地震荷载计算
地震荷载计算
地震荷载组合，一般是在正常荷载组合中加入建筑物自重和其上荷重所产生的地震惯性力、地震动土（含坝前淤积物）压力和动水（含内水）压力（含扬压力）。高寒区冬季强震的复核尚应考虑冰的地震推力。砌石坝地震荷载应包括坝体地震惯性力和地震动水压力。可参照规范SL203的规定计算确定。
10.3.2 复核的地震作用标准是，除重大工程按本导则10.1.4－1规定的概率水准，由专门的地震危险性分析确定水平向地震加速度a h外，其余的按J c为7、8、9度，应依次取a h值为0.1g、0.2g、0.4g；取竖向地震加速度值为（2/3）a h。
在动力法中，地震加速度反应谱随场地类别及其振动特征周期、结构自振周期等的不同应按规范SL203的规定，确定反应谱最大值及下限值；按该规范4.5节对不同建筑物选取相应的阻尼比值。
地震作用的方向，一般情况下可只考虑水平向分量；拱坝、闸墩、闸顶机架、水塔及两个主轴方向刚度接近的混凝土结构，还应计及两个主轴方向或顺河及横河两个水平向分量；地震烈度8、9度的1、2级大坝，还应同时计入竖向地震作用分量。
地震作用效应的确定可采用拟静力法确定各点的惯性力，或采用振型分解反应谱法。若有多条该坝实测地震记录，或有类似地震地质条件下的实测地震记录，也可采用振型分解时程分析法等动力法，按照规范SL203规定，结合各类
建筑物的具体规定分别确定其地震作用效应。
一般情况下，作抗震计算时的上游水位可采用正常蓄水位；多年调节水库经论证后，可采用低于正常蓄水位的坝前水位。
土石坝应根据运用条件选用对上游坡抗震稳定最不利的常遇水位进行抗震
计算；坝内流网可按相应水位的稳定渗流考虑；若需考虑库水位骤降的抗震稳定，应将地震作用和常遇的库水位降落幅值相组合。
重要的拱坝和水闸，其抗震强度计算，宜补充地震作用和常遇低水位组合的验算。
土石坝（面板坝除外）可不计地震动水压力，在土石坝动力法有效应力分析、液化分析及混凝土结构或基岩断裂区的动力分析等计算中，都必须计算孔隙压力或扬压力，必要时，应考虑孔隙压力的增长、扩散和消散。
地震动土压力的确定按规范SL203的规定执行。
第八章水平地震作用下的内力和位移计算
第8章 水平地震作用下的内力和位移计算 8.1 重力荷载代表值计算 顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载：纵、横梁自重，半层柱自重，女儿墙自重，半层墙体自重。其他层重力荷载代表值包括：楼面恒载，50%楼面活荷载，纵、横梁自重，楼面上、下各半层柱及纵、横墙体自重。 8.1.1第五层重力荷载代表值计算 层高H=3.9m ，屋面板厚h=120mm 8.1.1.1 半层柱自重 （b ×h=500mm ×500mm ）:4×25×0.5×0.5×3.9/2=48.75KN 柱自重：48.75KN 8.1.1.2 屋面梁自重 ()()kN m m m kN m m m kN m m m kN 16.1472 )25.06.6(/495.145.06.616.3)3.03(/495.123.06.7/16.3=?-?+?-?+ +?+?-? 屋面梁自重：147.16KN 8.1.1.3 半层墙自重 顶层无窗墙（190厚）：()KN 25.316.66.029.3202.02019.025.14=??? ? ??-???+? 带窗墙（190厚）： ()()KN 98.82345.002.02019.025.1428.15.16.66.029.3202.02019.025.14=??? ??? ???????-?+???-???? ??-???+? 墙自重：114.23 KN 女儿墙：()KN 04.376.66.1202.02019.025.14=????+? 8.1.1.4 屋面板自重 kN m m m m kN 78.780)326.7(6.6/5.62=+???
8.1.1.5 第五层重量 48.75+147.16+114.23+37.04+780.78=1127.96 KN 8.1.1.6 顶层重力荷载代表值 G 5 =1127.96 KN 8.1.2 第二至四层重力荷载代表值计算 层高H=3.9m ，楼面板厚h=100mm 8.1.2.1半层柱自重：同第五层，为48.75 KN 则整层为48.75×2=97.5 KN 8.1.2.2 楼面梁自重： ()()kN m m m kN m m m kN m m m kN 3.1542)25.06.6(/6.145.06.63.3)3.03(/6.123.06.7/3.3=?-?+?-?+ +?+?-? 8.1.2.3半墙自重：同第五层，为27.66KN 则整层为2×27.66×4=221.28 KN 8.1.2.4楼面板自重：4×6.6×（7.6+3+7.6）=480.48 KN 8.1.2.5第二至四层各层重量=97.5+154.3+221.28+480.48=953.56 KN 8.1.2.6第二至四层各层重力荷载代表值为： ()KN G 61.111336.65.326.76.65.2%5056.9534-2=??+????+= 活载:Q 2-4=KN 05.160%5036.65.326.76.65.2=???+???）（ 8.1.3 第一层重力荷载代表值计算 层高H=4.2m ，柱高H 2=4.2+0.45+0.55=5.2m ，楼面板厚h=100mm 8.1.3.1半层柱自重： （b ×h=500mm ×500mm ）:4×25×0.5×0.5×5.2/2=65 KN 则柱自重：65+48.75=113.75 KN 8.1.3.2楼面梁自重：同第2层，为154.3 KN 8.1.3.3半层墙自重（190mm ）： ()()KN 14.3145.002.02019.025.142 8 .15.16.66.02 2.4202.02019.025.14=-?+???-??? ? ??-???+? 二层半墙自重（190mm ）：27.66 KN 则墙自重为：（31.14+27.66）×4=235.2 KN
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%。 3钢结构的钢材应符合下列规定： 1) 钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85； 2) 钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20%； 3) 钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。
一、荷载与地震作用
附件：“PKPM上部结构设计软件常见问题释疑”研讨班授课大纲 一、荷载与地震作用 1、现浇板、悬挑板、组合楼板、斜板等在确定面荷载时有哪些注意事项？05与08版在处理上 有何不同？荷载方向如何确定，可否输入负值？ 2、08版新增梁上的荷载类型“无截面设计”是何意，如何正确应用？ 3、哪些节点上可以加节点荷载？对于一根梁上任加一点后，在此节点上加节点荷载05与08版 软件在处理上有何不同？ 4、楼面梁是如何进行活荷载折减的，程序的处理与规范有何不同？ 5、对于“柱、墙及基础活荷载折减”程序的处理05版及08版有哪些不同，结果如何查询？ 6、活荷载的输入对人防荷载的计算有何影响？08版有何改动？ 7、PK、SATWE进行活荷载不利布置计算时有何不同？应注意哪些相关参数？ 8、何为“互斥活荷载”？怎样通过此功能来实现规范中的相应条款？ 9、05及08版程序是如何进行“普通风荷载”计算的，其中与风荷载计算相关的参数该如何确定， 受风面面积及荷载作用点如何确定？“普通风荷载”计算后荷载如何分配，它作用的效应程序做了怎样的处理？ 10、05版特殊风荷载是如何计算的，有哪些不足？08版特殊风荷载是如何计算的，如何灵活应 用？ 11、广义层方式建立的模型是否均可以直接用软件自动计算的风荷载？ 12、05、08版吊车荷载输入方法有哪些异同？ 13、对于排架柱计算长度系数的计算不同模块有何不同，该如何选用？ 14、近期多层人防的计算程序做了哪些重大调整？不同版本为何结果会相差如此悬殊？ 15、局部有人防荷载时如何处理？ 16、如何确定地下室外墙平面外的受力？如何计算地下室外墙平面外的配筋？不同版本输出结果 有何不同？程序对于地下室外墙能否正确识别？ 17、如何实现人防构件的弹塑性设计？ 18、何时需要考虑“双向地震”及“偶然偏心”？如果两项同时选择程序如何处理？ 19、如何正确确定与地震力计算相关的一些参数？如：计算振型个数、周期折减系数。 20、如何理解“水平力与整体坐标夹角”与“斜交抗侧力构件方向附加地震数，相应角度”？ 21、“按中震（或大震）不屈服做结构设计”如何应用？ 22、0。2Q0调整，不同时期版本，程度处理有何不同，原来有哪些局限？如何解决？ 23、08版地下室信息中“土层水平抗力系数的比例系数”是何意，该如何取值？ 二、构件设计 1、对于层间的支撑在计算时05、08版软件的处理有何不同？ 2、越层支撑在与梁墙相交时05、08版在处理上有何不同？ 3、08版对于柱被层间支撑打断后是如何进行内力及配筋计算的？ 4、如何人为指定支撑是否参与导荷，它的导荷原则是如何定的？ 5、08版支撑的计算长度系数如何确定？ 6、支撑对于楼层指标的贡献05与08版在计算上有何异同？ 7、刚性梁有哪些具体应用？ 8、如何用两种方法输入连梁模型？两种方式输入的连梁在计算上有哪些不同？ 9、如何合理填取与连梁计算相关的参数信息，如连梁刚度折减系数、墙梁转框架梁控制跨高比？ 10、程序是如何实现“《抗震规范》(2008局部修订版)第3.6.6.1条” 的？ 11、在输入楼梯构件时应注意的事项有哪些？ 12、按主梁或次梁不同的方式输入时，在导荷、计算、施工图处理上有何不同？
美国UBC规范之地震荷载介绍对比
美国UBC 规范之地震荷载介绍对比-中国水泥技术网 2009-12-4 作者: 徐松波，徐永伦：合肥水泥研究设计院 美国UBC 规范之地震荷载介绍对比 徐松波，徐永伦 （合肥水泥研究设计院， 安徽 合 肥 230051） 摘 要：为满足海外项目工程投标、设计的需要, 对在国外工程招标书中抗震设计要求条款经常引用的美标UBC1997规范作一介绍。并给出与国标GB50011规定近似的对比，以方便判断 使用。 关键词：地震；UBC ；分区 1 引言 近年来，各种类型的涉外工程日趋增多，其中EPC 项目更是占主要。对于设计、施工而言，海外建设项目一般都必须满足所在国的建设法规的最低要求。其中的建构筑物抗震设计要求，美国标准UBC 在海外的应用具有普遍性。因此，美国《统一建筑规范》（UBC1997）的相关要求必须要了解。 本文即通过收集、整理相关的资料，供业内认识参考使用。 2 UBC1997概述 1) 目标：防止结构重要破坏、人员死亡，而不是限制损伤或保持功能； 2) 设计要求：当风荷载效应大于地震效应时仍需遵照抗震的构造要求和有关限制。UBC 也有类似国标的分类标准，将建构筑物分为重要设施、危险设施和特殊使用、一般使用几类； 3) 地震分区：按设计基本地震加速度值从大到小分为：1、2A 、2B 、3和4； 4) 侧向力计算方法：(a)简化静力法——用于一般用途≤3层并采用轻型框架或者≤2层其余结构。(b)静力法——用于分区1的结构和分区2的一般用途结构及其他。(c)动力法——用于高度≥73.2m 的结构及其他。 3 地震作用动力分析法 1) 美标UBC1997和国标GB50011规范都是基于50年超越概率为10%的地面运动来确定设防烈度，亦即是按475年的重现期确定的地震基本烈度； 2) 仅考虑规则的多层工业民用建构筑物, 并采用两国规范各自建议给出的等效地震作用静
雪风和地震荷载计算方法
雪、风和地震荷载的计算方法 1 雪荷载 1.1 文献[2]中国《建筑结构荷载规范GB 50009-2001》 文献[2]我国《建筑结构荷载规范GB 50009-2001》第6.1.1条规定，屋面水平投影面上的雪荷载标准值，应按下式计算： s k=μr s o(1-1) 式中：s k为雪荷载标准值，[kN/m2]；μ r为屋面积雪分布系数；s o为基本雪压，[kN/m2]。 规范第6.1.2条规定，基本雪压应按该规范附录D.4中附表D.4给出的50年一遇的雪压采用。高于1989年同名规范30年一遇的标准。第6.1.3是对规范没有给出基本雪压的地点取值方法的规定。第6.1.4条是对山区基本雪压的规定。屋面积雪分布系数μ r根据屋面形状按表6.2.1确定。 1.2 文献[7]美国《建筑及其它结构最小设计荷载》1994年版 文献[7]美国《建筑及其它结构最小设计荷载》1994年版7.3规定，斜度小于1/12的平屋面的雪荷载按下式计算： p f=αC e C t I p g (1-2) 式中：p f为雪荷载，[lb/ft2]；α系数，美国本土为0.7，阿拉斯加为0.6；C e为暴露系数；C t为热力系数；I为重要性系数，根据表1及表20，一般公用发电厂I=1.0；p g为地面雪荷载。据规范解释对7.2的说明，地面雪荷载系基于雪荷载超过的年概率为2%（即平均重现期50年）的数值。 1.3 文献[12]《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程DL/T5121-2000》 从上可见，文献[7]考虑的系数更多。 为了考虑与文献[12]《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程DL/T5121-2000》一致，采用文献[2]的标准。因矩形烟风道为平顶，根据后者的表6.2.1第1项取μ r =1.0。 Page 1 of 8
地震载荷分析谱
图1-3 大角焊缝几何参数示意图（单位：mm） 参数 （4）地震载荷 地震载荷参数 根据7麦卡利设计地震烈度的要求，选取1976年唐山大地震时的天津波作为本课题的地震输入。该地震记录的相关参数见表1-5。 表1-5 天津波参数表 地点天津医院 时间1976.07.28.03:42 台站处的烈度7度 数据类型加速度记录 相邻数据点间的时间间隔(s) 0.01 持续时间(s) 19.20 地震仪的有效频宽(Hz) 0.30--35.00 南北向峰值(m/s2) 1.45 南北向峰值出现时刻(s) 7.64 南北向最大动力放大系数 1.83 南北向最大动力放大系数对应的周期(s) 0.90 东西向峰值(m/s2) 1.04 东西向峰值出现时刻(s) 7.58 东西向最大动力放大系数 1.649 东西向最大动力放大系数对应的周期(s) 1.00 竖直向峰值(m/s2) 0.73 竖直向峰值出现时刻(s) 9.03
该地震记录的时程曲线如图1-4至图1-6。 图1-4 天津波南北向加速度分量时程曲线 图1-5 天津波东西向加速度分量时程曲线
图1-6 天津波竖直向加速度分量时程曲线 由于在附加质量法中，无法考虑竖直向加速度的影响，且由于该天津波竖直向加速度分量较小，因此在计算中不考虑竖直向加速度。 在使用该地震记录时，剪掉前6秒振幅很小的部分，只取其后面13.2秒。并且根据《建筑抗震设计规范GB50011-2001》中表5.1.2-2的规定（如图1-7）：7度时程分析所用地震加速度时程曲线的最大值为55cm/s2，将原加速度幅值压缩为原来的0.38倍。 图1-7 《建筑抗震设计规范GB50011-2001》表5.1.2-2 修剪及压缩后的地震加速度时程曲线如图1-8及图1-9。这两条时程曲线才是数值分析时真正使用的地震输入。
地震力计算方法CQC和平方开平方法比较
振型组合方法CQC和SRSS的区别之一 地震作用力的计算常常用底部剪力法和振型分解反应谱法，振型分解反应谱法的基本概念是：假定建筑结构是线弹性的多自由度体系，利用振型分解和振型正交性的原理，将求解n个自由度弹性体系的地震反应分解为求解n个独立的等效单自由度弹性体系的最大地震反应，进而求得对应于每一个振型的作用效应。 此时，就可以根据考虑地震作用的方式不同，采用不同的组合方式，对于平面振动的多质点弹性体系，可以用SRSS法，它是基于假定输入地震为平稳随机过程，各振型反应之间相互独立而推导得到的；对于考虑平—扭耦连的多质点弹性体系，采用CQC法，它与SRSS法的主要区别在于：平面振动时假定各振型相互独立，并且各振型的贡献随着频率的增高而降低；而平—扭耦连时各振型频率间距很小，相邻较高振型的频率可能非常接近这就要考虑不同振型间的相关性，
还有扭转分量的影响并不一定随着频率增高而降低，有时较高振型的影响可能大于较低振型的影响，相比SRSS时就要考虑更多振型的影响。 底部剪力法考虑到结构体系的特殊性对振型分解反应谱法的简化，当建筑物高度不大，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，结构振动位移反应往往以第一振型为主，而且第一振型接近于直线时，就可以把振型分解法简化为基本的底部剪力法计算公式。这个基本公式计算得到的各质点的水平地震作用可以较好的反映刚度较大的结构，但当结构基本周期较长，场地特征周期较小时，计算所得顶部地震作用偏小。 顾名思义，CQC-complete quaddratic combination，即完全二次项组合方法，其不光考虑到各个主振型的平方项，而且还考虑到耦合项，对于比较复杂的结构比如考虑平扭耦连的结构使用完全二次项组合的结果比较精确。
第3章高层建筑结构的荷载和地震作用(精)
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 μ 57040120030480L H 03 04802s .....-=??? ? ? ?+-=??? ??+-=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 =?，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： H H 478050211H H 11i z i z ??+=?+=+=μμξνμ?νξβ.. 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。 表3.2.4 风荷载作用下各区段合力的计算 （a ） （b ） （c ） 图3.2.4 高层结构外形尺寸及计算简图
美国UBC规范之地震荷载介绍对比[1]
美国UBC规范之地震荷载介绍对比 徐松波，徐永伦 （合肥水泥研究设计院，安徽合肥230051） 摘要：为满足海外项目工程投标、设计的需要, 对在国外工程招标书中抗震设计要求条款经常引用的美标UBC1997规范作一介绍。并给出与国标GB50011规定近似的对比，以方便判断使用。 关键词：地震；UBC；分区 1 引言 近年来，各种类型的涉外工程日趋增多，其中EPC项目更是占主要。对于设计、施工而言，海外建设项目一般都必须满足所在国的建设法规的最低要求。其中的建构筑物抗震设计要求，美国标准UBC在海外的应用具有普遍性。因此，美国《统一建筑规范》（UBC1997）的相关要求必须要了解。 本文即通过收集、整理相关的资料，供业内认识参考使用。 2 UBC1997概述 1) 目标：防止结构重要破坏、人员死亡，而不是限制损伤或保持功能； 2) 设计要求：当风荷载效应大于地震效应时仍需遵照抗震的构造要求和有关限制。UBC 也有类似国标的分类标准，将建构筑物分为重要设施、危险设施和特殊使用、一般使用几类； 3) 地震分区：按设计基本地震加速度值从大到小分为：1、2A、2B、3和4； 4) 侧向力计算方法： (a)简化静力法——用于一般用途≤3层并采用轻型框架或者≤2层其余结构。 (b)静力法——用于分区1的结构和分区2的一般用途结构及其他。 (c)动力法——用于高度≥73.2m的结构及其他。 3 地震作用动力分析法 1) 美标UBC1997和国标GB50011规范都是基于50年超越概率为10%的地面运动来确定设防烈度，亦即是按475年的重现期确定的地震基本烈度； 2) 仅考虑规则的多层工业民用建构筑物,并采用两国规范各自建议给出的等效地震作用静 力计算法; 3) 等效剪切波速都采用多层土与匀质土在剪切波速传播时间上等效的方法计算; 4) 仅考虑常见结构自振周期范围0.1～3.0s。由于长周期结构对短周期型加速度地面运动的反应相对不大,按加速度反应谱计算的地震作用随自振周期增加明显降低,且大多数长周期结构如高层建筑等按规范的要求应进行模态分析或时间历程响应分析,故此处不考虑比较;
地震荷载作用下岩土边坡稳定性分析方法
地震荷载作用下岩土边坡稳定性分析方法 摘要：综合大量文献，回顾了岩土边坡地震稳定性分析方法的研究成果，将各种分析方法大致分为拟静力法，滑块分析法，概率分析法，数值分析方法以及实验法五类，并对这几种方法作简要评述，指出存在的问题并提出未来的发展方向。 关键词：岩土工程，岩土边坡，地震稳定性，进展，分析方法 Seismic Stability Evaluation Method Of Rock-soils Lopes Gao Wei Abstract：Comprehensive many papers, and reviewed the slop earthquake stability analysis of research results, The various analytical methods are classified into pseudo-static method, sliding block analysis method, probabilistic analysis method, numerical analysis method and experimental method, This paper briefly evaluation these method, and points out the several problems and puts forward the development direction of the future. Key Words：Geotechnical engineering, Geotechnical slop, seismic stability, progress, analysis method 引言 中国位于世界两大地震带：环太平洋地震带与欧亚地震带之间，地震断裂带十分发育，是一个地震灾害严重的国家。同时，我国地形地貌复杂的地区，面积大，分布广，高山河谷数量众多，山地面积占国土面积1/4，从而客观上决定了我国有大量的自然边坡。大量的震害调查表明，地震诱发的边坡滑坡是主要的地震灾害类型之一[5]。在山区和丘陵地带，地震诱发的滑坡往往具有分布广、数量多、危害大的特点。例如，2008年5月12日四川发生的里氏8.0级特大地震，诱发了大规模的山体崩塌和滑坡，造成了人畜伤亡、房屋倒塌、堵塞交通，给山区人民生命财产造成了严重损失[6]。
2.7水平地震作用内力计算
2.7 水平地震作用内力计算 设计资料: 根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）第5.1.3条： 屋面重力荷载代表值Gi =屋面恒载+屋面活荷载+纵横梁自重+楼面下半层的柱及纵横墙 自重； 各楼层重力荷载代表值G i =楼面恒荷载+50%楼面活荷载+纵横梁自重+楼面上下各半层的 柱及纵横墙自重； 总重力荷载代表值∑== n i i G G 1 。 主梁与次梁截面尺寸估算: 主梁截面尺寸的确定：当跨度取8000L mm =，主梁高度应满足： 1111 (~)(~)8000667~1000812812 h L mm mm ==?=，考虑到跨度较大，取700h mm =， 则：1111 (~)(~)700233~3502323 b h mm mm ==?=，取350b mm =。 当跨度取6000L mm =，主梁高度应满足： 1111 (~)(~)6000500~750812812 h L mm mm ==?=，考虑到跨度较大，取500h mm =， 则：1111 (~)(~)500167~2502323 b h mm mm ==?=，取250b mm =。 一级次梁截面尺寸的确定：跨度取4800L mm =，次梁高度应满足： 1111 (~)(~)4800320~40012181218h L mm mm ==?=，考虑到跨度较大，取350h mm =，则： 1111 (~)(~)350117~1752323 b h mm mm ==?=，取200b mm =。 二级次梁截面尺寸的确定：跨度取3000L mm =，次梁高度应满足： 1111 (~)(~)3000167~25012181218h L mm mm ==?=，考虑到跨度较大，取300h mm =，则： 1111 (~)(~)300100~1502323 b h mm mm ==?=，取200b mm =。
单质点地震作用计算计算方法
单质点地震作用计算的计算方法 主要内容：1．单自由度弹性体系地震反应分析，主要是运动方程解的一般形式及水 平地震作用的基本公式及计算方法。 2．计算水平地震作用关键在于求出地震系数k 和动力系数β。 一、地震概述 地震是一种地质现象，就是人们常说的地动，它主要是由于地球的内力作用而产生的一种地壳振动现象。据统计，地球上每年约有15万次以上或大或小的地震。人们能感觉到的地震平均每年达三千次，具有很大破坏性的达100次。每次中等程度的地震就会造成重大损失和人员伤亡，研究地震的危害和抗震的方法极有必要，目前已经研究到了多质点体系地震作用和整体结构的地震作用，但这些研究都离不开单质点地震作用的计算，我们组准备理论研究并在现有的计算基础上做一点拓展。 二.地震危害直接 2005年2月15日新疆乌什发生6.2级地震，经济损失达15757.43万元，主要是土木结构的房屋破坏严重。近期，云南普洱发生严重的地震，震中位于人口稠密的县城，造成严重的财产损失和人员伤亡。目前，因灾受伤群众为３００余人，其中３人死亡。全县各乡（镇）房屋受损严重，土木结构房屋墙体倒塌较多，砖混结构房屋普遍出现墙体开裂，承重柱移位。 作为将来的结构工程师，抗震是我们拦路虎，必须加以重视，那我们先从基础理论着手。 三、单质点弹性体系的地震反应 目前，我国和其他许多国家的抗震设计规范都采用反应谱理论来确定地震作用。这种计算理论是根据地震时地面运动的实测纪录，通过计算分析所绘制的加速度（在计算中通常采用加速度相对值）反应谱曲线为依据的。所谓加速度反应谱曲线，就是单质点弹性体系在一定地震作用下，最大反应加速度与体系自振周期的函数曲线。如果已知体系的自振周期，那么利用加速度反应谱曲线或相应公式就可以很方便地确定体系的反应加速度，进而求出地震作用。 应用反应谱理论不仅可以解决单质点体系的地震反应计算问题，而且，在一定假设条件下，通过振型组合的方法还可以计算多质点体系的地震反应。 1．运动方程的建立 为了研究单质点弹性体系的地震反应，我们首先建立体系在地震作用下的运动方程。图2-1表示单质点弹性体系的计算简图。 由结构动力学 方法可得到单质点弹 性体系运动方程: )()()()(t x m t kx t x c t x m g ?????=++ (2-3) 其中g x (t)表示地面水平位移，是时间t 的函数，它的变化规律可自地震时地面运动实测记录求得；x (t)表示质点对于地面的相对弹性位移或相对位移反应，它也是时间t 的函数，是待求的未知量。 若将式(2-3)与动力学中单质点弹性体系在动荷载)(t F 作用下的运动方程 )()()()(t F t kx t x c t x m =++??? (2-4) 进行比较，不难发现两个运动方程基本相同，其区别仅在于式(2-3)等号右边为地震时地面运动加速度与质量的乘积；而式(2-4) 等号右边为作用在质点上的动荷载。由此可见，地面
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 .166.181053.025.01053.025.03 2 3-3 2 3-1=??+ =?+ =B H T <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 n j j j i i F H G H G F ∑== 1 i 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∑== n K K 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 ∑== n k K F V 1 i ∑==?s j ij i i D V u 1 /)( ∑=?= n k k u u 1 )( 计算过程见下表。表中计算了各层的层间弹性位移角i h /u i e ?=θ
扭转耦联振型与地震力计算的最经典解释。(精)
考虑扭转耦联振型的情况 首先，计算结构的耦联振型时，与后面要计算哪个方向的地震作用，是两个完全独立的过程，即便后面仅仅选择计算一个方向的地震作用，比如X方向，这时统计各层地震作用标准值时依然要采用考虑每层三个自由度的耦联振型，因为结构的耦联振型是结构的固有特性，不会因为要计算哪个方向的地震作用而发生改变。振型分解反应谱法的实质就是得到固有特性（振型），再利用求解得到的振型去统计地震作用，就是地震荷载当量，有了地震荷载当量，计算地震内力是一个静力求解过程，所以用振型分解反应谱法算地震内力，结构从来没真正的“振动”起来。真正振动起来的情况是动力时程分析。 结构的每阶振型都会对在各个自由度的各个方向上形成一个地震荷载当量，对结构施加该振型的所有地震荷载当量进行一个静力分析，就可以得到该振型造成的地震效应值（例如截面弯矩、剪力等）。依次类推，每阶振型都能得到其对应的效应值。而实际的地震效应值肯定要综合考虑各阶振型的耦合，这就有了高规中的3.3.11-5式，把各阶振型的地震效应值通过这种特定的方式累加起来，当然累加计算的方式主要涉及到各阶振型的周期和振型阻尼。从这个角度来说，通过振型分反应谱法计算地震内力，有两次涉及到“耦合”，第一次是计算振型的时候，考虑了各楼层的转角自由度，是一个考虑平动和扭转变形耦合的振型求解过程，第二次“耦合”就是确定了各阶振型的地震内力后，通过3.3.11-5式耦合得到实际的地震内力（地震效应值）。 综上所述，振型分解反应谱的特点就是求振型和求地震内力是两个几乎不关联的过程，方法是固定的，satwe也不例外，所以设置satwe参数时就知道了地震作用计算方法里面的“总刚”和“侧刚”的真实含义，就是用来做振型分解和统计地震当量荷载的，选择总刚算法，结构模型中的每个节点的每个自由度都会给统计一个当量荷载，选择侧刚算法，按照每个楼层三个自由度考虑。地震当量荷载确定之后，就是静力求解了，静力求解同样会涉及到结构的刚度矩阵，如果前面计算地震作用采用的是“总刚”算法，其实结构的刚度矩阵已经有了，甚至是完成矩阵分块的一个总刚，这样静力求解可以直接用它，加上位移边界，就可以求解节点位移，进而计算梁、柱、墙、弹性板内力。
第3章高层建筑结构的荷载和地震作用.
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30m?40m，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 w0=0.45kNm，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。 2 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： T1=0.05n=0.05?38=1.90s w0T12=0.45?1.92=1.62kN?s2m2 （2）风荷载体型系数：对于矩形平面，由附录1可求得 μs1=0.80 H?120??? ?=- 0.48+0.03??=-0.57 L40???? （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ξ=1.502。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ν=0.478；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?z=Hi/H，Hi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： ξ ν ?zξνHi1.502?0.478Hi βz=1+=1+?=1+? μzμzHμzH （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： q(z)=0.45×(0.8+0.57)×40μzβz=24.66μzβz μs2=- 0.48+0.03 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。 表3.2.4 风荷载作用下各区段合力的计算
地震荷载计算
地震荷载计算
4.6.1荷载的确定 a 恒载 屋面板重力值： 3.6 6.0710.8118.012 G kN =?? =屋面 楼 面板重力值：3.6 3.64.58.7 6.66 2.195.6522 G kN =?? +??=楼面 梁 重 力值 ： 3.6 3.6 4.0210.8 4.023 2.204129.5422 G kN =?+? ?+?=梁 每层柱重力值： 5.3693348.32G kN =??=柱1 墙重力值： 3.6 3.6910.8+3.69253.142 G kN =?? ?=女儿墙 3.6 3.610.3510.8210.282186.0522G kN ? ?=?+?+??= ??? 标墙 b 活载 3.6 0.510.89.722Q kN =??=屋面 3.6210.838.892 Q kN =??=楼面 重力荷载代表值：6 G G G G G =+++屋面板 梁 柱 女儿墙 118.01129.5448.3253.14349kN =+++= 5 G G G G G =+++梁 柱 楼面板 标墙 95.65129.5448.32186.05459.56kN =+++= 125 459.56G G G G G kN =====34
1 各层水平地震作用力的确定 根据设计资料，设防烈度为7度，h<30m ，建筑场地类别为Ⅱ类，故地震特征周期0.4 g T =，框架结 构基本自振周期1 T 按下公式计算： 1(0.08~0.1)T N = 自振周期：1 0.10.160.6T N ==?=s 1 1.4 1.40.40.56g T T s >=?= 则有顶部附加地震作用 则水平地震影响系数最大值 max 0.08 α= 水平地震影响系数 2max 1 ( )g T T γαηα= 建筑结构的阻尼比取值 0.05 ξ= 则有0.9γ= 2 1.0 η = 0.9 2max 1 0.4( )( ) 1.00.080.0560.6 g T T γαηα==??= 各层水平地震作用力的确定 1 0.850.85(459.565349)2249.78eq i G G KN ==??+=∑ 0.0562249.78126.0EK eq F G KN α==?= 因为1 1.4g T T ＞所以顶部附加地震作用系数 n 1=0.08T +0.01=0.058? 6 1 459.563+6+9+12+15+3491826962i i G H kN =??=∑（）
建筑物的地震荷载及抗震设计(翻译)
建筑物的地震荷载及抗震设计 1 、摘要 抗震设计的首要目标是为了防止建筑物倒塌，从而在地震时减少死亡的危险和对人以及靠近这些建筑物的伤害。由于破坏性地震是罕见的，按照经济的原则，建筑物的损坏是可以预期并避免可以接受的破坏。 因为它们的动态影响地面运动，建筑物的惯性产生地震势力。动态性的影响，使地震作用明显不同于其它建筑荷载。设计师的设计方向是结构影响是设计的根本，必须避免地震作用是‘一个非常强风’这个陷阱，从而地震的诱发作用可以由设计中能得到缓解。 设计师的设计观念必须考虑建筑物是一个有时会产生不安和不确定的东西。虽然这对任何新的挑战都是可以理解的一个共同的特点，但通常会找错对象。有效的抗震设计方法经常这样在不偏离效果设计的方案中容易被简化。事实上，与很少被地震产生的土地的运动有关的高度不确定证明那时往往用复杂的分析技术也没有高水平的复杂设计。一个好的地震工程设计，是一个地方的设计师以建筑物的影响作用作为控制建设的指标。要达到这个目标，选择最好的对策模式，选择区非弹性变形可能会导致建筑物倒塌，这些都是可以接受的和压制发展的不良反应模式。 2 、抗震设计－概念性审查 现代抗震设计在1920年和1930年的起源。当时的抗震设计，通常涉及到的应用10 ％的建设体重作为对结构的一个侧向力，统一适用了高度的建设。事实上，到了1960年，强地面运动accelerographs的说法才变得更为普遍。这些文书记录地面运动所产生的地震。当和强震动记录仪一起使用时，它可以安装在不同的层次建筑物本身，当他们受到真正的地震地面运动，才成为可能衡量和理解的运动对建筑物的影响。 用实际地震动记录作为输入到最近研发无弹性整合时程分析软件包，那么，许多先前代码没有足够的实力来抵御设计水平地震体验过重大损失的建筑物的 设计变得明显。然而，观测表明，使用中的建筑物情况表明，这种缺乏实力当他们受到了严重的地震袭击甚至严重损害时，并不一定会导致建筑物破坏。提供了
地震是一种随机性振动
地震是一种随机性振动，它有着难以把握的复杂性和不确定性，人类还不能准确预测，也不能完全把握和测算建筑物在遭遇地震的特性和参数。在结构内力分布方面由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等各种因素也存在不确定性。由于建筑抗震理论还没完善，单靠计算很难确保房屋具有足够的抗震可靠度，因此着眼于提高建筑总体抗震能力的概念设计不失为一种理性选择。 在设计时把握好能量输入、房屋形状、结构体系、刚度分布、构件延性等几个方面，从根本上消除结构中的抗震薄弱环节再辅以必要的计算和构造措施提高建筑物抗震性能和足够的抗震可靠度。 我国处在敏感的地震带上，地震是多发性的，所以千万不能掉以轻心更不能抱侥幸态度。国家根据建筑物的重要性划分为甲乙丙丁类建筑和不同的设防烈度。不过我认为只要有人居住和活动的建筑物都是需要抗震的，做到“小震不坏，中震可修，大震不倒。”建筑从6度开始设防。如果实际地震作用超出设计地震设防烈度，那么抗震设计完全失效，所以有时节约反而是一种浪费。有时楼内仪器设备价值超过建筑本身造价，人的生命是宝贵的，所以必须以良好的抗震设计来保护生命和财产的安全。 避开抗震危险地段如断层地带、陡峭山区、丘陵地区、废弃的矿区、河岸、海边、液化土、软土和其它不利的地形。 传统的抗震设计是依靠结构构件延性来耗散地震能量，但任何事都有它的两面性。当结构遭遇地震时结构构件在利用它的延性和自身变形来耗散地震能量的同时构件本身也因过量变形而遭到破坏。新的抗震概念是把结构负担重力之荷载功能与耗散能量的功能分开，让结构主
要承担重力竖向荷载，而地震能量由安装到结构上的特殊耗能装置来 吸收，这样既能减少结构的侧移又能保护构件免于破坏。基础隔震可 以将上部结构的地震作用数值控制在某一限度内可以减少震害，但其 理论、材料和元件有待于开发和完善。 国内外多次震例表明，房屋体型不规则，平面是凸出凹进，立面上高 低错落的时尚建筑，美者美矣，但破坏严重。而房屋体型简单整齐规 则虽然其貌不扬但震害较轻。我们购房时也不要被这些花哨的建筑所 迷惑。我们应该选择那种平面简单规则对称，立面变化均匀，房屋高 度合适，高宽比小，基础埋置深的房子。还有一个小窍门就是你沿途 观察正在施工的房屋，如果刚绑扎好的竖向钢筋东倒西歪，基本断定 它的配筋又稀又细，如果配筋合理的竖向钢筋绑扎完后应该是挺拔地 立在那里。 结构平面布置要对称、合理，结构竖向要等强，各楼层屈服强度系数 要大致相等，避免出现柔弱底层，承力竖向构件不得中断和突变，同 一楼层避免长短柱并存。高层建筑的刚性结构方案要优于柔性结构方案，理由是采用柔性结构方案的高楼由于地震时产生层间侧移，不但 主体破坏重，非结构部件也大量遭到破坏，而刚性结构方案承载力和 变形方面更符合要求。要增加结构超静定次数，因为结构超静定次数 愈多，在侧力作用下出现的塑性铰就愈多，变成机动构架的制约环节 就愈多，过程愈长，吸收和耗散地震能量就愈多，抗震可靠度就愈高。 屋顶小塔楼有鞭梢效应，其平面尺寸和楼层抗推刚度均比主楼结构要 小得多，在地震作用下发生振动放大效应和振动加速度，塔楼还会因 楼层刚度的突然减少产生塑性变形集中效应，进一步加大塔楼层在地