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《《建筑抗震设计规范》地震荷载转换方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、UBC规范与《建筑抗震设计规范》地震荷载转换方法三个水准的设防目标,以50年超越概率63%的地震烈度为众值烈度,作为第一水准烈度;以50年超越概率l0%的烈度,即地震基本设防烈度为第二水准;以50年超越概率2%,3%的烈度,即罕遇地震烈度为第三水准.由此看来,两部规范的地震设防概率水准是一致的.但两部规范在地震动参数的取值和地震荷载的组合方面存在着一些差异.(1)《抗震规范》取第一水准的地震动参数来计算结构处于弹性工作阶段的地震作用,再通过相应的抗震措施达到第二水准要求;而UBC97直接采用设防水准的地震动参数进行结构在地震作用下的弹性动力分析,因此,UBC97的地震动参数的
2、取值比《抗震规范》高.(2)关于地震荷载的组合,1飓C97根据美国规范常用的两种设计方法LRFD(LoadandResistanceFactorDesign,相当于承载能力极限状态设计)和ASD分别给出了不同的地震荷载分项系数.但采用LRFD设计方法时地震荷载分项系数取1.0,而《抗震规范》在承载能力极限状态的荷载组合中,地震荷载的分项系数为1.3.针对这些差别,下面从具体计算公式和参数方面比较它们关于地震计算的异同.1.1地震作用计算(1)当采用底部剪力法计算结构的水平地震作用时,根据《抗震规范》5.2.1条结构的水平地震作用标准值按下式计算::a1G田(1)f-/Fi=(
3、1一)(2)着G孙新:国家一级注册结构工程师,高级工程师.1987年毕业于大连工学院工民建专业.现从事结构设计工作.联系电话:(0432)3958492.孙新等UBC规范与《建筑抗震设计规范》地震荷载转换方法67?=(3)将式(3)代人式(2)得:=?L(Fa一)(4),:式中,FEk为结构总的水平地震作用标准值;al为水平地震影响系数;G即为结构等效总重力荷载;Fi为第i层水平地震作用标准值;Gi,Gj分别为第i层,第j层重力作用代表值;Hi,H.分别为第i层,第j层的计算高度;?F为顶部附加水平地震作用;为顶部附加地震作用系数.(2)I旧C97关于地震水平剪力的计算方法,
4、根据UBC97第1630.2及1630.5条,采用静力方法计算剪力的公式如下:=W(5)F:!二2f6,锄式中,V为结构总的水平地震剪力;为与地震区和场地类别有关的地震系数;I为建筑物重要性系数;R为与结构的抗侧力体系有关的结构延性系数;T为结构的基本自振周期;W为结构总的地震恒荷载(由结构的全部恒载和部分活载组成);Fx为第X层的水平地震力;Ft为顶层附加水平地震力;w,wi分别为w分布在第X层,第i层的值;hx,hi分别为第X层,第i层的计算高度.比较上述公式我们会发现公式(4)和(6)的含义基本相同,也就是说两部规范关于水平地震力的分配方法是一致的.至于结构总的水平地震
5、剪力计算公式(1)和(5)形式上也十分类似,G印与w相对应,两者的含义基本一致.a1对应于表达式I/RT,通常情况下建筑物的重要性系数I=1.0,则表达式I/RT仅与地震区类别,场地土类别和结构自振周期以及R有关.同样,《抗震规范》中的a1也是由地震烈度,场地土类别,结构自振周期这几个因素确定的.由此可见,地震影响系数a1与表达式G/RT存在着一定的联系.如果设:1=C/RT(7)则将式(5)可以改写为:=a1W(8)当采用动力分析方法计算地震荷载时,UBC97给出了设计反应谱.它是一个周期一加速度反应谱,见图1.根据UBC97第1631.5.4条结构计算地震力时可以考虑折减
6、除以系数R.这样与式(8)相对应我们可以将UBC97的周期一加速度反应谱曲线转换成周期一地震影响系数q1的反应谱曲线.'b0V剖E翻/,}Ts=Cv/2.5CTo=0.2Tl/Cv/,\,,,T0Ts周期(S)图1UBC97设计反应谱曲线1.2地震作用(荷载)的组合前面提到I旧C97的地震荷载采用I,RFD方法时分项系数为1.0,也就是说这个地震荷载相当于荷载设计值.而《抗震规范》求得的是地震荷载标准值.因此需要将UBC97的地震荷载设计值转化为对应标准值.在UBC97中按不同的设计方法规定两种地震荷载组合:LRFD强度设计法(承载能力极限状态)的地震组合为:1.2D+0
7、.5L+1.0E或0.9D+1.0E(9)ASD(AllowableStressDesign)允许应力法的地震组合为:0.9D+E/I.4(10)式(9)和(1O)中E代表地震荷载;D,L分别代表恒载和活载.式(10)的这种组合相当于我们的标准组合,这个组合中的地震荷载项与式(9)是1.4倍关系.因此,在这里我们可以取地震荷载标准值的分项系数为1.4.将除以1.4,这样就得到UBC97地震荷载标准值对应的地震影响系数.1.3地震影响系数曲线根据上述比较方法,可以按地震加速度,场地类别,结构的阻尼比等参数
