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外洋项目系列(Ⅱ)：美标模浚浚浚浚块之抗震参数篇（1）作者： 彭志丰
宣布时间：2022-04-14

外洋项目系列(Ⅱ)：美标模浚浚浚浚块之抗震参数篇（1）

彭志丰

随着“一带一起”的深入生长，，，， ，，中国设计师加入外洋项目日益增多；；； ；；；；；随着新冠的有用控制，，，， ，，外洋项目脚步逐步加速；；； ；；；；；为了使中国设计师能够快速胜任外洋项目的设计，，，， ，，近期将团结stake官网西欧模浚浚浚浚块推出外洋项目设计系列知识期刊。。。 。。。stake官网西欧模浚浚浚浚块支持中文和英文两种语言，，，， ，，语言可以自由切换。。。 。。。外洋项目在某些设计理念与海内设计保存显着差别，，，， ，，第二期为“美标模浚浚浚浚块之抗震参数篇”，，，， ，，分为四部分，，，， ，，主要先容美标模浚浚浚浚块抗震参数和某工程案例地动参数选取，，，， ，，以便用户快速掌握美标地动参数意义和确定流程。。。 。。。由于笔者英语水平有限，，，， ，，以免翻译过失，，，， ，，误导读者，，，， ，，本篇也将美标条文详细泛起，，，， ，，以便读者查阅。。。 。。。

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图1.  YJK美标模浚浚浚浚块英文地动参数设置页

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图2.  YJK美标模浚浚浚浚块中文地动参数设置页

stake官网美标模浚浚浚浚块支持美标荷载ASCE7-10、混凝土规范ACI318-14、钢结构规范AISC360-10、钢结构抗震规范AISC341-10等。。。 。。。

首先，，，， ，，我们凭证ASCE7-10表1.5-1（图1）确定该修建的清静品级，，，， ，，凭证ASCE7-10表1.5-2（图2）确定其地举措用主要性系数。。。 。。。例如通俗修建的清静品级为Ⅱ，，，， ，，其地举措用的主要性系数为1.0。。。 。。。

 

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图3. 美标ASCE7-10表1.5-1修建清静品级

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图4. 美标ASCE7-10表1.5-2种种荷载作用主要性系数

其次，，，， ，，我们相识一下美标中的基本看法，，，， ，，如结构不规则的界说、地动剖析要领中的等效侧向力法和反应谱法一些基本划定。。。 。。。结构平面不规则的划定详见图5，，，， ，，结构竖向不规则的划定详见图6。。。 。。。关于抗震设计种别为E和F修建，，，， ，，不允许使用很是扭转不规则（type b）和楼层竖向刚度不规则（1a）、楼层竖向承载力不规则（5a）、极端楼层竖向承载力不规则（5b）；；； ；；；；；关于抗震设计种别为D修建，，，， ，，不允许使用极端楼层竖向承载力不规则（5b）（Refer to 12.3.3.1）。。。 。。。

关于抗震设计种别为D、E、F修建，，，， ，，属于特定平面不规则或者属于竖向抗侧力构件不一连时，，，， ，，地举措用应该放大1.25倍（Refer to 12.3.3.4）。。。 。。。

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图5. 结构水平不规则

 

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图6. 结构竖向不规则

 

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图7.  ASCE7-10中12.3.3.1条款

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图8.  ASCE7-10中12.3.3.4条款

盘算地举措用的要领包括等效侧向力法、反应谱法和时程剖析法。。。 。。。等效侧向力法与我国的底部剪力法坚持一致，，，， ，，但等效抗侧力法有一定的适用条件，，，， ，，详见图9地举措用剖析要领。。。 。。。

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图9.  地举措用剖析要领（a）

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图9.  地举措用剖析要领（b）

 

注：《外洋项目系列(Ⅱ)：美标模浚浚浚浚块之抗震参数篇》未完，，，， ，，精彩还在后面，，，， ，，请继续查阅。。。 。。。

 

 

 

 

 

 

 

外洋项目系列(Ⅱ)：美标模浚浚浚浚块之抗震参数篇（2）

彭志丰

本篇接《外洋项目系列(Ⅱ)：美标模浚浚浚浚块之抗震参数篇（1）》继续先容美标中有关地动的参数，，，， ，，本篇主要先容美标中的一些看法。。。 。。。

接纳合理的剖析要领确定结构周期T，，，， ，，结构周期T不可凌驾盘算周期上限系数Cu与估算结构基本周期Ta的乘积，，，， ，，盘算周期上限系数Cu可凭证表12.8.1查得，，，， ，，估算结构基本周期Ta可以通过ASCE7-10中公式12.8-7求得，，，， ，，注重表12.8-2中的括号数值用于米制单位。。。 。。。

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图10. 盘算周期上限系数Cu

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13.png图11. 估算结构基本周期公式ASCE7-10  12.8-7和表12.8-2

等效抗侧力法关于地动基底剪力的求解详见公式12.8.-1，，，， ，，地动系数Cs的求解详见公式12.8-2，，，， ，，当T>Ts时，，，， ，，地动系数Cs上限与反应谱法中坚持一致。。。 。。。（Refer to 12.8.1.1 and 11.4.5）；；； ；；；；；地动系数Cs的下限值12.8-5或公式12.8-6求出；；； ；；；；；地动系数Cs的下限值与国标中的最小剪重比的作用类似。。。 。。。

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图12. 地动系数Cs的求解公式

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图13. 地动系数Cs的下限值

stake官网美标模浚浚浚浚块等效侧向力法依据结构周期T按图14确定地举措用巨细。。。 。。。

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图14. stake官网美标模浚浚浚浚块等效侧向力法

阵型反应谱法要求每个偏向的总质量系数不小于90%（Refer to 12.9.1）。。。 。。。阵型反应谱法盘算出的内力需要乘以Ie/R，，，， ，，而阵型反应谱法盘算出的位移角和位移需要乘以Cd/R（Refer to 12.9.2）。。。 。。。阵型反应谱法盘算的基底剪力不可小于0.85倍等效抗侧力法求得的剪力，，，， ，，当阵型反应谱法盘算的基底剪力小于0.85倍等效抗侧力法求得的剪力，，，， ，，应将基底剪力放大至0.85倍等效抗侧力法求得的剪力（Refer to 12.9.4.1）。。。 。。。

stake官网美标模浚浚浚浚块不但能够自动调解阵型反应谱法盘算的地动效应与位移（位移角），，，， ，，并且也能自动凭证等效侧向力法剪力来调解阵型反应谱法的地动剪力，，，， ，，不再需要用户手动举行调解。。。 。。。

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图15.  ASCE7-10中12.9.2条款

 

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图16.  ASCE7-10楼层相对位移

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图17.  ASCE7-10楼层位移盘算公式

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图18.  ASCE7-10楼层相对位移限值

 

 

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图19.  ASCE7-10中12.9.4.1条款

竖向地举措用：竖向地举措用凭证ASCE7-10中公式12.4-4确定，，，， ，，当短周期设计反应加速率参数小于0.125时间，，，， ，，可以忽略竖向地举措用。。。 。。。

 

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图20. 竖向地动力

双向地举措用：双向地举措用可按一个偏向100%地举措用加正交偏向地举措用的0.3倍思量。。。 。。。当抗震设计种别为B类时间，，，， ，，可以不思量双向地举措用；；； ；；；；；当抗震设计种别为C类且修建属于平面不规则中类型5时间，，，， ，，需要思量双向地举措用；；； ；；；；；当抗震设计种别为D、E、F时，，，， ，，需要思量双向地动。。。 。。。

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图21. 双向地动力

 

 

 

注：《外洋项目系列(Ⅱ)：美标模浚浚浚浚块之抗震参数篇》未完，，，， ，，精彩还在后面，，，， ，，请继续查阅。。。 。。。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

外洋项目系列(Ⅱ)：美标模浚浚浚浚块之抗震参数篇（3）

彭志丰

本篇接《外洋项目系列(Ⅱ)：美标模浚浚浚浚块之抗震参数篇（1）（2）》继续先容美标中有关地动的参数，，，， ，，本篇主要先容美标中的反应谱参数和抗震系统中的地动参数。。。 。。。

当相识完善标中地动一些总体要求后，，，， ，，然后，，，， ，，我们相识一下美标反应谱中的主要参数和结构系统中的主要参数。。。 。。。

ASCE7-10提供园地加速率为2475年重现期基准园地B类5%阻尼弹性谱值，，，， ，，

长周期（1s）地动惊反应谱加速率S1和短周期（0.2s）地动惊反应谱加速SS，，，， ，，可凭证美标ASCE7-10中22章图22确定某地区响应的地动惊反应谱加速率，，，， ，，或凭证USGS Web site 网站的地动设计图(2475年重现期基准园地B类5%阻尼弹性谱值)

（https://earthquake.usgs.gov/hazards/designmaps/pdfs/?code=NEHRP&edition=2003）确定；；； ；；；；；沙标是凭证沙特荷载规范SBC301中图9确定其地区的地动惊反应谱加速率。。。 。。。

凭证园地土特征，，，， ，，参考ASCE7-10第20章将园地划分为A，，，， ，，B，，，， ，，C，，，， ，，D，，，， ，，E，，，， ，，F等六类，，，， ，，外地勘数据不富足时，，，， ，，园地种别可凭证D类处置惩罚（Refer to ASCE7-10 11.4.2）。。。 。。。美标是以B类园地谱值为基准，，，， ，，其他园地谱值通过系数Fa和Fv举行换算。。。 。。。凭证ASCE7-10中表11.4.1确定短周期反应谱的园地系数Fa，，，， ，，凭证ASCE7-10中表11.4.2确定长周期反应谱的园地系数Fv。。。 。。。

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图22.  ASCE7-10园地系数Fa和Fv

 

思量园地调解5%阻尼的短周期的园地反应谱加速率SMS凭证公式11.4-1求出；；； ；；；；；思量园地调解5%阻尼的长周期的园地反应谱加速率SM1凭证公式求11.4-2出。。。 。。。

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图23.  ASCE7-10中思量园地影响的园地反应谱加速率求解

 

短周期设计反应谱加速率SDS凭证公式11.4-3求出；；； ；；；；；长周期的设计反应谱加速率SD1凭证公式11.4-4求出。。。 。。。

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图24.  ASCE7-10中设计反应谱加速率求解公式

美标设计反应谱为“中震”弹性谱，，，， ，，该设计反应谱由直线上升段、水平段、曲线下降段1和曲线下降段2组成，，，， ，，美标设计反应谱如图11.4-1所示，，，， ，，控制参数为设计谱加速率SD1、SDS和转换长周期TL。。。 。。。To为0.2倍长周期设计反应谱值与短周期设计反应谱值比值，，，， ，，TS为长周期设计反应谱值与短周期设计反应谱值的比值，，，， ，，转换长周期TL可从ASCE7-10图22-12查得。。。 。。。

修建抗震设计类SDC简直定，，，， ，，修建抗震设计种别分为A，，，， ，，B，，，， ，，C，，，， ，，D，，，， ，，E，，，， ，，F等六类。。。 。。。当修建清静品级为ⅠⅡ、Ⅲ类且长周期地动惊反应谱加速率S1大于即是0.75时为E类；；； ；；；；；当修建清静品级为 Ⅳ长周期地动惊反应谱加速率S1大于即是0.75时为F类；；； ；；；；；其他修建的抗震品级凭证ASCE7-10表11.6-1和表11.6-2确定，，，， ，，且凭证从严原则确定抗震设计种别。。。 。。。

 

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图25.  ASCE7-10中设计反应谱图

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图26.  ASCE7-10抗震设计种别（a）

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图27.  ASCE7-10抗震设计种别（b）

 

凭证抗震设计种别、修建物高度和抗震系统确定反应设计参数，，，， ，，设计参数包括反应放大系数R、结构超强系数Ω0、变形放大系数Cd。。。 。。。R体现延性，，，， ，，对地动力折减，，，， ，，R越概略现延性越好，，，， ，，折减的地动力越大。。。 。。。当结构的延性越大，，，， ，，对结构的结构步伐要求越严酷；；； ；；；；；当结构的延性越小，，，， ，，对结构的结构步伐要求越宽松。。。 。。。超强系数用于调解组合中地举措用的放大，，，， ，，仅仅用于结构局部区域的增强。。。 。。。变形放大系数用于将地举措用下的位移放大Cd倍。。。 。。。注重ASCE7-10中表12.2-1中结构高度hn为英制单位中的feet，，，， ，，而不是米制单位中的米。。。 。。。

 

 

 

 

 

 

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图28.  剪力墙抗震系统的抗震设计参数

 

超强系数：凭证ASCE7-10中公式12.4-7可知，，，， ，，超强系数仅仅用于放洪流平地举措用，，，， ，，不必于放大竖向地举措用。。。 。。。ASCE7-10的12.4.3.2条明确了美标荷载分项系数法(LRFD)中有关超强系数放大地举措用的荷载组合。。。 。。。stake官网美标模浚浚浚浚块支持荷载分项系数法(LRFD)，，，， ，，暂不支持允许应力法（ASD）。。。 。。。

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图29. 有关超强系数的荷载组合

冗余度ρ：冗余度用于将地举措用放大，，，， ，，用于将整个结构的地动力举行放大，，，， ，，超强系数仅仅用于结构局部地动力的放大。。。 。。。当抗震设计种别为D、E、F时，，，， ，，冗余度为1.3（特殊情形除外，，，， ，，详细拜见ASCE7-10中13.3.4.2节）；；； ；；；；；当抗震设计种别为B或者C类时，，，， ，，冗余度系数为1.0；；； ；；；；；位移盘算或者思量P-?时，，，， ，，冗余度系数为1.0。。。 。。。当思量超强系数时间，，，， ，，冗余度系数取值为1.0。。。 。。。

 

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图30. 有关冗余度的荷载组合

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图31. 冗余度取值为1.0的情形

 

注：《外洋项目系列(Ⅱ)：美标模浚浚浚浚块之抗震参数篇》未完，，，， ，，精彩还在后面，，，， ，，请继续查阅。。。 。。。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

外洋项目系列(Ⅱ)：美标模浚浚浚浚块之抗震参数篇（4）

彭志丰

本篇接《外洋项目系列(Ⅱ)：美标模浚浚浚浚块之抗震参数篇（1）（2）（3）》，，，， ，，本篇将团结沙特某工程确定美标地动中的详细参数，，，， ，，以便深入相识美标中地举措用的盘算。。。 。。。本工程位于沙专程域中的吉达，，，， ，，项目地动设计参数检查表如表1 。。。 。。。

                             表1 沙特吉达某项目地动参数

XXX  Project   Structural Seismic Design Checklist

City.

Jeddah, KINGDOM OF SAUDI ARABIA

Building Name

Main Building

No.

Seismic Design Step Description

Item to Provide

1

Determine SS & S1   based on site coordinates

SS=0.30g

2

S1=0.11g

3

Site soil class

D

4

Determine SD1

SD1=0.173067g

5

Determine SDS

SDS=0.312g

6

Determine seismic design category   SDC

C

7

Establish the building occupancy   category

Ⅱ, I=1.0

8

Fundamental period

Ta=0.46

9

Determine Ts=SD1/SDS

Ts=0.55

10

Identify types of horizontal   irregularity

1a,2,3,5

11

Identify types of vertical   irregularity

N/A

12

Confirm ELF procedure or modal   response spectrum procedure

MRS

13

Identify the proposed structural system

Intermediate reinforced concrete  moment frames

14

Determine the response   modification factor

R=5.0

15

Determine the deflection   amplification factor

Cd=4.5

16

Determine applicability of overstrength   factor

Ω0=3.0

17

Determine redundancy factor

ρ=1.0

18

Check if Ev is required

Y

19

Seismic force orthogonal   interaction effects considered?

Y

20

Amplification of accidental   torsional moment applicable?

Y

21

Check 25% increase in forces of diaphragm to vertical   elements?

N

 

 

下面详细先容美标地动参数确定流程。。。 。。。凭证沙标SBC301中图9.4.1可查得Ss=0.3g，，，， ，，S1=0.109g。。。 。。。

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图32 .  Jeddah地区的Ss

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图 33.  Jeddah地区的S1

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图34.  ASCE7-10园地系数Fa和Fv

凭证《外洋项目系列(Ⅱ)：美标模浚浚浚浚块之抗震参数篇》的内容及相关公式，，，， ，，可盘算以下有关地动参数。。。 。。。

QQ图片20220414103754.png

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图35.  ASCE7-10抗震设计类别确实定（a）

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图36.  ASCE7-10抗震设计类别确实定（b）

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图37. 抗弯框架结构系统的地动参数

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图38. 估算结构周期的有关参数

凭证从严原则，，，， ，，该修建的抗震设计种别为C类（Refer to ASCE7-10 11.6）。。。 。。。凭证表ASCE 7-10表12.2-1中抗弯框架结构系统中，，，， ，，修建抗震设计C类不受高度限制，，，， ，，该修建可选择中等延性钢筋混凝土框架或者特殊延性钢筋混凝土框架（NL体现不受限制，，，， ，，NP体现不允许）。。。 。。。在结构系统既可以接纳中等延性，，，， ，，又可以接纳特殊延性时间，，，， ，，建议接纳中等延性，，，， ，，由于中等延性钢筋混凝土框架不需要验算节点焦点区，，，， ，，而特殊延性钢筋混凝土框架需要验算节点焦点区。。。 。。。中等延性钢筋混凝土框架系统响应的抗震参数为QQ图片20220414103911.gif ( Refer to ASCE7-10  Table 12.2-1 )，，，， ，，QQ图片20220414103947.gif（由于抗震设计种别为C类，，，， ，，冗余度可取1.0）。。。 。。。由于修建的使用清静种别为Ⅱ，，，， ，，以是地举措用主要性系数为1.0( Refer to ASCE7-10  Table 1.5-2 )。。。 。。。由于该结构的抗侧力舷两个偏向不正交，，，， ，，以是该修建需要思量双向地举措用。。。 。。。QQ图片20220414104011.gif( Refer to ASCE7-10 Table 12.8-2 )（注重stake官网美标模浚浚浚浚块修建物高度单位为米制单位）。。。 。。。

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图39. 沙特吉达项目在stake官网美标模浚浚浚浚块地动参数的设置

小注：《外洋项目系列(Ⅱ)：美标模浚浚浚浚块之抗震参数篇》所有先容完毕，，，， ，，在此十分谢谢刘建永先生先生的指导与资助。。。 。。。


下载：外洋项目系列(Ⅱ)：美标模浚浚浚浚块之抗震参数篇

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