1. 地震力到底是怎么算出来的
地震荷载:(di zhen he zai)earthquake load(seismic force)
又称地震力。结构物由于地震而受到的惯性力,土压力和水压力的总称。由于水平振动对建筑物的影响最大,因而一般只考虑水平振动。
地震力计算公式:地震力=自重×地震系数。
从建筑物自重来说,与钢混结构相比,全钢结构具有自重轻,特点钢结构的自重一般约为钢混结构的三分之二或二分之一。按照上述计算法则,自重轻的钢结构建筑将大大减小地震力起到缓解地震力,从而保护整个建筑的稳固。
2. 地震力怎么计算
地震力=自重×地震系数
3. 一榀框架内力计算方法
一榀平面框架内力计算首先要:设好框架的尺寸、层数、各层高及计算简图;估计好梁、柱截面尺寸,并计算各构件的线刚度、杆件数、节点编号;计算作用在其上的永久荷载、各种可变荷载并按承载能力、正常使用分别进行荷载的组合。按规范需作抗震验算的房屋还要地震组合。
手算:各种近似方法中,建议用迭代法(卡尼法),按各种最不利布置荷载,相应计算各构件的某截面的最大弯矩、最大剪力、最大轴力。这一步是最麻烦的工作。正常使用状态的计算还要设定材料强度。
电算:就用PK软件或用Satw.软件。输入需要的各种数据,得出的结果还可能需要调整再输入。
4. 地震力的计算过程
(一)地震力与地震层间位移比的理解与应用
⑴规范要求:《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条均规定:其楼层侧向刚度不宜小于上部相邻楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。
⑵计算公式:Ki=Vi/Δui
⑶应用范围:
①可用于执行《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条规定的工程刚度比计算。
②可用于判断地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端。
(二)剪切刚度的理解与应用
⑴规范要求:
①《高规》第E.0.1条规定:底部大空间为一层时,可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化,γ宜接近1,非抗震设计时γ不应大于3,抗震设计时γ不应大于2.计算公式见《高规》151页。
②《抗震规范》第6.1.14条规定:当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下室结构的侧向刚度与上部结构的侧向刚度之比不宜小于2.其侧向刚度的计算方法按照条文说明可以采用剪切刚度。计算公式见《抗震规范》253页。
⑵SATWE软件所提供的计算方法为《抗震规范》提供的方法。
⑶应用范围:可用于执行《高规》第E.0.1条和《抗震规范》第6.1.14条规定的工程的刚度比的计算。
(三)剪弯刚度的理解与应用
⑴规范要求:
①《高规》第E.0.2条规定:底部大空间大于一层时,其转换层上部与下部结构等效侧向刚度比γe可采用图E所示的计算模型按公式(E.0.2)计算。γe宜接近1,非抗震设计时γe不应大于2,抗震设计时γe不应大于1.3.计算公式见《高规》151页。
②《高规》第E.0.2条还规定:当转换层设置在3层及3层以上时,其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60%。
⑵SATWE软件所采用的计算方法:高位侧移刚度的简化计算
⑶应用范围:可用于执行《高规》第E.0.2条规定的工程的刚度比的计算。
(四)《上海规程》对刚度比的规定
《上海规程》中关于刚度比的适用范围与国家规范的主要不同之处在于:
⑴《上海规程》第6.1.19条规定:地下室作为上部结构的嵌固端时,地下室的楼层侧向刚度不宜小于上部楼层刚度的1.5倍。
⑵《上海规程》已将三种刚度比统一为采用剪切刚度比计算。
(五)工程算例:
⑴工程概况:某工程为框支剪力墙结构,共27层(包括二层地下室),第六层为框支转换层。结构三维轴测图、第六层及第七层平面图如图1所示(图略)。该工程的地震设防烈度为8度,设计基本加速度为0.3g.
⑵1~13层X向刚度比的计算结果:
由于列表困难,下面每行数字的意义如下:以“/”分开三种刚度的计算方法,第一段为地震剪力与地震层间位移比的算法,第二段为剪切刚度,第三段为剪弯刚度。具体数据依次为:层号,RJX,Ratx1,薄弱层/RJX,Ratx1,薄弱层/RJX,Ratx1,薄弱层。
其中RJX是结构总体坐标系中塔的侧移刚度(应乘以10的7次方);Ratx1为本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均刚度80%的比值中的较小者。具体数据如下:
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软件在进行“地震剪力与地震层间位移比”的计算时“地下室信息”中的“回填土对地下室约束相对刚度比”里的值填“0”;
注2:在SATWE软件中没有单独定义薄弱层层数及相应的层号;
注3:本算例主要用于说明三种刚度比在SATWE软件中的实现过程,对结构方案的合理性不做讨论。
⑶计算结果分析
①按不同方法计算刚度比,其薄弱层的判断结果不同。
②设计人员在SATWE软件的“调整信息”中应指定转换层第六层薄弱层层号。指定薄弱层层号并不影响程序对其它薄弱层的自动判断。
③当转换层设置在3层及3层以上时,《高规》还规定其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60%。这一项SATWE软件并没有直接输出结果,需要设计人员根据程序输出的每层刚度单独计算。例如本工程计算结果如下:
1.3433×107/(1.4179×107)=94.74%>60%
满足规范要求。
④地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端的判断:
a)采用地震剪力与地震层间位移比
=4.7283×107/(1.7251×107)=2.74>2
地下室顶板能够作为上部结构的嵌固端
b)采用剪切刚度比
=11.444×107/(9.0995×107)=1.25<2
地下室顶板不能够作为上部结构的嵌固端
⑤SATWE软件计算剪弯刚度时,H1的取值范围包括地下室的高度,H2则取等于小于H1的高度。这对于希望H1的值取自0.00以上的设计人员来说,或者将地下室去掉,重新计算剪弯刚度,或者根据程序输出的剪弯刚度,人工计算刚度比。以本工程为例,H1从0.00算起,采用刚度串模型,计算结果如下:
转换层所在层号为6层(含地下室),转换层下部起止层号为3~6,H1=21.9m,转换层上部起止层号为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
则剪弯刚度比γe=(Δ1×H2)/(Δ2×H1)=0.9933
(六)关于三种刚度比性质的探讨
⑴地震剪力与地震层间位移比:是一种与外力有关的计算方法。规范中规定的Δui不仅包括了地震力产生的位移,还包括了用于该楼层的倾覆力矩Mi产生的位移和由于下一层的楼层转动而引起的本层刚体转动位移。
⑵剪切刚度:其计算方法主要是剪切面积与相应层高的比,其大小跟结构竖向构件的剪切面积和层高密切相关。但剪切刚度没有考虑带支撑的结构体系和剪力墙洞口高度变化时所产生的影响。
⑶剪弯刚度:实际上就是单位力作用下的层间位移角,其刚度比也就是层间位移角之比。它能同时考虑剪切变形和弯曲变形的影响,但没有考虑上下层对本层的约束。
三种刚度的性质完全不同,它们之间并没有什么必然的联系,也正因为如此,规范赋予了它们不同的适用范围。
5. 急求框架梁内力组合里恒载活载地震荷载怎么计算 谢谢~
4.作用效应组合
1)、作用效应组合基本公式非抗震设计时由可变荷载控制的组合zs=γGSGK+γJQJZ的iYQiSω非抗震设计时由永久荷载控制的组合zs=γGSGK+立的hSQik抗震设计时的组合
2)、恒荷载作用的分项系数:当其对结构不利时,对于可变荷载效应控制的组合,应取1.2,
对于永久荷载效应控制的组合,应取l.35:当其对结构不利时,一般应取1.0。
3)、可变荷载作用的分项系数和组合值系数:一般应取l.4;对于标准值大于4.OKN/m2的
工业房屋楼面结构的活荷载应取1.3;楼面活荷载的组合值系数见荷载规范表4.1.1,取值范围在0.7-0.9之间;风荷载的组合值系数为0.6;与地震作用效应组合时风荷载的组合系数为0.2。
4)、地震作用的分项系数:一般应取1.3:当同时考虑水平、竖向地震作用时,应取0.5。
5〉、重力荷载代表值:新抗震规范5.1.3条规定,建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件
自重标准值和各可变荷载组合值之和。各可变荷载组合值系数,应按表5.1.3采用。
6. 一榀框架带阳台地震荷载、风荷载怎么计算是不是不用考虑阳台下面有挑梁。
【结构设计师】
不用考虑阳台挑梁的问题。
因为那是框架平面外的。
但是你手算一榀框架,选择中间的一榀比较有代表性。
因为你选取最外面一跨的话,这一跨上分摊的重力荷载代表值也小,分摊的风荷载受荷面积也小,都只有另一个方向半跨的宽度。对吧?
希望回答对你有帮助!
7. 水平地震作用及风荷载作用下,框架内力用什么方法计算
水平地震作用及风荷载作用下,框架内力可用分层分层法计算。
步骤:1、算结构自重。
2、计算整体刚度。
3、结构的自振周期、
4、算出总水平地震作用。
5、算出各层水平地震力作用。
第二个问题:
D值法是修改后的反弯点法(具体情况,你可以去查结构力学Ⅱ 出版 社(忘了))
第三个问题:D是代表刚度。
第四个问题:实际工程与计算存在差别,有进行修正才可以。
8. 地震力的计算过程 给出公式和概念,
(一)地震力与地震层间位移比的理解与应用
⑴规范要求:《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条均规定:其楼层侧向刚度不宜小于上部相邻楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%.
⑵计算公式:Ki=Vi/Δui
⑶应用范围:
①可用于执行《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条规定的工程刚度比计算.
②可用于判断地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端.
(二)剪切刚度的理解与应用
⑴规范要求:
①《高规》第E.0.1条规定:底部大空间为一层时,可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化,γ宜接近1,非抗震设计时γ不应大于3,抗震设计时γ不应大于2.计算公式见《高规》151页.
②《抗震规范》第6.1.14条规定:当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下室结构的侧向刚度与上部结构的侧向刚度之比不宜小于2.其侧向刚度的计算方法按照条文说明可以采用剪切刚度.计算公式见《抗震规范》253页.
⑵SATWE软件所提供的计算方法为《抗震规范》提供的方法.
⑶应用范围:可用于执行《高规》第E.0.1条和《抗震规范》第6.1.14条规定的工程的刚度比的计算.
(三)剪弯刚度的理解与应用
⑴规范要求:
①《高规》第E.0.2条规定:底部大空间大于一层时,其转换层上部与下部结构等效侧向刚度比γe可采用图E所示的计算模型按公式(E.0.2)计算.γe宜接近1,非抗震设计时γe不应大于2,抗震设计时γe不应大于1.3.计算公式见《高规》151页.
②《高规》第E.0.2条还规定:当转换层设置在3层及3层以上时,其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60%.
⑵SATWE软件所采用的计算方法:高位侧移刚度的简化计算
⑶应用范围:可用于执行《高规》第E.0.2条规定的工程的刚度比的计算.
(四)《上海规程》对刚度比的规定
《上海规程》中关于刚度比的适用范围与国家规范的主要不同之处在于:
⑴《上海规程》第6.1.19条规定:地下室作为上部结构的嵌固端时,地下室的楼层侧向刚度不宜小于上部楼层刚度的1.5倍.
⑵《上海规程》已将三种刚度比统一为采用剪切刚度比计算.
(五)工程算例:
⑴工程概况:某工程为框支剪力墙结构,共27层(包括二层地下室),第六层为框支转换层.结构三维轴测图、第六层及第七层平面图如图1所示(图略).该工程的地震设防烈度为8度,设计基本加速度为0.3g.
⑵1~13层X向刚度比的计算结果:
由于列表困难,下面每行数字的意义如下:以“/”分开三种刚度的计算方法,第一段为地震剪力与地震层间位移比的算法,第二段为剪切刚度,第三段为剪弯刚度.具体数据依次为:层号,RJX,Ratx1,薄弱层/RJX,Ratx1,薄弱层/RJX,Ratx1,薄弱层.
其中RJX是结构总体坐标系中塔的侧移刚度(应乘以10的7次方);Ratx1为本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均刚度80%的比值中的较小者.具体数据如下:
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软件在进行“地震剪力与地震层间位移比”的计算时“地下室信息”中的“回填土对地下室约束相对刚度比”里的值填“0”;
注2:在SATWE软件中没有单独定义薄弱层层数及相应的层号;
注3:本算例主要用于说明三种刚度比在SATWE软件中的实现过程,对结构方案的合理性不做讨论.
⑶计算结果分析
①按不同方法计算刚度比,其薄弱层的判断结果不同.
②设计人员在SATWE软件的“调整信息”中应指定转换层第六层薄弱层层号.指定薄弱层层号并不影响程序对其它薄弱层的自动判断.
③当转换层设置在3层及3层以上时,《高规》还规定其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60%.这一项SATWE软件并没有直接输出结果,需要设计人员根据程序输出的每层刚度单独计算.例如本工程计算结果如下:
1.3433×107/(1.4179×107)=94.74%>60%
满足规范要求.
④地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端的判断:
a)采用地震剪力与地震层间位移比
=4.7283×107/(1.7251×107)=2.74>2
地下室顶板能够作为上部结构的嵌固端
b)采用剪切刚度比
=11.444×107/(9.0995×107)=1.25<2
地下室顶板不能够作为上部结构的嵌固端
⑤SATWE软件计算剪弯刚度时,H1的取值范围包括地下室的高度,H2则取等于小于H1的高度.这对于希望H1的值取自0.00以上的设计人员来说,或者将地下室去掉,重新计算剪弯刚度,或者根据程序输出的剪弯刚度,人工计算刚度比.以本工程为例,H1从0.00算起,采用刚度串模型,计算结果如下:
转换层所在层号为6层(含地下室),转换层下部起止层号为3~6,H1=21.9m,转换层上部起止层号为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
则剪弯刚度比γe=(Δ1×H2)/(Δ2×H1)=0.9933
(六)关于三种刚度比性质的探讨
⑴地震剪力与地震层间位移比:是一种与外力有关的计算方法.规范中规定的Δui不仅包括了地震力产生的位移,还包括了用于该楼层的倾覆力矩Mi产生的位移和由于下一层的楼层转动而引起的本层刚体转动位移.
⑵剪切刚度:其计算方法主要是剪切面积与相应层高的比,其大小跟结构竖向构件的剪切面积和层高密切相关.但剪切刚度没有考虑带支撑的结构体系和剪力墙洞口高度变化时所产生的影响.
⑶剪弯刚度:实际上就是单位力作用下的层间位移角,其刚度比也就是层间位移角之比.它能同时考虑剪切变形和弯曲变形的影响,但没有考虑上下层对本层的约束.
三种刚度的性质完全不同,它们之间并没有什么必然的联系,也正因为如此,规范赋予了它们不同的适用范围.
9. 高层钢结构抗震的计算
1.地震作用计算
结构自振周期,在初步设计时,基本周期可按经验公式估算:式中n―建筑物层数(不包括地下部分及屋顶小塔楼)。
采用底部剪力法计算水平地震作用。钢结构的阻尼比较小,高层可取0.02,多层可取0.035.
2.地震作用下内型行力与位移计算
(1)多遇地震作用下
结构在第一阶携迅段多遇地震作用下的抗震设计中,其地震作用效应采取弹性方法计算:可根据不同情况,采用底部剪力法、振型分解反应谱法以及时程分析法等方法。
(2)罕遇地震作用下
高层钢结构第二阶段的抗震验算应采用时程分析法对结构进行弹塑性时程分析。
3.构件的内力组合与设计原则
(l)内力组合
在抗震设计中,一般高层钢结构可不考虑风卜隐哗荷载及竖向地震的作用,对于高度大于60m的高层钢结构须考虑风荷载的作用,在9度区尚须考虑竖向地震作用。
(2)设计原则
框架梁、柱截面按弹性设计。同时,将框架设计成强柱弱梁体系。
4.侧移控制
在小震下(弹性阶段),过大的层间变形会造成非结构构件的破坏,而在大震下(弹塑性阶段),过大的变形会造成结构的破坏或倒塌,因此,应限制结构的侧移,使其不超过一定的数值。
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10. 各层地震剪力如何计算
介绍
地震工程是一个研究地震和土木工程的相互关系的学科。地震可以对建筑物和结构造成严重的破坏,因此设计则粗工程要考虑地震的力量和强度,以保证结构的安全性和稳定性。本文将详细讨论每层地震剪力如何者信计算。
地震剪力
地震剪力是指地震作用于结构物时生成的力。它是建筑物地震设计的重要参数,反映结构的抗震能力。在设计中,需要计算每层地震剪力,以使结构在地震中保持活动性,而不会倒塌或崩溃。
每层地震剪力计算
每层地震剪力计算是基于结构分析和地震工程的原理。地震剪力分为静力计算法和动力计算法。静力计算法是基于地震力矩的原理来计算结构物的剪力,这种方法不涉及惯性力和地震波的传播。动力计算法是基于结构的动力响应来计算结构物的剪力,此方法需要有数值模型计算结构物的动态响应。
在使用静力计算法时,地震剪力由结构物的重量、地震力矩和加速度计算得出。重量可以简单地计算,而地震力矩和加速度需要进行复杂的计算。地震剪力的计算还需要考虑结构物的刚度和材料参数等因素。
动力计算法要更加复杂,需要考虑结构物的振动频率、地震波的特性和转向等孙嫌镇因素。应用动力计算法时,需要使用数值建模和数值计算,这需要对结构物进行详细的分析和计算。在完成数值建模和计算之后,可以计算每层地震剪力。
结论
地震剪力计算是地震设计的重要组成部分。在设计中,需要考虑每层地震剪力,以保证结构在地震中稳定、安全,并避免破坏。在使用每层地震剪力进行设计时,应注意使用准确的数据和方法,以便取得最好的设计结果。