性动力响应特性结构构件的动力性能与结构的外部输入(如地震作用、强风、爆炸、冲击等)存在较强的关联,强烈的外部作用使得结构构件的刚度和强度降低,输入给结构的作用也将有所减小。

构件类型不同,材料性能不同、(2)能够获取详尽的结构构件反应时程曲线测报警技术、喷水灭火或其他灭火技术、烟气控制技术等。

隔震建筑地震作用计算及抗震措施确定【摘要】介绍采用时程分析法进行隔震设计的计算分析，论述如何通过水平向减震系数来计算隔震层以上结构的水平地震作用和判定是否需考虑竖向地震作用，以及如何确定隔震层以上结构的抗震措施。

通过工程实例着重对时程分析法的应用和水平向减震系数的计算进行分析，以便直观地理解隔震设计的计算方法和基本步骤。

【关键词】隔震；时程分析；水平向减震系数；抗震措施随着隔震理论和技术的研究推广，隔震设计已逐渐应用在一些重要的建筑上，并经受住地震的考验。

隔震体系通过延长结构的自振周期，能够减小结构的水平地震作用，从而减轻或消除结构和非结构的地震损坏。

隔震体系由隔震层（包括隔震支座）、隔震层以上结构和以下结构组成。

隔震体系的计算，一般采用时程分析法。

隔震体系的计算简图，应增加由隔震支座及其顶部梁板组成的质点；当隔震层以上结构的质心与隔震层刚度中心不重合时，应计入扭转效应的影响。

隔震层顶部的梁板结构，应作为其上部结构的一部分进行计算和设计。

1 采用时程分析法进行隔震设计的计算分析采用时程分析法计算隔震与非隔震结构时，输入地震波的反应谱数量可取三组、七组或七组以上，应按建筑场地类别和设计地震分组选用实际强震记录和人工模拟的加速度时程曲线，其中实际强震记录的数量不应少于总数的2/3，多组时程曲线的平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。

弹性时程分析时，每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%，多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%。

时程分析计算结果宜取包络值。

2 水平向减震系数和隔震层以上结构地震作用的确定隔震层以上结构的水平地震作用可根据水平向减震系数确定，隔震后的水平地震影响系数最大值可按下式计算，=式中，为水平向减震系数，对于多层建筑，为按弹性计算所得的隔震与非隔震各层层间剪力的最大比值；对于高层建筑，尚应计算隔震与非隔震各层倾覆力矩的最大比值，并与层间剪力的最大比值相比较，取二者的较大值；为非隔震的水平地震影响系数最大值；为调整系数，一般橡胶支座取0.80。

《建筑结构抗震设计》第三章课后习题答案一、问答题1.结构抗震设计计算有几种方法？各种方法在什么情况下采用？答：结构抗震设计计算方法有：底部剪力法、振型分解反应谱法、时程分析法。

⑴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，可采用底部剪力法；⑵除⑴外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法；⑶特别不规则的建筑、甲类建筑和表3-10所列高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

2.什么是地震作用？什么是地震反应？答：地震作用：结构所受最大的地震惯性力。

地震反应：由地震动引起的结构内力、变形、位移及结构运动速度与加速度等统称为结构地震反应。

3.什么是地震反应谱？什么是设计反应谱？它们有何关系？答：地震反应谱：为便于求地震作用，将单自由度体系的地震最大绝对加速度反应与其自振周期T 的关系。

设计反应谱：地震反应谱是根据已发生的地震地面运动记录计算得到的，而工程结构抗震设计需考虑的是将来发生的地震对结构造成的影响。

工程结构抗震设计不能采用某一确定地震记录的反应谱，考虑到地震的随机性、复杂性，确定一条供设计之用的反应谱，称之为设计反应谱。

设计抗震反应谱和实际地震反应谱是不同的，实际地震反应谱能够具体反映1次地震动过程的频谱特性，而抗震设计反应谱是从工程设计的角度，在总体上把握具有某一类特征的地震动特性。

地震反应谱为设计反应谱提供设计依据。

4.计算地震作用时结构的质量或重力荷载应怎样取？答：质量：连续化描述（分布质量）、集中化描述（集中质量）。

进行结构抗震设计时，所考虑的重力荷载，称为重力荷载代表值。

结构的重力荷载分恒载（自重）和活载（可变荷载）两种。

活载的变异性较大，我国荷载规范规定的活载标准值是按50年最大活载的平均值加0.51.5倍的均方差确定的，地震发生时，活载不一定达到标准值的水平，一般小于标准值，因此计算重力荷载代表值时可对活载折减。

首先要确定不少于二组实际地震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线。

人工模拟加速度曲线由地震评价部门提供，在此不做讨论。

如何选取实际地震记录（天然波）呢？高规规定如下：实际地震记录需要满足地震影响系数曲线“在统计意义上相符”，如何满足？规范条文说明如下解释：所谓“在统计意义上相符”指的是，其平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱法所用的地震影响系数曲线相比，在各个周期点上相差不大于２０％。

地震影响系数α是单质点弹性体系在地震时以重力加速度为单位的质点最大加速度反应。

在实际计算时，对于每一条天然地震波，ＳＡＴＷＥ给出一个主方向反应谱：规准加速度谱，即β－Ｔ曲线，此曲线称为β（动力系数）反应谱曲线，简称β谱曲线。

高层建筑弹性时程分析天然波的选取费战武 中铁郑州勘察设计咨询院有限公司在高层建筑结构设计中，采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算时，高规规定，应符合下列要求：１　应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于二组实际地震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符，且弹性时程分析时，每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法求得的底部剪力的６５％，多条时程曲线计算所得的结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法求得的底部剪力的８０％。

２　地震波的持续时间不宜小于建筑结构基本自振周期的３～４倍，也不宜少于１２ｓ，地震波的时间间距可取０．０１ｓ或０．０２ｓ；３　输入地震加速度的最大值，可按表１采用；４　结构地震作用效应可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

在实际工程设计中，我们采用ＳＡＴＷＥ结构计算程序进行结构计算和时程分析，在弹性动力时程分析中，动力系数β是质点最大加速度比地面最大加速度放大的倍数。

β谱曲线具有如下特点：（１）β谱曲线为多峰点曲线，这是由于地面运动的不规则造成的；（２）β谱曲线均在周期为Ｔｇ的附近达到峰值点，Ｔｇ为场地的特征周期；（３）β谱曲线的变化规律是：当Ｔ＜Ｔｇ时，β值随着周期的增大而急剧增长，在Ｔ＝Ｔｇ附近达到峰值，过峰值点（Ｔ＞Ｔｇ）后，β值随着周期的增大而逐渐衰减，并逐渐趋于平缓；（４）阻尼比ζ值对β谱曲线影响较大，ζ值小则β谱曲线幅值大，峰点多；ζ值大则β谱曲线幅值小，峰点少。

附录 C 时域显式随机模拟法C.1 地震动功率谱和人工模拟地震波C.1.1与本规程第 4.3.9条规定的地震影响系数曲线等价的平稳地震动功率谱按下式确定：21123max0 ff 2f4 ln f f5T g5f21 1maxln ffT gS( f )65T g (C.1.1)2 17maxf10Hzfln fT g82910maxf10Hzf2f11ln ff12式中：S( f )—— 平稳地震动功率谱（ m 2/s 3）；f—— 频率（ Hz ）；max—— 水平地震影响系数最大值，按表 4.3.8-1~4.3.8-4 采用；T g —— 地震影响系数曲线的特征周期（s ），按表 4.3.8-5 采用；1 ,2,,12—— 功率谱系数，按表 C.1.1 采用。

163阻尼场地设计地比类别震分组表C.1.1功率谱系数1 ,2 ,, 12 取值β1β2β3β4β5β6β7β8β9β10β11β12Ⅰ0Ⅰ1第一组第二组第三组第一组第二组-2.87E 1.26E--1.38E-2.70E-7.98E-1.56E-8.50E 2.83E--3.01E-3.80E-1.42E 1.85E+ -0503-02+00-03+00-0201-01-02-0200 -2.92E 1.32E--1.47E-2.69E-1.24E-1.52E-9.43E 4.99E--2.82E-1.59E-9.59E 1.66E+ -0503-02+00-02+00-0203-01-01-0300 -2.89E 1.38E--1.60E-2.69E-1.90E-1.63E-9.48E-8.64E-2.15E-1.85E-7.68E 1.65E+ -0503-02+00-02+00-02-02-01-01-0300 -2.92E 1.32E--1.47E-2.69E-1.25E-1.53E-9.43E 4.28E--2.75E-1.34E-1.04E 1.71E+ -0503-02+00-02+00-0203-01-01-0200 -2.89E 1.38E--1.60E-2.69E-1.90E-1.62E-9.48E-8.64E-2.15E-1.85E-7.68E 1.65E+ -0503-02+00-02+00-02-02-01-01-03000.030ⅡⅢⅣ第三组第一组第二组第三组第一组第二组第三组第一组第二组第三组第一组-2.91E 1.39E--1.62E-2.63E-2.63E-1.64E-9.10E-8.82E-1.70E-2.80E-4.07E 1.49E+ -0503-02+00-02+00-02-02-01-01-0300 -2.50E 1.14E--1.28E-2.67E-2.38E-1.68E-9.13E-2.24E-2.15E-1.76E-7.63E 1.61E+ -0503-02+00-02+00-02-01-01-01-0300 -2.38E 1.21E--1.46E-2.76E-3.20E-1.72E-2.56E-3.15E-2.59E 1.67E--1.31E 1.96E+ -0503-02+00-02+00-01+00-0102-0200 -2.33E 1.20E--1.47E-2.70E-3.72E-1.57E-9.51E-4.06E-1.58E-2.64E-3.51E 1.48E+ -0503-02+00-02+00-02-01-01-01-0300 -2.75E 1.40E--1.69E-3.26E-3.35E-1.64E-9.71E-6.00E-1.38E-4.10E-5.10E 1.09E+ -0503-02+00-02+00-02-01-01-01-0400 -2.60E 1.29E--1.54E-2.95E-5.79E-1.90E-1.03E-7.93E-1.57E-1.83E-5.29E 1.59E+ -0503-02+00-02+00-01-01-01-01-0300 -2.38E 1.59E--2.22E-3.42E-7.91E-1.86E-1.06E-9.23E-1.86E-1.18E-6.55E 1.73E+ -0503-02+00-02+00-01-01-01-01-0300 -2.41E 1.24E--1.52E-3.53E-7.65E-2.09E-1.07E-1.10E-1.80E-1.24E-6.90E 1.68E+ -0503-02+00-02+00-01+00-01-01-0300 -2.45E 1.30E--1.62E-3.40E-1.12E-2.27E-1.10E-1.21E-1.75E-1.65E-5.12E 1.60E+ -0503-02+00-01+00-01+00-01-01-0300 -2.33E 1.32E--1.71E-4.09E-1.75E-2.45E-1.10E-1.27E-2.02E-1.17E-5.65E 1.71E+ -0503-02+00-01+00-01+00-01-01-0300 -4.69E 1.89E--1.90E-2.88E-8.46E-1.63E-8.66E 3.11E--1.61E-3.11E-7.15E 1.44E+ -0503-02+00-03+00-0201-01-01-03000.035Ⅰ0第二组-2.98E 1.64E--2.09E-3.04E-1.32E-1.59E-9.59E 3.03E--3.04E-2.99E-1.42E 1.87E+ -0503-02+00-02+00-0202-01-02-0200 164比类别震分组第三组第一组第二组Ⅰ1第三组第一组第二组Ⅱ第三组第一组第二组Ⅲ第三组第一组第二组Ⅳ第三组第一组第二组Ⅰ00.040第三组第一组Ⅰ1第二组β123456789101112 -4.79E 1.89E--1.86E-2.65E-1.98E-1.67E-9.62E-6.23E-2.75E-3.23E-4.30E 1.41E+ -0503-02+00-02+00-02-02-01-01-0300 -2.98E 1.64E--2.09E-3.04E-1.32E-1.59E-9.59E 3.03E--3.04E-2.99E-1.42E 1.87E+ -0503-02+00-02+00-0202-01-02-0200 -4.79E 1.89E--1.86E-2.65E-1.98E-1.67E-9.62E-6.23E-2.75E-3.23E-4.30E 1.41E+ -0503-02+00-02+00-02-02-01-01-0300 -4.34E 1.86E--1.98E-2.69E-2.74E-1.69E-9.25E-7.20E-3.46E-4.24E-1.19E 1.87E+ -0503-02+00-02+00-02-02-01-02-0200 -4.67E 1.82E--1.76E-2.79E-2.49E-1.73E-9.27E-1.95E-1.68E-2.76E-5.18E 1.46E+ -0503-02+00-02+00-02-01-01-01-0300 -4.12E 1.86E--2.08E-3.02E-3.36E-1.77E-9.70E-3.42E-1.55E-1.68E-7.21E 1.68E+ -0503-02+00-02+00-02-01-01-01-0300 -4.33E 1.89E--2.04E-2.88E-3.87E-1.60E-9.68E-3.90E-2.67E-2.10E-5.28E 1.58E+ -0503-02+00-02+00-02-01-01-01-0300 -4.81E 1.85E--1.78E-3.02E-3.50E-1.67E-9.99E-5.91E-1.21E-3.24E-2.75E 1.32E+ -0503-02+00-02+00-02-01-01-01-0300 -4.51E 1.90E--2.00E-3.07E-6.03E-1.93E-1.06E-7.95E-9.35E-2.19E-4.55E 1.56E+ -0503-02+00-02+00-01-01-02-01-0300 -3.96E 1.80E--2.02E-3.03E-8.08E-1.87E-1.10E-9.25E-1.75E-1.52E-5.49E 1.69E+ -0503-02+00-02+00-01-01-01-01-0300 -4.26E 1.73E--1.76E-3.41E-7.83E-2.07E-1.11E-1.10E-1.91E-1.12E-7.41E 1.72E+ -0503-02+00-02+00-01+00-01-01-0300 -4.28E 1.81E--1.91E-3.35E-1.14E-2.25E-1.13E-1.20E-1.77E-1.31E-6.16E 1.69E+ -0503-02+00-01+00-01+00-01-01-0300 -4.05E 1.76E--1.91E-3.77E-1.78E-2.43E-1.13E-1.27E-1.72E-1.39E-5.01E 1.69E+ -0503-02+00-01+00-01+00-01-01-0300 -7.01E 1.30E--2.33E-3.47E-8.91E-1.69E-8.70E 3.47E--1.05E-2.72E-8.63E 1.53E+ -0603-02+00-03+00-0201-01-01-0300 -5.02E 1.46E--2.72E-3.60E-1.37E-1.63E-9.63E 6.61E- 1.43E--5.91E 1.19E- 1.05E+ -0603-02+00-02+00-020201-010300 -3.80E 1.50E--2.85E-3.55E-2.07E-1.72E-9.64E-2.96E-1.47E-2.44E-6.73E 1.59E+ -0603-02+00-02+00-02-02-01-01-0300 -5.02E 1.46E--2.72E-3.60E-1.37E-1.64E-9.69E 5.58E--4.75E-4.80E-2.08E 1.19E+ -0603-02+00-02+00-0202-02-01-0300 -3.80E 1.50E--2.85E-3.55E-2.06E-1.72E-9.64E-2.96E-1.47E-2.44E-6.73E 1.59E+165比类别震分组第三组第一组第二组Ⅱ第三组第一组第二组Ⅲ第三组第一组第二组Ⅳ第三组第一组第二组Ⅰ0第三组第一组0.045第二组Ⅰ1第三组第一组Ⅱβ123456789101112 -0603-02+00-02+00-02-02-01-01-0300 -3.60E 1.40E--2.66E-3.29E-2.85E-1.73E-9.29E-4.58E-3.48E-3.03E-1.25E 1.89E+ -0603-02+00-02+00-02-02-01-02-0200 -1.06E 1.30E--2.56E-3.76E-2.60E-1.77E-9.34E-1.66E-2.18E-1.83E-7.98E 1.63E+ -0603-02+00-02+00-02-01-01-01-0300 -3.40E 1.43E--2.73E-3.70E-3.50E-1.82E-9.84E-3.27E-1.69E-2.78E-4.15E 1.49E+ -0603-02+00-02+00-02-01-01-01-0300 -5.80E 1.44E--2.65E-3.50E-3.98E-1.62E-9.73E-3.62E-2.75E-1.24E-8.21E 1.74E+ -0603-02+00-02+00-02-01-01-01-0300 -3.79E 1.30E--2.46E-4.08E-3.62E-1.69E-1.01E-5.60E-2.05E-1.87E-6.86E 1.59E+ -0603-02+00-02+00-01-01-01-01-0300 -1.00E 1.36E--2.79E-4.09E-6.22E-1.96E-1.08E-7.78E-1.29E-4.26E 1.46E- 1.15E+ -0603-02+00-02+00-01-01-01-010300 -6.69E 1.38E--2.50E-3.60E-8.24E-1.88E-2.58E-3.14E-1.86E-1.05E-7.08E 1.79E+ -0603-02+00-02+00-01+00-01-01-0300 -5.60E 1.43E--2.64E-4.90E-8.00E-2.06E-1.13E-1.08E-1.56E-1.84E-5.20E 1.60E+ -0603-02+00-02+00-01+00-01-01-0300 -3.80E 1.56E--2.97E-4.86E-1.16E-2.23E-1.15E-1.18E-1.68E-1.54E-5.43E 1.66E+ -0603-02+00-01+00-01+00-01-01-0300 -4.25E 1.26E--2.36E-5.92E-1.80E-2.40E-1.18E-1.31E-1.29E-2.23E-2.98E 1.51E+ -0603-02+00-01+00-01+00-01-01-0300 -4.48E 2.09E--2.40E-3.07E-9.37E-1.77E-8.66E 3.87E--2.07E-9.12E-1.42E 1.80E+ -0503-02+00-03+00-0201-01-02-0200 -4.73E 2.12E--2.35E-3.01E-1.43E-1.69E-9.57E 1.10E--1.77E-3.94E-4.21E 1.34E+ -0503-02+00-02+00-0201-01-01-0300 -6.23E 2.24E--1.99E-3.00E-2.14E-1.77E-9.62E 2.87E--2.65E-7.00E-1.22E 1.85E+ -0503-02+00-02+00-0203-01-02-0200 -4.73E 2.12E--2.35E-3.01E-1.44E-1.70E-9.62E 1.01E--1.89E-4.22E-3.56E 1.28E+ -0503-02+00-02+00-0201-01-01-0300 -6.23E 2.24E--1.99E-3.00E-2.14E-1.77E-9.62E 2.87E--2.65E-7.00E-1.22E 1.85E+ -0503-02+00-02+00-0203-01-02-0200 -3.70E 2.24E--3.01E-3.16E-2.95E-1.79E-9.21E-1.06E-7.71E-5.49E 3.00E- 1.11E+ -0503-02+00-02+00-02-02-02-010300 -4.10E 2.00E--2.39E-3.16E-6.96E-5.67E-9.34E-1.38E-3.30E-3.74E-1.27E 1.86E+ -0503-02+00-02+00-02-01-01-02-0200166比类别震分组第二组第三组第一组第二组Ⅲ第三组第一组第二组Ⅳ第三组第一组第二组Ⅰ0第三组第一组第二组0.050Ⅰ1β123456789101112 -5.15E 2.30E--2.55E-3.10E-3.66E-1.88E-9.87E-3.03E-1.90E-2.23E-5.78E 1.60E+ -0503-02+00-02+00-02-01-01-01-0300 -5.54E 2.31E--2.40E-2.86E-4.09E-1.65E-9.75E-3.40E-2.21E-1.35E-7.70E 1.75E+ -0503-02+00-02+00-02-01-01-01-0300 -6.51E 2.38E--2.16E-3.04E-3.76E-1.72E-1.01E-5.25E-2.94E-1.97E-6.40E 1.57E+ -0503-02+00-02+00-01-01-01-01-0300 -6.63E 2.55E--2.45E-3.06E-6.45E-2.00E-1.08E-7.55E-1.18E-3.25E-1.32E 1.38E+ -0503-02+00-02+00-01-01-01-01-0300 -6.67E 2.64E--2.62E-3.04E-8.38E-1.89E-1.13E-9.14E-9.30E-2.21E-3.54E 1.59E+ -0503-02+00-02+00-01-01-02-01-0300 -7.64E 2.58E--2.11E-3.06E-8.17E-2.06E-1.14E-1.05E-1.89E-9.04E-7.97E 1.79E+ -0503-02+00-02+00-01+00-01-02-0300 -7.61E 2.62E--2.20E-3.03E-1.17E-2.21E-1.18E-1.20E-1.49E-1.67E-5.79E 1.62E+ -0503-02+00-01+00-01+00-01-01-0300 -6.98E 2.58E--2.37E-3.76E-1.82E-2.38E-1.19E-1.30E-1.38E-2.16E-2.97E 1.54E+ -0503-02+00-01+00-01+00-01-01-0300 -4.83E 2.16E--2.38E-2.89E-9.87E-1.87E-8.52E 4.37E--3.18E-3.07E-8.39E 1.51E+ -0503-02+00-03+00-0201-02-01-0300 -6.50E 2.32E--2.04E-2.50E-3.87E-6.12E-9.49E 1.45E--4.89E-2.29E-8.53E 1.65E+ -0503-02+00-02+00-0201-02-01-0300 -5.97E 1.49E--2.75E-3.19E-2.23E-1.84E-9.54E 3.68E--1.73E-8.47E-1.17E 1.86E+ -0603-02+00-02+00-0202-01-02-0200 -6.50E 2.32E--2.04E-2.50E-3.87E-6.12E-9.49E 1.45E--4.89E-2.29E-8.53E 1.65E+ -0503-02+00-02+00-0201-02-01-0300 -5.97E 1.49E--2.75E-3.19E-2.23E-1.84E-9.54E 3.68E--1.73E-8.47E-1.17E 1.86E+ -0603-02+00-02+00-0202-01-02-0200Ⅱ第三组第一组第二组第三组-3.55E 1.76E--3.38E-3.42E-3.07E-1.86E-9.20E7.30E--2.62E-2.05E-6.84E 1.66E+ -0603-02+00-02+00-0203-01-01-0300 -4.27E 1.64E--3.12E-3.81E-2.83E-1.89E-9.18E-8.82E-3.37E-1.01E-1.06E 1.76E+ -0603-02+00-02+00-02-02-01-01-0200 -1.33E 1.74E--3.43E-3.88E-3.82E-1.95E-9.81E-2.71E-2.28E-1.74E-7.01E 1.69E+ -0603-02+00-02+00-02-01-01-01-0300 -3.13E 1.75E--2.24E-2.86E-4.23E-1.69E-9.64E-3.02E-1.93E-2.49E-3.70E 1.58E+ -0503-02+00-02+00-02-01-01-01-0300167。