etabs中国规范的应用.pdf

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.97M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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中国2002规范混凝土框架设计

技术报告

设计荷载组合

程序生成默认组合形式

设计组合形成及修改

中国2002规范混凝土框架设计

技术报告

地震荷载信息

地震反应谱（地震影响系数曲线）

自动地震荷载静力计算（底部剪力法）

自动水平地震荷载计算（振型分解法）

竖向地震作用

中国2002规范混凝土框架设计

技术报告

风荷载信息

自动风荷载

任意面单元风荷载

中国2002规范结构抗震调整

技术报告

结构抗震调整

中文ETABS结构抗震调整技术报告

混凝土结构抗震调整

1.1 结构地震作用调整

1.1.1 最小地震剪力调整

1.1.2 框架承担最小地震剪力比

1.1.3 薄弱层地震作用效应调整

1.2 构件设计内力调整

1.2.1 内力调整基本方法

1.2.2 构件抗震等级

1.2.3 内力调整数据信息

1.2.4 构件截面承载力抗震调整系数

2. 钢结构抗震调整

2.1 关于框架部分受剪承载力要求

2.2 设计内力调整

2.3 承载力抗震调整系数

©COMPUTERS AND STRUCTURES, INC., 2003 年 10 月中国 2002 规范混凝土框架设计技术报告设计荷载组合程序根据《建筑结构荷载规范》(3 of GB 50009-2001)、《建筑抗震设计规范》（5.4 of GB 50011-2001）和《高层建筑混凝土结构技术规程》(5.6 of JGJ 3-2002)中的相关规定，本技术注释描述了中国 2002 规范混凝土框架结构设计所使用的荷载组合。程序生成默认组合形式 ETABS 中国规范版本采用如下默认的设计荷载组合形式： + + ± ± 35.1 2.1 0.1 2.1 0.1 2.1 0.1 2.1 0.1 DL DL DL DL DL DL DL DL DL + + + + LL 98.0 + LL 4.1 LL 4.1 WL 4.1 WL 4.1 LL 4.1 LL 4.1 ± LL 98.0 LL 98.0 ± WL WL WL WL 84.0 84.0 4.1 4.1 ± ± 2.1 DL +γ EG × 2.1 LL ± 3.1 LE h ± 5.0 LE v 0.1 DL +γ EG × 0.1 LL ± 3.1 LE h ± 5.0 LE v 2.1 DL +γ EG × 2.1 LL ± 28.0 WL ± 3.1 LE h ± 5.0 LE v 0.1 DL +γ EG × 0.1 LL ± 28.0 WL ± 3.1 LE h ± 5.0 LE v 2.1 DL +γ EG × 2.1 LL ± 3.1 LE v 0.1 DL +γ EG × 0.1 LL ± 3.1 LE v (1-1) (1-2) (1-3) (1-4) (1-5) (1-6) (1-7) (1-8) (1-9) (1-10) (1-11) (1-12) (1-13) (1-14) (1-15) 2.1 DL +γ EG × 2.1 LL ± 28.0 WL ± 3.1 LE v (1-16) 0.1 DL +γ EG × 0.1 LL ± 28.0 WL ± 3.1 LE v (1-17)

符号说明：注释： DL 为恒荷载 LL 为活荷载 WL 为风荷载 LEh LEv 为水平地震荷载为竖向地震荷载 EGγ 为可变荷载的组合系数 1) 根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中 5.1.1-4 条规定，8、9 度大跨度和长悬臂结构及 9 度时的高层建筑，应计算竖向地震作用。由于跨度和悬臂尺度程序难以自动识别，因此中文版 ETABS 程序中，仅当抗震烈度 SI 为“9”时，中文 ETABS 自动生成的组合公式(1-10)至(1-13)和公式(2-2)至(2-3)中才含有 LEv 项；对于其它情况，需计算竖向地震组合时，用户可以自定义该组合形式； 2) 公式(1-14)和(1-15)仅在抗震烈度 SI 为“9”时，程序才生成默认组合。设计组合形成及修改在用户定义了相关荷载工况的基础上，程序将根据规范和抗震烈度信息自动生成以上荷载组合方式，它们将自动生成并成为设计荷载工况的默认项。用户也可以自定义荷载组合方式，其途径是定义菜单 >荷载组合 >添加新组合，用户也可以通过对话框中修改/显示组合选项来修改默认的或自定义的组合方式。

©COMPUTERS AND STRUCTURES, INC., 2003 年 10 月中国 2002 规范混凝土框架设计技术报告地震荷载信息程序提供了是否按抗震进行结构设计的选择，在进行抗震设计时，程序按照中国 2002 规范 “三水准两阶段”的设计原则，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）提供了中国规范的地震静力荷载模型和地震反应谱。本技术注释的目的是与中国规范相结合，阐明程序在进行抗震设计时，采用的基本方法及实现的途径。地震反应谱（地震影响系数曲线） 1.2 基本方法现阶段采用抗震设防烈度所对应的水平地震影响系数最大值 maxα ，多遇地震烈度和罕遇地震烈度分别对应于 50 年设计基准期内超越概率为 63%和 2～3%的地震烈度，也就是通常所述的小震烈度和大震烈度。设计地震作用根据房屋的重力荷载代表值、结构自振周期和土壤特征周期，由 GB50011 第 5.1.5 条规定的地震影响系数曲线(即设计反应谱)确定。地震影响曲线考虑了结构阻尼比的影响，阻尼比按下列规定采用：混凝土和砌体结构为 0.05，超过 12 层的高层钢结构为 0.02， 12 层以下的多层钢结构为 0.035，单层钢结构房屋取 0.05。地震影响系数曲线可以归纳为以下公式: α = T + 45.0(   αη  max 2 γ T    g   αη  T    [ 2.0 γ η   2 η 1 − 2 γ = 9.0 + 10( η 2 − ))5.4 α max max T ( − T )5 g max ] α ζ ζ 05.0 − 55.0 + when when T 0 ≤ ≤ Ts 1.0 < s 1.0 T ≤ g when T g < T ≤ T 5 g when T 5 g < T ≤ 0.6 s (1-1) (GB50011-2001,5.1.5-1) η 1 = 02.0 + 05.0( − ζ 8/) ( η 1 ≥ )0 (GB50011-2001,5.1.5-2) η 2 += 1 05.0 06.0 + ζ − 7.1 ζ ( η 2 ≥ )55.0 (GB50011-2001,5.1.5-3) 项目 α maxα T 地震影响系数地震影响系数最大值结构自振周期描述单位可能值缺省值 N/A N/A s 0.40

gT ζ 特征周期结构阻尼比 s N/A SI 抗震设防烈度 N/A 8(0.20g) 混凝土结构 0.05;钢结构 0.02 6(0.05g), 7(0.15g), 8(0.30g), 9(0.40g) 7(0.10g), 8(0.20g), PTDF 周期折减系数 1.2 输入方式 N/A 0.5~1.0 1.0 地震反应谱定义首先是通过定义菜单>定义反应谱函数从下拉菜单中选择并添加中国 2002 地震反应谱，然后通过定义菜单>反应谱工况，定义反应谱工况来完成的。当通过以上步骤添加中国 2002 地震反应谱时，将直接弹出反应谱函数定义对话框。当定义完成后，或在运行分析之前的任意时候，用户都可以通过选定已定义的反应谱函数，并点击定义反应谱工况对话框中右侧修改/显示频谱…按钮弹出反应谱函数定义对话框，可对已定义的反应谱函数进行修改。反应谱函数定义对话框各项意义为： ◆ 参数这一部分中各项参数意义与采用底部剪力法时，地震静力荷载模型中相应参数的意义和取值原则相同。 ◆ 函数图表函数图表区域内显示了反应谱函数的图形形态，并且当用户将鼠标移至此区域时，将油如图所示的一个红色圆点出现在反应谱曲线上，随着鼠标的移动，圆点将在曲线上滑动，并且在右下角的数字框中显示经过每一位置的坐标值，这些都方便了用户取定义、观察和修改反应谱曲线。 ◆ 定义函数为了用户能够更直接方便的掌握反应谱曲线值，此区域内显示了函数值的变化，用户可以托动下拉菜单观察函数值的变化，但不能对其进行修改，用户要对这些函数值进行修改，需要点击参数中转换为用户定义的按扭，这时对话框将变为用户定义对话框形式，用户在此处对反应谱函数值进行修改，包括添加新点、修改已有点和删除已有点等操作。自动地震荷载静力计算（底部剪力法） 1.2 基本方法结构计算自动地震静力荷载的方法式规范所规定的底部剪力法，在采用底部剪力法时，各楼层可仅取一个自由度，结构的水平地震作用标准值，应按下列公式确定： 1) 输入参数与地震反应谱的输入参数相同。 2) 计算公式及图表 F Ek 1α= G eq (GB50011-2001,5.2.1-1) Geq 85.0= EG

F i = HG i i ∑ HG n j j 1 = F Ek 1( δ− n ) (GB50011-2001,5.2.1-2) j F δ=∆ n n F Ek (GB50011-2001,5.2.1-3) 表 GB50011-2001,5.2.1 顶部附加地震作用系数 nδ gT (s) 35.0≤gT T 1 > 4.1 gT T 4.11 ≤ gT 08.0 1 +T 07.0 55.0 ≥ gT > 35.0 08.0 1 +T 01.0 0 (不考虑) 55.0>gT 02.0 08.0 1 −T 描述单位可能值缺省值项目 EkF 1α eqG EG iF 结构总水平地震作用标准值相应于结构基本自振周期T 的水平地震影响系数 1 计算地震作用时，结构等效总重力荷载代表值计算地震作用时，结构总重力荷载代表值，应取各质点重力荷载代表值之和质点 i 的水平地震作用代表值 i GG , j 分别为集中于质点 i、j 的重力荷载代表值，应按 GB 50011-2001 第 5.1.3 条和 JGJ 3-2002 第 3.3.6 条确定 i HH , j nF∆ nδ gT 1T 分别为集中于质点 i、j 的计算高度主体结构顶层附加水平地震作用标准值顶层附加水平地震作用系数场地特征周期结构基本自振周期 1.2 输入方式 N/A s s 地震静力荷载定义是通过定义菜单>静荷载工况命令添加地震荷载工况，并选择中国

2002 规范来完成的。当通过以上方法添加中国 2002 自动地震侧向荷载后，点击右侧的修改侧向荷载按钮，将弹出中国 2002 地震荷载对话框，用户可以根据工程实际情况修改每一项参数值。中国 2002 地震荷载对话框各项的意义为： ◆ 方向与偏心对话框中这一区域定义的是地震静力荷载的作用方向，用户可以选择 X 方向、Y 方向或 Z 方向地震作用方向，也可以选择考虑次方向扭转效应的其它作用方向选项，当考虑偏心作用时，下面的偏心率输入项将被激活，偏心率默认值为规范规定的 0.05，用户也可以修改偏心率。 ◆ 地震系数地震系数区域包含了影响地震静力荷载大小的各参数的输入，各参数的意义和取值范围与中国规范相对应：影响系数最大值，AlphaMax：取值按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）表 5.1.4-1，其值与地震烈度值相对应。地震烈度,SI：地震烈度下拉菜单中列出了《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）规定的各地震烈度值。用户根据选定的烈度值填写影响系数最大值。阻尼比：用户可以根据结构实际情况自定义结构的阻尼比。场地特征周期，Tg：规范规定场地类别和设计地震分组决定了场地特征周期值，程序此处未引入这两个概念，在场地特征周期取值方面给用户更大的自由度，用户可以根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）表 5.1.4-2 中数值输入场地特征周期值，也可以根据工程实际情况填写其它数值。周期折减因数，PTDF：由于程序结构计算模型中未考虑填充墙的作用，而这一部分对结构自振周期有一定的影响作用。对于框架结构，如果填充墙较多，此系数可取 0.6~0.7，如果填充墙较少，可取 0.7~0.8，对于框架-剪力墙结构，此系数可取 0.8~0.9，纯剪力墙结构周期不折减。放大系数：用户可以通过这一项的系数调整放大结构的整体地震作用。 ◆ 周期此项输入的是结构周期值，对于结构周期，程序可以自动进行相应计算得到，用户也可以对第一周期进行自定义。 ◆ 计算楼层范围此项定义的是计算地震作用的楼层范围，用户可以根据结构实际情况和规范规定进行自定义。自动水平地震荷载计算（振型分解法） 1.1 基本方法在定义了反应谱的基础上，振型分解法需定义振型组合方式，程序加入了中国规范采用的振型组合方式，其基本方法遵循以下规范规定： 1) 振型组合（单向水平地震作用） SRSS （对于不考虑扭转耦联振动影响的结构） S m ∑= j jS 2 (GB50011-2001,5.2.2-3) S —— 水平地震作用标准值的效应

j 振型的水平地震作用标准值的效应（弯矩、剪力、轴向力和位移等） jS —— m —— 结构计算振型数 CQC （考虑扭转耦联振动影响的结构） S ρ jk = 1( − m m ∑∑= j k ρ jk SS j k j + ) 8 5.1 λλζζ T T 1( ) 2 2 + λ T 1( k 4 λλζζ T + 2 ) j k T (GB50011-2001,5.2.3-5) (GB50011-2001,5.2.3-6) S —— 水平地震作用标准值的效应 jS ， kS —— 分别为 j、k 振型的水平地震作用标准值的效应 m —— 结构计算振型数 jkρ —— j 振型与 k 振型的耦联系数 Tλ —— k 振型与 j 振型的自振周期比 jζ ， kζ —— 分别为 j、k 振型的阻尼比 2) 方向组合（双向水平地震作用） S = max( S 2 x + 85.0( S ,) 2 y S 2 y + 85.0( S )) 2 x (GB50011-2001,5.2.3-7,8) S —— 水平地震作用标准值的效应 xS —— 仅考虑 X 向水平地震作用时的地震作用效应 xS —— 仅考虑 Y 向水平地震作用时的地震作用效应 1.2 输入方式要定义反应谱组合方式，首先要定义地震反应谱（地震反应谱输入方式见前面），地震反应谱定义需通过定义菜单>定义反应谱工况，将弹出定义反应谱工况对话框，当点击添加新反应谱时，将直接弹出反应谱工况定义对话框。当定义完成后，或在运行分析之前的任意时候，用户都可以通过选定已定义的反应谱工况，并点击右侧修改/显示频谱按钮弹出反应谱工况定义话框，对已定义的反应谱函数进行修改，也可以通过删除频谱将已有频谱删除。反应谱工况定义对话框中各项意义： ◆ 反映谱工况名称所定义的反应谱工况名称。 ◆ 结构与函数阻尼比用户可以根据结构实际情况自定义结构的阻尼比。

◆ 振型组合程序提供了四种振型组合方式：CQC、SRSS、ABS、GMC，这四种组合方式都是可选的，但对于中国规范的用户来说，前两种对应规范规定的组合方式，其意义和取值方法与前面所述一至。 ◆ 方向组合只有在下面一项输入反应谱中输入 U1 和 U2 双向地震作用时，此项才有意义。在计算双向地震作用时，程序提供了：ABS、SRSS 和修正后的 SRSS 三种方向组合方式，其中进行中国规范设计时，用户应选择最后一种组合方式，其意义和取值方法与前面所述一至。 ◆ 输入反应谱输入反应谱提供了反映谱输入三个主方向：U1、U2 和 Uz，和几个方向的函数选取，反映谱的比例系数，反应谱的比例系数为重力加速度值。 ◆ 偏心偏心值是在考虑扭转藕联作用时，即使用 CQC 组合方式时，偶然偏心的值，偏心率默认值为规范规定的 0.05，用户也可以修改偏心率。竖向地震作用 1.1 基本方法《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中5.1.1-4条规定，8、9度时的大跨度结构和长悬臂结构及9度时的高层建筑，应计算竖向地震作用。程序计算地震竖向作用的方法是根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）所提供的方法，具体如下： F Evk maxα= v G eq G eq 75.0= G E α = max v 65.0 α max (GB50011-2001,5.3.1-1) F vi = HG ∑ i i HG n j j 1 = (GB50011-2001,5.3.1-2) F Evk j 楼层各构件的竖向地震作用效应可按各构件承受的重力荷载代表值比例分配，并乘以增大系数1.5。描述单位可能值缺省值项目 EvkF 结构总竖向地震作用标准值 vα 结构竖向地震影响系数最大值 max maxα eqG EG 结构水平地震影响系数最大值结构等效总重力荷载代表值计算竖向地震作用时，结构总重力荷载代表值，应取各质点重力荷载代表值之和

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