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每榀框架上的地震力怎麼算

發布時間:2023-05-28 01:28:02

1. 地震力到底是怎麼算出來的

地震荷載:(di zhen he zai)earthquake load(seismic force)
又稱地震力。結構物由於地震而受到的慣性力,土壓力和水壓力的總稱。由於水平振動對建築物的影響最大,因而一般只考慮水平振動。

地震力計算公式:地震力=自重×地震系數。
從建築物自重來說,與鋼混結構相比,全鋼結構具有自重輕,特點鋼結構的自重一般約為鋼混結構的三分之二或二分之一。按照上述計演算法則,自重輕的鋼結構建築將大大減小地震力起到緩解地震力,從而保護整個建築的穩固。

2. 地震力怎麼計算

地震力=自重×地震系數

3. 一榀框架內力計算方法

一榀平面框架內力計算首先要:設好框架的尺寸、層數、各層高及計算簡圖;估計好梁、柱截面尺寸,並計算各構件的線剛度、桿件數、節點編號;計算作用在其上的永久荷載、各種可變荷載並按承載能力、正常使用分別進行荷載的組合。按規范需作抗震驗算的房屋還要地震組合。
手算:各種近似方法中,建議用迭代法(卡尼法),按各種最不利布置荷載,相應計算各構件的某截面的最大彎矩、最大剪力、最大軸力。這一步是最麻煩的工作。正常使用狀態的計算還要設定材料強度。
電算:就用PK軟體或用Satw.軟體。輸入需要的各種數據,得出的結果還可能需要調整再輸入。

4. 地震力的計算過程

(一)地震力與地震層間位移比的理解與應用

⑴規范要求:《抗震規范》第3.4.2和3.4.3條及《高規》第4.4.2條均規定:其樓層側向剛度不宜小於上部相鄰樓層側向剛度的70%或其上相鄰三層側向剛度平均值的80%。

⑵計算公式:Ki=Vi/Δui

⑶應用范圍:

①可用於執行《抗震規范》第3.4.2和3.4.3條及《高規》第4.4.2條規定的工程剛度比計算。

②可用於判斷地下室頂板能否作為上部結構的嵌固端。

(二)剪切剛度的理解與應用

⑴規范要求:

①《高規》第E.0.1條規定:底部大空間為一層時,可近似採用轉換層上、下層結構等效剪切剛度比γ表示轉換層上、下層結構剛度的變化,γ宜接近1,非抗震設計時γ不應大於3,抗震設計時γ不應大於2.計算公式見《高規》151頁。

②《抗震規范》第6.1.14條規定:當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時,地下室結構的側向剛度與上部結構的側向剛度之比不宜小於2.其側向剛度的計算方法按照條文說明可以採用剪切剛度。計算公式見《抗震規范》253頁。

⑵SATWE軟體所提供的計算方法為《抗震規范》提供的方法。

⑶應用范圍:可用於執行《高規》第E.0.1條和《抗震規范》第6.1.14條規定的工程的剛度比的計算。

(三)剪彎剛度的理解與應用

⑴規范要求:

①《高規》第E.0.2條規定:底部大空間大於一層時,其轉換層上部與下部結構等效側向剛度比γe可採用圖E所示的計算模型按公式(E.0.2)計算。γe宜接近1,非抗震設計時γe不應大於2,抗震設計時γe不應大於1.3.計算公式見《高規》151頁。

②《高規》第E.0.2條還規定:當轉換層設置在3層及3層以上時,其樓層側向剛度比不應小於相鄰上部樓層的60%。

⑵SATWE軟體所採用的計算方法:高位側移剛度的簡化計算

⑶應用范圍:可用於執行《高規》第E.0.2條規定的工程的剛度比的計算。

(四)《上海規程》對剛度比的規定

《上海規程》中關於剛度比的適用范圍與國家規范的主要不同之處在於:

⑴《上海規程》第6.1.19條規定:地下室作為上部結構的嵌固端時,地下室的樓層側向剛度不宜小於上部樓層剛度的1.5倍。

⑵《上海規程》已將三種剛度比統一為採用剪切剛度比計算。

(五)工程算例:

⑴工程概況:某工程為框支剪力牆結構,共27層(包括二層地下室),第六層為框支轉換層。結構三維軸測圖、第六層及第七層平面圖如圖1所示(圖略)。該工程的地震設防烈度為8度,設計基本加速度為0.3g.

⑵1~13層X向剛度比的計算結果:

由於列表困難,下面每行數字的意義如下:以「/」分開三種剛度的計算方法,第一段為地震剪力與地震層間位移比的演算法,第二段為剪切剛度,第三段為剪彎剛度。具體數據依次為:層號,RJX,Ratx1,薄弱層/RJX,Ratx1,薄弱層/RJX,Ratx1,薄弱層。

其中RJX是結構總體坐標系中塔的側移剛度(應乘以10的7次方);Ratx1為本層塔側移剛度與上一層相應塔側移剛度70%的比值或上三層平均剛度80%的比值中的較小者。具體數據如下:

1,7.8225,2.3367,否/13.204,1.6408,否/11.694,1.9251,否

2,4.7283,3.9602,否/11.444,1.5127,否/8.6776,1.6336,否

3,1.7251,1.6527,否/9.0995,1.2496,否/6.0967,1.2598,否

4,1.3407,1.2595,否/9.6348,1.0726,否/6.9007,1.1557,否

5,1.2304,1.2556,否/9.6348,0.9018,是/6.9221,0.9716,是

6,1.3433,1.3534,否/8.0373,0.6439,是/4.3251,0.4951,是

7,1.4179,2.2177,否/16.014,1.3146,否/11.145,1.3066,否

8,0.9138,1.9275,否/16.014,1.3542,否/11.247.1.3559,否

9,0.6770,1.7992,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否

10,0.5375,1.7193,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否

11,0.4466,1.6676,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否

12,0.3812,1.6107,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否13,0.3310,1.5464,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否

注1:SATWE軟體在進行「地震剪力與地震層間位移比」的計算時「地下室信息」中的「回填土對地下室約束相對剛度比」里的值填「0」;

注2:在SATWE軟體中沒有單獨定義薄弱層層數及相應的層號;

注3:本算例主要用於說明三種剛度比在SATWE軟體中的實現過程,對結構方案的合理性不做討論。

⑶計算結果分析

①按不同方法計算剛度比,其薄弱層的判斷結果不同。

②設計人員在SATWE軟體的「調整信息」中應指定轉換層第六層薄弱層層號。指定薄弱層層號並不影響程序對其它薄弱層的自動判斷。

③當轉換層設置在3層及3層以上時,《高規》還規定其樓層側向剛度比不應小於相鄰上部樓層的60%。這一項SATWE軟體並沒有直接輸出結果,需要設計人員根據程序輸出的每層剛度單獨計算。例如本工程計算結果如下:

1.3433×107/(1.4179×107)=94.74%>60%

滿足規范要求。

④地下室頂板能否作為上部結構的嵌固端的判斷:

a)採用地震剪力與地震層間位移比

=4.7283×107/(1.7251×107)=2.74>2

地下室頂板能夠作為上部結構的嵌固端

b)採用剪切剛度比

=11.444×107/(9.0995×107)=1.25<2

地下室頂板不能夠作為上部結構的嵌固端

⑤SATWE軟體計算剪彎剛度時,H1的取值范圍包括地下室的高度,H2則取等於小於H1的高度。這對於希望H1的值取自0.00以上的設計人員來說,或者將地下室去掉,重新計算剪彎剛度,或者根據程序輸出的剪彎剛度,人工計算剛度比。以本工程為例,H1從0.00算起,採用剛度串模型,計算結果如下:

轉換層所在層號為6層(含地下室),轉換層下部起止層號為3~6,H1=21.9m,轉換層上部起止層號為7~13,H2=21.0m.

K1=[1/(1/6.0967+1/6.9007+1/6.9221+1/4.3251)]×107=1.4607×107

K2=[1/(1/11.145+1/11.247+1/10.369)×107=1.5132×107

Δ1=1/K1 ; Δ2=1/K2

則剪彎剛度比γe=(Δ1×H2)/(Δ2×H1)=0.9933

(六)關於三種剛度比性質的探討

⑴地震剪力與地震層間位移比:是一種與外力有關的計算方法。規范中規定的Δui不僅包括了地震力產生的位移,還包括了用於該樓層的傾覆力矩Mi產生的位移和由於下一層的樓層轉動而引起的本層剛體轉動位移。

⑵剪切剛度:其計算方法主要是剪切面積與相應層高的比,其大小跟結構豎向構件的剪切面積和層高密切相關。但剪切剛度沒有考慮帶支撐的結構體系和剪力牆洞口高度變化時所產生的影響。

⑶剪彎剛度:實際上就是單位力作用下的層間位移角,其剛度比也就是層間位移角之比。它能同時考慮剪切變形和彎曲變形的影響,但沒有考慮上下層對本層的約束。

三種剛度的性質完全不同,它們之間並沒有什麼必然的聯系,也正因為如此,規范賦予了它們不同的適用范圍。

5. 急求框架梁內力組合里恆載活載地震荷載怎麼計算 謝謝~

4.作用效應組合
1)、作用效應組合基本公式非抗震設計時由可變荷載控制的組合zs=γGSGK+γJQJZ的iYQiSω非抗震設計時由永久荷載控制的組合zs=γGSGK+立的hSQik抗震設計時的組合
2)、恆荷載作用的分項系數:當其對結構不利時,對於可變荷載效應控制的組合,應取1.2,
對於永久荷載效應控制的組合,應取l.35:當其對結構不利時,一般應取1.0。
3)、可變荷載作用的分項系數和組合值系數:一般應取l.4;對於標准值大於4.OKN/m2的
工業房屋樓面結構的活荷載應取1.3;樓面活荷載的組合值系數見荷載規范表4.1.1,取值范圍在0.7-0.9之間;風荷載的組合值系數為0.6;與地震作用效應組合時風荷載的組合系數為0.2。
4)、地震作用的分項系數:一般應取1.3:當同時考慮水平、豎向地震作用時,應取0.5。
5〉、重力荷載代表值:新抗震規范5.1.3條規定,建築的重力荷載代表值應取結構和構配件
自重標准值和各可變荷載組合值之和。各可變荷載組合值系數,應按表5.1.3採用。

6. 一榀框架帶陽台地震荷載、風荷載怎麼計算是不是不用考慮陽台下面有挑梁。

【結構設計師】
不用考慮陽台挑梁的問題。
因為那是框架平面外的。
但是你手算一榀框架,選擇中間的一榀比較有代表性。
因為你選取最外面一跨的話,這一跨上分攤的重力荷載代表值也小,分攤的風荷載受荷面積也小,都只有另一個方向半跨的寬度。對吧?
希望回答對你有幫助!

7. 水平地震作用及風荷載作用下,框架內力用什麼方法計算

水平地震作用及風荷載作用下,框架內力可用分層分層法計算。
步驟:1、算結構自重。
2、計算整體剛度。
3、結構的自振周期、
4、算出總水平地震作用。
5、算出各層水平地震力作用。
第二個問題:
D值法是修改後的反彎點法(具體情況,你可以去查結構力學Ⅱ 出版 社(忘了))
第三個問題:D是代表剛度。
第四個問題:實際工程與計算存在差別,有進行修正才可以。

8. 地震力的計算過程 給出公式和概念,

(一)地震力與地震層間位移比的理解與應用
⑴規范要求:《抗震規范》第3.4.2和3.4.3條及《高規》第4.4.2條均規定:其樓層側向剛度不宜小於上部相鄰樓層側向剛度的70%或其上相鄰三層側向剛度平均值的80%.
⑵計算公式:Ki=Vi/Δui
⑶應用范圍:
①可用於執行《抗震規范》第3.4.2和3.4.3條及《高規》第4.4.2條規定的工程剛度比計算.
②可用於判斷地下室頂板能否作為上部結構的嵌固端.
(二)剪切剛度的理解與應用
⑴規范要求:
①《高規》第E.0.1條規定:底部大空間為一層時,可近似採用轉換層上、下層結構等效剪切剛度比γ表示轉換層上、下層結構剛度的變化,γ宜接近1,非抗震設計時γ不應大於3,抗震設計時γ不應大於2.計算公式見《高規》151頁.
②《抗震規范》第6.1.14條規定:當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時,地下室結構的側向剛度與上部結構的側向剛度之比不宜小於2.其側向剛度的計算方法按照條文說明可以採用剪切剛度.計算公式見《抗震規范》253頁.
⑵SATWE軟體所提供的計算方法為《抗震規范》提供的方法.
⑶應用范圍:可用於執行《高規》第E.0.1條和《抗震規范》第6.1.14條規定的工程的剛度比的計算.
(三)剪彎剛度的理解與應用
⑴規范要求:
①《高規》第E.0.2條規定:底部大空間大於一層時,其轉換層上部與下部結構等效側向剛度比γe可採用圖E所示的計算模型按公式(E.0.2)計算.γe宜接近1,非抗震設計時γe不應大於2,抗震設計時γe不應大於1.3.計算公式見《高規》151頁.
②《高規》第E.0.2條還規定:當轉換層設置在3層及3層以上時,其樓層側向剛度比不應小於相鄰上部樓層的60%.
⑵SATWE軟體所採用的計算方法:高位側移剛度的簡化計算
⑶應用范圍:可用於執行《高規》第E.0.2條規定的工程的剛度比的計算.
(四)《上海規程》對剛度比的規定
《上海規程》中關於剛度比的適用范圍與國家規范的主要不同之處在於:
⑴《上海規程》第6.1.19條規定:地下室作為上部結構的嵌固端時,地下室的樓層側向剛度不宜小於上部樓層剛度的1.5倍.
⑵《上海規程》已將三種剛度比統一為採用剪切剛度比計算.
(五)工程算例:
⑴工程概況:某工程為框支剪力牆結構,共27層(包括二層地下室),第六層為框支轉換層.結構三維軸測圖、第六層及第七層平面圖如圖1所示(圖略).該工程的地震設防烈度為8度,設計基本加速度為0.3g.
⑵1~13層X向剛度比的計算結果:
由於列表困難,下面每行數字的意義如下:以「/」分開三種剛度的計算方法,第一段為地震剪力與地震層間位移比的演算法,第二段為剪切剛度,第三段為剪彎剛度.具體數據依次為:層號,RJX,Ratx1,薄弱層/RJX,Ratx1,薄弱層/RJX,Ratx1,薄弱層.
其中RJX是結構總體坐標系中塔的側移剛度(應乘以10的7次方);Ratx1為本層塔側移剛度與上一層相應塔側移剛度70%的比值或上三層平均剛度80%的比值中的較小者.具體數據如下:
1,7.8225,2.3367,否/13.204,1.6408,否/11.694,1.9251,否
2,4.7283,3.9602,否/11.444,1.5127,否/8.6776,1.6336,否
3,1.7251,1.6527,否/9.0995,1.2496,否/6.0967,1.2598,否
4,1.3407,1.2595,否/9.6348,1.0726,否/6.9007,1.1557,否
5,1.2304,1.2556,否/9.6348,0.9018,是/6.9221,0.9716,是
6,1.3433,1.3534,否/8.0373,0.6439,是/4.3251,0.4951,是
7,1.4179,2.2177,否/16.014,1.3146,否/11.145,1.3066,否
8,0.9138,1.9275,否/16.014,1.3542,否/11.247.1.3559,否
9,0.6770,1.7992,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否
10,0.5375,1.7193,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否
11,0.4466,1.6676,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否
12,0.3812,1.6107,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否13,0.3310,1.5464,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否
注1:SATWE軟體在進行「地震剪力與地震層間位移比」的計算時「地下室信息」中的「回填土對地下室約束相對剛度比」里的值填「0」;
注2:在SATWE軟體中沒有單獨定義薄弱層層數及相應的層號;
注3:本算例主要用於說明三種剛度比在SATWE軟體中的實現過程,對結構方案的合理性不做討論.
⑶計算結果分析
①按不同方法計算剛度比,其薄弱層的判斷結果不同.
②設計人員在SATWE軟體的「調整信息」中應指定轉換層第六層薄弱層層號.指定薄弱層層號並不影響程序對其它薄弱層的自動判斷.
③當轉換層設置在3層及3層以上時,《高規》還規定其樓層側向剛度比不應小於相鄰上部樓層的60%.這一項SATWE軟體並沒有直接輸出結果,需要設計人員根據程序輸出的每層剛度單獨計算.例如本工程計算結果如下:
1.3433×107/(1.4179×107)=94.74%>60%
滿足規范要求.
④地下室頂板能否作為上部結構的嵌固端的判斷:
a)採用地震剪力與地震層間位移比
=4.7283×107/(1.7251×107)=2.74>2
地下室頂板能夠作為上部結構的嵌固端
b)採用剪切剛度比
=11.444×107/(9.0995×107)=1.25<2
地下室頂板不能夠作為上部結構的嵌固端
⑤SATWE軟體計算剪彎剛度時,H1的取值范圍包括地下室的高度,H2則取等於小於H1的高度.這對於希望H1的值取自0.00以上的設計人員來說,或者將地下室去掉,重新計算剪彎剛度,或者根據程序輸出的剪彎剛度,人工計算剛度比.以本工程為例,H1從0.00算起,採用剛度串模型,計算結果如下:
轉換層所在層號為6層(含地下室),轉換層下部起止層號為3~6,H1=21.9m,轉換層上部起止層號為7~13,H2=21.0m.
K1=[1/(1/6.0967+1/6.9007+1/6.9221+1/4.3251)]×107=1.4607×107
K2=[1/(1/11.145+1/11.247+1/10.369)×107=1.5132×107
Δ1=1/K1 ; Δ2=1/K2
則剪彎剛度比γe=(Δ1×H2)/(Δ2×H1)=0.9933
(六)關於三種剛度比性質的探討
⑴地震剪力與地震層間位移比:是一種與外力有關的計算方法.規范中規定的Δui不僅包括了地震力產生的位移,還包括了用於該樓層的傾覆力矩Mi產生的位移和由於下一層的樓層轉動而引起的本層剛體轉動位移.
⑵剪切剛度:其計算方法主要是剪切面積與相應層高的比,其大小跟結構豎向構件的剪切面積和層高密切相關.但剪切剛度沒有考慮帶支撐的結構體系和剪力牆洞口高度變化時所產生的影響.
⑶剪彎剛度:實際上就是單位力作用下的層間位移角,其剛度比也就是層間位移角之比.它能同時考慮剪切變形和彎曲變形的影響,但沒有考慮上下層對本層的約束.
三種剛度的性質完全不同,它們之間並沒有什麼必然的聯系,也正因為如此,規范賦予了它們不同的適用范圍.

9. 高層鋼結構抗震的計算

1.地震作用計算
結構自振周期,在初步設計時,基本周期可按經驗公式估算:式中n―建築物層數(不包括地下部分及屋頂小塔樓)。
採用底部剪力法計算水平地震作用。鋼結構的阻尼比較小,高層可取0.02,多層可取0.035.
2.地震作用下內型行力與位移計算
(1)多遇地震作用下
結構在第一階攜迅段多遇地震作用下的抗震設計中,其地震作用效應採取彈性方法計算:可根據不同情況,採用底部剪力法、振型分解反應譜法以及時程分析法等方法。
(2)罕遇地震作用下
高層鋼結構第二階段的抗震驗算應採用時程分析法對結構進行彈塑性時程分析。
3.構件的內力組合與設計原則
(l)內力組合
在抗震設計中,一般高層鋼結構可不考慮風卜隱嘩荷載及豎向地震的作用,對於高度大於60m的高層鋼結構須考慮風荷載的作用,在9度區尚須考慮豎向地震作用。
(2)設計原則
框架梁、柱截面按彈性設計。同時,將框架設計成強柱弱梁體系。
4.側移控制
在小震下(彈性階段),過大的層間變形會造成非結構構件的破壞,而在大震下(彈塑性階段),過大的變形會造成結構的破壞或倒塌,因此,應限制結構的側移,使其不超過一定的數值。

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10. 各層地震剪力如何計算

介紹

地震工程是一個研究地震和土木工程的相互關系的學科。地震可以對建築物和結構造成嚴重的破壞,因此設計則粗工程要考慮地震的力量和強度,以保證結構的安全性和穩定性。本文將詳細討論每層地震剪力如何者信計算。

地震剪力

地震剪力是指地震作用於結構物時生成的力。它是建築物地震設計的重要參數,反映結構的抗震能力。在設計中,需要計算每層地震剪力,以使結構在地震中保持活動性,而不會倒塌或崩潰。

每層地震剪力計算

每層地震剪力計算是基於結構分析和地震工程的原理。地震剪力分為靜力計演算法和動力計演算法。靜力計演算法是基於地震力矩的原理來計算結構物的剪力,這種方法不涉及慣性力和地震波的傳播。動力計演算法是基於結構的動力響應來計算結構物的剪力,此方法需要有數值模型計算結構物的動態響應。

在使用靜力計演算法時,地震剪力由結構物的重量、地震力矩和加速度計算得出。重量可以簡單地計算,而地震力矩和加速度需要進行復雜的計算。地震剪力的計算還需要考慮結構物的剛度和材料參數等因素。

動力計演算法要更加復雜,需要考慮結構物的振動頻率、地震波的特性和轉向等孫嫌鎮因素。應用動力計演算法時,需要使用數值建模和數值計算,這需要對結構物進行詳細的分析和計算。在完成數值建模和計算之後,可以計算每層地震剪力。

結論

地震剪力計算是地震設計的重要組成部分。在設計中,需要考慮每層地震剪力,以保證結構在地震中穩定、安全,並避免破壞。在使用每層地震剪力進行設計時,應注意使用准確的數據和方法,以便取得最好的設計結果。

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