地震横向水平作用计算(带公式)
水平地震作用计算
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%。
横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算
结构等效总重力荷载
F
G
G
G
G3
质点i的水平地震作用Fi 若： 不考虑顶部附加地震作用 若： 考虑顶部附加地震作用 查表1.19
（3）判别
楼层位移
01
弹性角位移
02
层间位移 查表1.21 钢筋混凝土框架1/550
节点平衡
左地震M图
方向：
01
剪力：使物体顺时针转为正 轴力：压力为正
02
左地震剪力、轴力图
03
梁端剪力、柱轴力
(二）横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 1、风荷载标准值 ：风振系数 ：体型系数 ：高度变化系数，表1.11 ：基本风压 0.65 压 吸 ……
03
3、水平地震作用下的位移验算
4、水平地震作用下框架内力计算
D值法（改进反弯点法）
柱端弯矩：
--标准反弯点高度比（表2.4） --上、下层梁线刚度比修正系数（表2.6） --上层层高变化的修正值（表2.7）底层 --下层层高变化的修正值（表2.7）二层 --本层层高
梁端弯矩：
柱左侧受拉为正
以梁线刚度分配
六、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算
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（一）横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算 1、横向自震周期（基本自震周期）T1 Gi 为计算单元范围内各层楼面上的重力荷载代表值及上下各半层的墙柱等重量 注：突出屋面部分面<30%屋面面积，则按附属结构计算；＞30%按一层计算 计算时，先将突出屋面部分重力荷载折算到顶层： Ge=Gn×（1+3h／2H)
自振周期计算公式：
考虑非承重墙影响的折减系数，框架0.6~0.7； 计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移 对于带屋面局部突出间的房屋，应取主体结构顶点的位移。
计算水平地震作用的底部剪力法
—高振型影响系数 (规范取0.85)
FEK 1Geq
Geq—结构等效总重力荷载代表值，0.85G
二、各质点的水平地震作用标准值的计算
Fi F 1i 1 1 x1i Gi
Fn Fk
Gk
1 1H i Gi
FEK F1k 1 1H k Gk
k 1 k 1 n n
（4）顶部附加水平地震作用
Fn n FEK 1.4Tg 0.56
顶部附加地震作用系数
Tg ( s)
0.35
T1 1.4Tg
T1 1.4Tg
0 0 0
T1 1.4Tg
n 0
0.08T1 0.07 0.35 ~ 0.55 0.08T1 0.01
0.55
（5）计算各层的水平地震作 用标准值 HG
地震影响
地震影响系数最大值（阻尼比为0.05）
烈度 6 7 8 9
多遇地震
罕遇地震
0.04
-----
0.08(0.12)
0.50(0.72)
0.16(0.24)
0.90(1.20)
0.32
1.40
例1：试用底部剪力法计算图示框 架多遇地震时的层间剪力。已知 结构的基本周期T1=0.467s ,抗震 设防烈度为8度,Ⅱ类场地,设计地 震分组为第二组。
各层水平地震作用
Fi H i Gi
H
k 1
n
FEK
层 6 Gi (kN) 3856.9 Hi (m) 17.45 Gi Hi (kN.m) 67320.9 75003.75 61274.25 47544.75 33815.25 Fi (kN) 884.5 Vi (kN) 884.5 1870.2 2675.5 3300.3 3744.7 4025.1
国家开放大学2016春本科作业及答案高层建筑结构设计综合测试答案16
高层建筑结构设计(专升本)综合测试1总分: 100分考试时间:分钟单选题1. 在7度地震取建造一栋高度为70m的高层办公楼，采用较好的结构体系为____(C) 框架—剪力墙结构(D) 筒中筒结构参考答案：C2. 框架—剪力墙结构中，剪力墙不宜过分集中，每道剪力墙承受的力要作限制，下列哪项符合规定：_______。
(2分)(C) 底层剪力不宜超过总剪力的40%(D) 底层剪力不应超过总剪力的40%参考答案：C3. 对于下列何种情况，可以考虑对现浇框架梁的梁端弯矩M 值进行调幅处理____(D) 在竖向荷载作用下框架（非悬挑部分）梁端产生的负弯矩参考答案：D4. 高层建筑顶层取消部分墙、柱形成空旷大房间，底层采用部分框支剪力墙或中部楼层部分剪力墙被取消时，下列符合规定的是_____。
(2分)(B) 应采取有效构造措施，防止由于刚度突变而产生的不利影响参考答案：B5. 超过下列_______高度的高层建筑抗震设计时，应考虑风荷载效应与水平地震荷载效应的组合：(2分)(B) 60m参考答案：B6. 抗震设计时，一级框架梁支座的纵向受拉钢筋的最小配筋百分率为_______。
(2(D) 0. 25 %参考答案：D7. 提高钢筋混凝土柱延性的措施，下列_______为不正确。
(2分)(D) 采用高强钢筋参考答案：D8. 高层剪力墙结构的剪力墙布置，下列哪项符合规定_______。
(2分)(A) 剪力墙应双向或多向布置，宜拉通对直，每个独立墙段的总高度与长度之比不宜小于 2 ，墙肢截面高度与厚度比不宜小于 3参考答案：A9. 多遇地震作用下层间弹性变形验算的重要目的是下列所述的哪种_______。
(2(C) 防止非结构部分发生过重的破坏参考答案：C判断题10. 剪力墙为偏心受力构件，其受力状态与钢筋混凝土柱相似。
(2分) 参考答案：正确11. 没有洞口的实体墙或洞口很小的剪力墙，其受力状态如同竖向悬臂构件。
(2 参考答案：正确12. 壁式框架的特点是墙肢截面的法向应力分布明显出现局部弯矩，在许多楼层内墙肢有反弯点。
桥梁抗震算例
计算简图某城市互通立交匝道桥上部结构采用预应力混凝土连续梁桥体系，跨径布置为2×25m ，梁宽从10.972m 变化到15.873m ；桥墩和桥台上都设置板式橡胶支座。
以下为该桥采用《公路工程抗震设计规范》（004—89）的简化计算方法手算的计算步骤及计算结果：附2.1 顺桥向地震力计算该联支座全部采用板式橡胶支座，故地震力由两部分组成：上部结构对板式橡胶支座顶面处产生的水平地震荷载及桥墩地震荷载。
一、上部结构对板式橡胶支座顶面处产生的水平地震荷载上部结构对D6号墩板式橡胶支座顶面处产生的水平地震荷载按下式计算：zsp h z i ni itpitpihs G K C C KK E 10β∑==（附2－1）式中，3.1=i C ，2.0=z C ，1.0=h K 1、确定基本参数（1）全联上部结构总重力：2353.4825)86.527.518(⨯+⨯+=zsp G 255023.0⨯⨯⨯+kN 2.16155=（2）实体墩对支座顶面顺桥向换算质点重力：()pff tp ztp GX X G G ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+==2131由于不考虑地基变形，即0=f X故 ()p pff tp G GX X G 311312=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+= 而 kN G p 3.57525346.4295.5=⨯⨯= 得 kN G G G p tp ztp 8.1913/===（3）一联上部结构对应的全部板式橡胶支座顺桥向抗推刚度之和1K ：m kN K /103915.23.5756244.2480)23(41⨯=⨯+⨯+=（4）设置板式橡胶支座的D6号桥墩顺桥向抗推刚度2K ：8015.01=I 4m ，088.12=I 4m ，676.13=I 4m083.105.06.045.01321=-+=I I I I e 从而，得 49233.0m I e =m kN l EI K e D /1055.8746.49233.0103.3335373⨯=⨯⨯⨯== m kN K K D /1055.852⨯==∴2、计算桥梁顺桥向自振基本周期T 1[]{}ZspZtp Zsp Ztp ZspZtp Zsp Ztp G G K K G G G K K K G G K K K G g24)()(2121221121121-++-++=ω-24.11s 1= s T 673.1211==ωπ3、计算动力放大系数1β根据1T 及规范三类场地土动力放大系数函数，计算1β：646.045.025.295.01=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=T β4、计算上部结构对D6号桥墩产生的水平地震力上部结构对D6号桥墩板式橡胶支座顶面处产生的顺桥向水平荷载按式（附2-1）计算：kN E E iihs hs 6.1302.16155646.01.02.03.1103915.23.575624=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==∑二、实体墩由墩身自重在墩身质点i 的顺桥向水平地震荷载实体墩由墩身自重在墩身质点i 的顺桥向水平地震荷载按下式计算：11hp i z h li i E C C K X G βγ=得 D6号墩kN E th 22.476.1910.10.18482.01.02.03.1=⨯⨯⨯⨯⨯⨯= 三、桥墩顺桥向地震剪力和弯矩第二联D6号桥墩墩底的顺桥向地震剪力和弯矩分别如下：kN Q D 82.13422.46.1306=+=()kN M D 93.585346.422.46.1306=⨯+=附2.2 横桥向地震力计算D6号桥墩横桥向水平地震荷载按下式计算（参见D6号墩计算简图）：111i h p i z h iiE C C K X G βγ= （附2－2）式中，3.1=i C ，2.0=z C ，1.0=h K 1、计算i X 1由于5031.14606.474<==B H 故取 ()fi f i X H H X X -⎪⎭⎫⎝⎛+=13/11不考虑地基变形时：0=f X故有 3/11⎪⎭⎫ ⎝⎛=H H X i i得 889.06.4744.3333/111=⎪⎭⎫⎝⎛=X ，621.06.4747.1133/112=⎪⎭⎫ ⎝⎛=X2、计算桥墩各质点重力i GkN G 6.80772/2.161550==kN G 4.32825146.2122.61=⨯⨯=kN G 61.247252.2502.42=⨯⨯=3、计算横桥向基本振型参与系数1γ011.16.247621.04.328889.06.807716.247621.04.328889.06.80771220201=⨯+⨯+⨯⨯+⨯+⨯==∑∑==ni iini iiG XGX γ 4、计算D6号桥墩振动单元横桥向振动时的动力放大系数1β （1）计算横桥向柔度δ：934.11=I 4m ，700.32=I 4m ，254.103=I 4m 32105.06.045.01I I I I e -+= 得 4569.2m I e =H 2H 1HD6号墩计算简图563731076.81/5.11419/10412.1646.5569.2103.333-⨯===+⋅=⨯=⨯⨯⨯==KmkN K K K Ks K m kN l EI K DS De D δ （2）计算桥墩横向振动的基本周期T 1s gG T t 72.122/11=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=δπ（3）确定动力放大系数1β根据T 1及规范三类场地土动力放大系数函数，得629.045.025.295.01=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=T β5、计算各质点的水平地震力根据公式（附2－2）计算作用于D6号桥墩各质点的横桥向水平地震力：kNE kN E kN E hp hp hp 40.26.247586.0011.1629.01.02.03.156.44.328839.0011.1629.01.02.03.155.1336.8077011.1629.01.02.03.1210=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==⨯⨯⨯⨯⨯⨯==⨯⨯⨯⨯⨯= 6、计算横桥向地震剪力和弯矩D6号墩墩底的横桥向地震剪力和弯矩分别如下：kN Q D 51.14040.256.455.1336=++=m kN M D ⋅=⨯+⨯+⨯=34.598137.140.2334.356.4346.455.1336。
水平作用下框架结构侧移计算
一、横向水平地震作用下框架结构侧移验算1.横向框架梁的线刚度在框架结构中，现浇楼面可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效线刚度，减小框架侧移。
为考虑这一有利作用， ，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取 I b1.5I 0 〔 I 0 为梁的截面惯性矩〕；对中框架梁取 I b2.0I 0 ，计算结果如下表所示：边框架梁中框架梁梁截面尺寸矩形截面惯性矩 混 凝E c〔 b/mm ×跨度 l/m土 强i b EI b / li b EI b / l /I 0 / ×103 m4I b1.5I 0I b 2.0I 0h/mm 〕度 等/ KN m2/×104KN m×104KN m级3 4/×103 4/×10mmAB 跨 300×600C3030×106横梁BC 跨 300×600C3030×106横梁AC 跨 300×600C30 30×106横梁CD 跨 300×450C3030×106横梁DE 跨 300×600C3030×106横梁2.柱的侧移刚度〔 D 值法〕柱线刚度计算结果如下表：混凝土强 截面尺寸2截面惯性矩线刚度 i c EI c / h柱号度等级〔a/mm × b/mm 〕柱高 h/mEc/KN mIc / ×103 m 4/ ×104 KN mZ 1C30 700×70030×106Z 2C30 ×6550 55030×10：楼层横向框架柱侧移刚度〔 D 值〕计算如下表所示：Ki b K(一般层 )(一般层 )2i c K12柱类型Dic h 2根数i b/ 104KN / mK K(底层 )2(底层 )i c K一层其他层边框架边柱边框架中柱中框架边柱中框架中柱D边框架边柱边框架中柱中框架边柱中框架中柱DA 轴2E 轴2C 轴2D 轴2A 轴2B 轴4E 轴6B 轴2C 轴6D 轴6653520KN/mA 轴2E 轴2C 轴2D 轴2A 轴2B 轴4E 轴6B 轴2C 轴6D 轴6794540KN/m3.横向框架自振周期结构自振周期按顶点位移法计算，将各楼层面处的重力荷载代表值G i作为水平荷载作用在各楼层标高处，按弹性方法求得结构顶点的假想侧移，并考虑填充墙对框架的影响取折减系数r，计算结果如下表结构顶点的假想侧移G/KN nG i/KND i / KN m 1i / mm i / mm楼层V Gii 16999099907945405114582144879454041145832906794540311458443647945402114585582279454011241563237653520T1T T4.横向水平地震作用及楼层地震剪力计算本结构重量和刚度沿高度方向分布比拟均匀，高度不超过40m，变形以剪切变形为主，故水平地震作用采用底部剪力法计算。
第五章 横向水平地震荷载计算
第五章 横向水平地震荷载计算5.1 各楼层重力荷载代表值集中质点系各质点重力荷载代表值的集中方法，随结构类型和计算模型而异。
对于多层框架结构，重力荷载代表值一般取：恒载+0.5 活载，对于质点荷载的集中方法：顶层质点为屋盖和顶层上半个层高范围；一般层质点为楼盖和上、下各半个层高范围。
5.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算该建筑结构高度远小于40m ，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切为主，因此用底部剪力法来计算水平地震作用。
本设计为7 度设防，抗震等级为三级，根据相关的地质条件查《抗震设计规范》按第二类场地，第一组抗震设计，Tg =0.35s ，αmax=0.08，等效重力荷载系数ξ=0.85，根据经验公式s 32.08.166.181053.025.01053.025.0323-323-1=⨯⨯+=⨯+=BHT <1.4Tg=0.49s所以，不需要考虑顶部附加水平地震作用。
取9.01T g ⎪⎪⎭⎫⎝⎛=T α 089.008.00.310.359.0max =⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛=α计算总水平地震作用标准值即底部剪力eq 1：G F F EK EK α= 式中，1α相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数；eq G 结构等效总重力荷载，多质点取总重力荷载代表值的85％；eq G = 0.85∑i G = 0.85×2182.61 =1855.22 1.16522.1855089.0eq 1=⨯==G F RK αKN则质点 i 的水平地震作用i F 为：EK njj j i i F H G H G F ∑==1i式中： j G G ,i 分别为集中于质点i ，j 的荷载代表值; j H H ,i 分别为质点i,j 的计算高度。
具体计算过程如下表，各楼层的地震剪力按∑==nKK F V 1来计算，一并列入表中，表5-2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表5.3 水平地震作用下的位移验算用 D 值法来验算：框架第i 层的层间剪力i V ，层间位移i ）u （∆及结构顶点位 移u 分别按下式来计算∑==nkK F V 1i ∑==∆sj ij i i D V u 1/)( ∑=∆=nkk u u 1)( 计算过程见下表。
五地震作用效应计算
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。
横向水平地震作用计算
横向水平地震作用计算一、啥是横向水平地震作用呀。
简单来说呢，地震的时候，地面会晃动，这种晃动就会对建筑物产生力的作用。
横向水平地震作用呢，就是在水平方向上，地震给建筑物带来的那个力。
想象一下哈，就好像有一双无形的大手，从侧面去推这个建筑，这个推力就是横向水平地震作用啦。
它会让建筑产生摇晃、变形，如果建筑承受不住这个力，那可就危险咯，搞不好就会塌掉呢。
二、计算横向水平地震作用的方法。
这里面有好几种方法嘞，咱一个个来瞅瞅。
1. 底部剪力法。
这个方法相对来说比较简单哈。
它是把地震作用看成是一个集中在建筑物底部的剪力。
计算的时候呢，要先确定一些参数，比如说建筑物的总重力荷载代表值，这个就是建筑的重量啦，把建筑里各种东西的重量都算进去，像墙体、柱子、家具啥的。
然后还要知道地震影响系数，这个系数和地震的烈度、场地类别这些都有关系哦。
有了这些参数，就能算出底部的剪力大小啦。
不过这个方法呢，适用于一些高度不太高、结构比较规则的建筑。
比如说那种普通的居民楼，要是不太高的话，用底部剪力法来算横向水平地震作用就挺合适的。
2. 振型分解反应谱法。
这个方法就稍微复杂一点咯。
它是把建筑物的振动分解成好多不同的振型，然后分别计算每个振型下的地震作用，最后再把它们组合起来。
就好像把一个复杂的运动拆分成好多简单的小运动，分别算出每个小运动的效果，再把这些效果加起来，就得到总的效果啦。
在计算的时候呢，要先求出建筑的自振周期，这个和建筑的高度、结构形式等都有关系哦。
然后根据振型参与系数、地震影响系数啥的，算出每个振型的地震作用。
最后再用一定的方法把这些地震作用组合起来，得到总的横向水平地震作用。
这个方法适用于一些比较高、结构比较复杂的建筑，像那些高层的写字楼、大型商场啥的，用这个方法算会更准确一些。
3. 时程分析法。
这个方法就更高级啦，它是直接根据地震波的记录来计算地震作用的。
就是把地震发生时候地面运动的真实情况记录下来，然后把这个记录输入到计算机程序里，让计算机模拟建筑在地震作用下的反应。
第五节 水平地震作用和风荷载计算
第五章水平地震作用和风荷载计算第一节横向水平地震作用计算一、重力荷载计算计算结构在地震作用下的动力反应时要采用集中质量法，即计算地震作用时的重力荷载G是假设集中作用在各层楼盖处的集中作用力，集中质量的界限范围应该取为：1/2h i～1/2h i+1，i＝1，2，……，n。
h为楼层高度，n为结构的层数。
（一）第11层重力荷载代表值1、结构构件重量屋面板重量：（33．6＋1.5×2）2×6.57＝8800.91kN，次梁重量：[25×0.3×（0.6－0.14）＋17×0.01×（0.6－0.14）×2＋17×0.01 ×0.3] ×(36.6×3+8.7×2) +25×0.3×（0.4－0.14）＋17×0.01×（0.4－0.14）×2＋17×0.3×0.01×1.35×20+2.14×（33.6＋1.35×2）×4=848.51kN,主梁重量：（25×0.4×（0.8－0.14）＋17×0.01×（0.8－0.14）×2＋17×0.01 ×0.4）×（33.6×5+8.4×3+8.4×3）+（25×0.3×（0.8－0.14）＋17×0.01×（0.8－0.14）×2＋17×0.01×0.3）×（7.2×4+7.175×3）＝1767.48kN，合计楼盖重量：8800.91+848.51+1767.48＝11416.90kN。
框架柱重量：（25×0.7×0.7＋17×0.01×0.7×4）×（3.5－0.8）×7+（25×0.6×0.6＋17×0.01×0.6×4）×（3.5－0.8）×12＝545.48kN，剪力墙重量：{（25×0.3×9.625＋17×0.01×9.625×2）×[（3.5－0.14）－25×2.2×0.3×2.4－25×0.85×0.3×1.7]}+ [25×0.2×9.625×（3.5－0.14）]+ [75.46×（3.5－0.14）－25×1.2×0.3×2.1×3－25×1.85×0.3×2.1]+[ 75.46×（3.5－0.14）－25×1.2×0.3×2.1×2－25×1.5×0.3×2.1]+ (25×0.2×7.225＋17×0.01×7.225×2)×（3.5－0.14）+[75.46×（3.5－0.14）－25×1.7×0.3×2.1]+ [25×19.4×0.3×（3.5－0.14）－25×0.8×0.3×2.0×2－25×2.375×0.3×2.1－25×3.25×0.3×2.8]+ 25×2.4×0.2×（3.5－0.14）×2+25×[2.4×0.2×（3.5－0.14）×2＋25×3.25×0.3×0.7]+ [25×2.4×0.2×（3.5－0.14）×2－25×1.2×0.2×2.1]+ [25×3.3×0.2×（3.5－0.14）－25×1.4×0.2×2.1]+ [25×19.4×0.3×（3.5－0.14）－25×0.85×0.3×1.7－25×3.25×0.3×2.8]=2298.91kN,合计竖向构件总重量：545.48+2298.91＝2844.39kN2、非结构构件重量隔墙重量：11.8×0.19×（3.5－0.4）×[（9.9×3＋6.3×4＋4.2×12＋6.5×5＋3.3×2＋1.8×2）+（36.6×1＋9.9×1＋1.8×4＋5.4×1＋6.6×10＋28.8×1）]=2517.85kN,玻璃幕墙重量：1.2×36.6×3.5×4＝614.88kN，合计非结构构件重量：2517.85+614.88＝3132.73kN。
地震剪力计算公式
地震剪力计算公式
地震剪力计算公式为：Vi=γEH∑Fi。
其中γEH为水平地震作用的分项系数，一般取为。
对于底框结构，用上式求出的底层地震剪力设计值还应乘以一个增大系数。
这是因为底部剪力法仅适用于刚度沿高度方向均匀变化的多层结构，而底框结构是具有薄弱底层的多层结构，故借用底部剪力法时应做适当的修正。
此外，根据不同规范，增大系数的取值可能不同。
例如，上海规范规定纵向和横向的地震剪力设计值均乘以的增大系数。
而全国规范则按前文提到的上下侧移刚度比γ的大小，按η=1+ γ来计算增大系数，其值在—之间。
以上内容仅供参考，如需更具体准确的公式，建议查阅地震工程学相关书籍或咨询地震工程学家获取。
钢结构计算书范例
摘要本工程为三层钢框架超市设计，长64.00m，宽30.00m，层高为4.5m，建筑高度为14.4m，建筑面积5760.00m2，综合运用所学专业知识，进行了钢结构建筑设计和结构设计。
主体采用钢框架结构，钢筋混凝土现浇楼板。
首先确定结构方案并进行荷载统计、梁柱截面选择及刚度验算，计算恒载、活载作用下的框架内力，然后计算风载、地震作用下的框架内力，经内力组合后得出构件的最不利组合内力，最后进行梁、柱截面验算、节点设计、楼板、楼板配筋计算，绘制施工图。
计算竖向荷载效应时采用分层法，计算水平荷载效应时采用D值法；在荷载组合时。
考虑以可变荷载效应控制的组合和以永久荷载效应控制的组合方式；在活荷载计算过程中，采用满布荷载法；框架节点设计采用栓焊混合的连接方式。
关键词：建筑设计；钢框架；内力分析；节点设计ABSTRACTBased on the professional knowledge for learned，the building was designed. The works include two parts: architecture design and structure design.This project is commercial building of 3-floors，steel structure，which is located in Xi An. It is 64.00m long, 30.00m wide. The height of story are 4.5m and5m. The height of the whole building is 14.4m.The total area is 5760.00m2.Architecture design tries hard for simple and clear，which has the ages feels and assort with surroundings environment.Steel frame and reinforce concrete floor were used in the structure. Firstly，the size of the beam and column was determined by the type of the structure and the calculation of the loads. Secondly，the inner forces of the frame under the wind load and earthquake load，the dead load，and the living loads were analyzed separately. By the combination of the inner forces，the most dangerous forces can be got，and then the steel beam，steel column，the frame connections and reinforce concrete floor can be designed. After these，the drawing can be made. In the progress of inter force analysis，the vertical forces are calculated by the layer-wise method，and the horizontal forces are calculated by the D method. In the process of the live load calculation，full load is used. Mixed connection with welding and bolts was used in steel frame，and independent foundation under column was adopted.Key Words:architecture design; steel frame; internal force analysis; connection design目录前言 (1)第１章建筑设计 (2)1.1设计任务和设计要求 (2)1.1.1设计任务 (2)1.1.2设计要求 (2)1.2建筑物所处的自然条件 (2)1.2.1气象条件 (2)1.2.2地形、地质及地震烈度 (2)1.2.3水文 (3)1.3建筑物功能与特点 (3)1.3.1平面设计 (3)1.3.2立面设计 (3)1.3.3防火 (3)第2章结构设计 (4)2.1结构方案选型及布置 (4)2.1.1柱网布置 (4)2.1.2结构形式选择 (4)2.1.3楼板形式选择 (4)2.2荷载计算 (4)2.2.1恒荷载标准值 (5)2.2.2活荷载标准值 (5)2.2.3风压标准值 (5)2.2.4雪荷载标准值 (6)2.2.5地震作用 (6)2.3竖向荷载计算 (6)2.3.1屋面恒荷载 (6)2.3.2楼面恒荷载 (6)2.3.3屋面活荷载 (7)2.3.4楼面活荷载 (7)2.4风荷载计算 (8)2.5内力分析 (9)2.5.1截面初选 (9)2.6内力计算 (12)2.6.1竖向荷载标准值作用下 (12)2.6.2风荷载作用下的内力计算 (18)2.7水平地震作用下结构各层的总重力荷载代表值计算 (20)2.7.1墙自重 (20)2.7.2梁，柱重力荷载标准值汇总 (21)2.7.3集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi (22)2.7.4水平地震作用下框架内力合侧移的计算 (22)2.7.5水平地震作用下框架内力计算 (25)2.8内力组合 (28)2.9结构构件验算 (33)2.9.1框架柱的验算 (33)2.9.2框架梁的验算 (37)2.10框架连接设计 (39)2.10.1主梁与中柱Z-1的连接： (39)2.10.2次梁与主梁的铰接连接 (40)2.11柱脚设计 (42)2.11.1中柱柱脚的设计 (42)2.11.2边柱柱脚的设计 (44)2.12楼板计算 (47)总结 (49)参考文献 (50)致谢词 (51)前言本次毕业设计是大学教育培养目标实现的重要步骤，是毕业前的综合学习阶段，是深化、拓宽、综合教学成果的重要过程，是对大学期间所学专业知识的全面总结。
框架结构设计计算步骤(参考)
框架结构毕业设计内力计算步骤（仅供参考，配筋计算不在内）一．进行结构方案比较，选定结构方案，进行结构布置1. 结构选型：在建筑设计的基础上，从抗震要求方面、房屋总高度、层数、柱最大间距等，说明为何选用框架结构，而不采用框剪结构、内框架结构、剪力墙结构以及砖混结构。
2. 楼盖结构方案比较：确定承重方案，进行结构布置，比较选用现浇板及预制板的不同点，画出三种以上结构平面布置草图，比较后全组共同确定一种方案，画出结构平面布置图，进行编号对框架负载面积基本相同的编同一个号：“KJ-X ”；连续梁用“L-X ”表示；现浇板用“B-X ”表示；构造柱用“GZ-X ”表示；预制板放在选板后再补画，其他见结构参考图。
二．初步选择梁柱截面尺寸及材料强度等级1． 确定梁柱剪力墙截面尺寸 （1）梁1）框架梁：b b b h b l h )31~21()121~81(==按抗震要求：42120041≥≥≥≥bnc b b b b h l b b mmb h b 荷载大（一般指活荷大或负荷面积大），取大值。
2）连续梁：b b b h b l h )31~21()181~121(==另外，确定梁宽时，尽量与填充墙厚度相同，可使室内不见梁棱角，纵向框架梁还要考虑下皮最好与窗上口标高相同，以免再设过梁。
（2）现浇板及预制板现浇板厚：工业建筑：;80mm h ≥ 连续单向板：40l h ≥；双向板：50l h ≥； （3）柱截面尺寸：;300mm b c ≥柱净高与截面高度之比4≥cnh H ； 截面积cc f NA )55.0~45.0(≥；式中N 为首层柱根估算轴力设计值，计算方法如下：对于中柱与边柱，分别找出负荷面积最大的柱，算出一层楼面的面荷载，假设屋面荷载同楼面荷载，用此荷载乘以层数再乘以负荷面积，即为所求N 。
柱自重略去不计，各层Ac 宜相同。
2． 确定材料强度等级钢筋：按抗震要求，确定纵筋与箍筋级别；混凝土：按抗震要求，并考虑现浇板砼质量，经济确定砼强度等级，考虑首层较高，变形较大，可适当提高砼强度等级。
单层厂房建筑结构抗震
对7度以上地震作用抵抗力不足。弱点：纵 向抗震能力差、构件连接单薄、支撑体系弱等。 1、屋盖体系
7度区，柱间支撑处屋面板支座酥裂。 8度区，屋面板错动、震落、倒塌。 9度区，屋面大面积倒塌。
易破坏区
2、 天窗架
突出屋面旳π 形天窗架在8度以上会造成大面积旳 倾倒，是厂房旳单薄部分。
因为高振型旳影响，将使这部分截面 旳内力不小于用底部剪力法求出旳内力。这 些截面旳内力乘以系数修正。 ⑴ 高跨一侧有低跨时
2 (1 1.7
nh nh
nl
Gl Gh
)
⑵ 高跨两侧有低跨时
2 (1 1.7
n
)
2 ——空间影响系数
nh .nl——高下跨跨数 载G代Gh表.Glc 值— —l 。— —高 高下 跨跨两屋侧盖低旳跨重屋力盖荷总载旳代重表 力值 荷
6、 围护墙 开裂、外闪、脱落、倒塌。
§2 厂房构造旳抗震措施
一、体型与防震缝
平面宜规则。 单层砖柱厂房：屋盖较轻时（轻型钢 屋架等）可不设防震缝， 屋盖较重时（钢 筋砼）与贴建旳建筑之间，设50~70mm旳 防震缝。 单层砼柱厂房：多跨宜为等高，体型 复杂时，宜设缝。纵横跨交接处旳100~150mm， 其他为50~90mm。
§5 纵向抗震计算
厂房旳纵向抗震计算较为复杂，针对 不同情况提出了不同旳简化计算措施。对 于轻型柔性屋盖，采用“柱列法”即各个 柱列分片进行计算，对刚度较大旳钢筋砼 屋盖构造，厂房旳纵向自振周期和地震作 用可采用“修正刚度法”。对于两跨不等 高厂房，采用“拟能量法”旳原则拟定厂 房旳基本周期及相应旳纵向地震作用。
虑平动与扭转同步作用时，N=（n+1)*h. • 2.运动方程及地震作用计算 • 用振型分解法计算多自由度振动方程.
地震反射系数计算公式
地震反射系数计算公式地震勘探研究(一)1. 地震波速度概念: 地震波在地下岩层中传播的距离与传播时间的比值. 其单位(km/s or m/s).\( v = \frac{ \lambda} {t} \) or \(v = \lambda f \)地震波在空气中的传播速度大约为340m/s; 在近地表区域, 其速度大约是数百米/秒 ( 通常与岩层结构以及其他地质因素有关). 在地下25千米之深处, 纵波速度最大, 其速度可达到13.7km/s.并且, 体波的速度大于面波的速度.地震时纵波最先到达, 然后是横波, 最后是面波. 所以地震来临时, 人们先是感受到上下震动, 然后左右摇晃, 最后是翻天覆地的旋转.下面以纵波速度为例, 讨论影响地震波速度的主要因素.1.1 影响地震波速度的主要因素岩性: 岩石的岩性不同, 其速度也会有相应差异.密度: 随着密度增加, 纵波速度增加.孔隙度: 随着孔隙度增加, 纵波速度减小.空隙压力: 随着空隙压力增加, 纵波速度增加.围压、深度: 随着围压、深度的增加, 纵波速度增加.1.2 地震勘探中的多种地震速度层速度平均速度射线平均速度群速度相速度视速度均方根速度叠加速度动校正速度等效速度偏移速度由于测量方法不同, 岩石的波速会随着测量频率的增高而增高.声波测井和实验室超声波测量的岩石速度要大于地震波的速度.2. 地震子波 (seiic welet)下面以震源为例, 来看看地震子波是如何形成的.产生延续时间极短的尖脉冲, 在爆炸点附近的介质中以冲击波的形式传播. 当爆炸脉冲向外传播一定距离以后, 地层产生的弹性形变再向外传播. 由于介质对高频成分的吸收, 波形发生明显变化, 直到传播了更远的距离以后, 波形逐渐稳定, 形成一个具有两到三个相位的、有一定的延续时间的地震波, 称其为地震子波.地震子波是一段具有确定的起始时间、能量有限且有一定延续长度的号, 它是地震记录中的基本单元.通过傅里叶变换, 对地震子波进行频谱分析, 我们就可以了解地震子波的频率和相位特征.不同延续时间长度的地震子波, 从对应的频谱中可以看出, 子波越尖锐, 频带越宽, 地震勘探的分辨率越高.同时, 不同震源激发的地震子波, 它们的特征也不相同.震源: 能量相对强, 频带宽度较宽重锤震源: 能量相对弱,频带宽度较窄可控震源海上空气 (组合前) 海上空气 (组合后)3. 合成地震记录合成地震记录是用声波测井或垂直地震剖面资料经过人工合成转换成的地震记录 (地震道). 合成地震记录的制作是一个简化的一维正演的过程,合成地震记录是地震子波与反射系数褶积的结果, 计算公式为:\(\mathbf{S}(t) = \mathbf{R}(t) \times \mathbf{W}(t)\)其中, \(\mathbf{S}(t)\) 为合成地震记录, \( \mathbf{R}(t) \) 为反射系数序列, \(\mathbf{W}(t)\) 为地震子波.合成地震记录制作的一般流程是: 由声波和密度测井曲线计算得到反射系数, 将反射系数与提取的地震子波进行褶积得到初始合成地震记录. 根据较精确的速度场对初始合成地震记录进行校正, 再与井旁地震道匹配调整, 得到最终合成地震记录.但实际的地震记录, 会受到各种因素的影响: 近地表, 噪音, 吸收衰减, 干扰波等.4. 地震分辨率分辨率: 是指区分两个靠近物体的能力. 在地震勘探中的分辨率指的是能够区分地下空间构造 (或地层) 的最小准确测量值.度量分辨率强弱的两种表示:距离表示: 分辨的垂直距离或横向范围越小, 分辨率越强. 时间表示: 在地震时间剖面上, 相邻地层时间间隔/\(\mathrm{d} t\)越小, 分辨率越强.4.1 地震分辨率类型地震纵向分辨率 (垂直分辨率): 分辨薄层顶底反射的能力1. 假设地下有三套地层, A, B, C, 且B地层的波阻抗大于A和C地层. 由于B地层较厚, 子波2开始时, 子波1已经结束, 地震波基本没有干涉, 即厚层的时间厚度 > Dp (子波延续长度). B层的顶底是可以分辨的.2.如果地层B的时间厚度为0.9*Dp, 子波1没有完全结束前, 子波2就已经开始振动了, 有一些波的干涉. B层的顶底还是可以分辨.3.如果地层B的时间厚度为0.5*Dp, 子波1没有结束前子波2已经开始振动. 此时, 波的干涉严重, B的顶底就不能分辨.从以上分析可以得出: 子波延续长度越小, 纵向分辨率越高. 那么提高地震资料分辨的方法有: 1. 利用地震反褶积来压缩地震子波 2. 地震野外采集中, 激发延续时间短的地震子波由纵向分辨率的极限为 \( \frac{\lambda}{4}\), 且\(\lambda = VT=\frac Vf \), 可得: 提高主频可以提高纵向分辨率在提高地震主频的同时, 地震子波的频带宽度越宽, 地震纵向分辨率越高地震横向分辨率 (水平分辨率): 地震分辨小断块、小砂体何储层边界的能力.物理地震学认为, 地震波是一个波动, 在地面上一点可以收到来自地下许多点来的绕射波. 地面上收到的可以“分辨”的反射来自某一范围内绕射子波叠加的结果, 则水平方向的分辨率就是该范围的大小, 再小就无法分辨。
地震作用下框架结构的内力和侧移计算
地震作用下框架结构的内力和侧移计算4.1横向自振周期的计算横向自振周期的计算采用瑞利（Rayleigh ）法。
瑞利法也称为能量法。
这个方法是根据体系在震动过程中能量守恒定 律导出的。
自振周期T 1（s ）可按下式计算： 21112ni ii Tni i i G u T G u ψ===∑∑注：u i 为第i 层的侧移；T ψ0.5；u i 按照下式计算： δi = ∑G i /∑D i u i =∑δk注：∑D i 为第i 层的层间侧移刚度； δi 为第i 层的层间相对位移。
δk 为第k 层的层间侧移。
基本周期T 1就算表层次 G i （kN ） ∑G i （kN ） ∑D i （kN/m ） δi (m) u i （m ） G i u i (kN ·m)2i i G u ( kN ·m 2)4 8549.73 8549.73 375964 0.0227 0.1794 194.4279 275.0652 3 9593.83 18143.56 669856 0.0271 0.1566 491.4321 445.0913 2 9347.36 27490.92 669856 0.0410 0.1295 1128.229 461.3148 19827.22 37318.14 4218240.08850.0885 3301.48292.2850 统计∑11239.121473.756321112ni ii Tn i ii G uT G uψ===∑∑=2×0.5×=0.362（s ）4.2水平地震作用及楼层地震剪力的计算本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：4.2.1结构等效总重力荷载代表值GeqG eq=0.85∑G i=0.85×37318.14=31720.419(kN)4.2.2计算水平地震影响系数а1查表得II类场地，设计地震分组第三组地震特征周期值T g=0.45s。
第二节+重力荷载及重力荷载代表值计算、横向水平地震作用计算及位移验算
G4 G3 G2 G1
1、重力荷载代表值
各层重力荷载 代表值
各层楼面上的可 变荷载组合值
上下各半层墙、 柱等自重
注：此处屋面可变荷载均取雪荷载（设计指导P26）
六、横向水平地震作用计算及位移验算
T1=1.7ψ T
T
其中 μ T 为结构顶点假想位移； ψ T 为折减系数，对于框架结构取 ψ T=0.6~0.7。
竖向荷载作用下横向 框架内力分析
框架内力组合
竖向荷载计算 框架梁、柱配筋计算 横向水平地震作用计
算及位移验算
基础设计
绘制框架结构施工图
五、竖向荷载（标准值）计算
屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面及楼面可变荷载标准值
屋面活荷载与雪荷 载不同时考虑。
竖向荷载计算 （标准值）
梁、柱自重标准值
墙体、门窗、幕墙自重标准值 楼梯自重标准值
底部剪力法计算水平地震作用
适用条件: 1）结构高度不超过40m；
Fn Fn
2）以剪切变形为主切质量和刚度沿高度分布比较均匀。
总水平地震作用
FEk 1Geq 《抗震规范》第5.1.5条
1
: 结构基本自振周期的水平地震影响系数值。
Geq：结构等效总重力荷载。 Geq 0.85
G
i 1
第二节 重力荷载及重力荷载代表值计算、
横向水平地震作用计算及位移验算
结构设计技术条件 水平地震作用下横向 框架结构布置 框 框架内力分析
不 满 足 竖 向 设 计 要 求
架 结 构 设 计 计 算 书
框架结构计算简图
框架横向刚度计算
满足竖向设计要求
不 满 足 位 移 验 算 要 求