Structural Design [结构设计]

《抗规》和《混规》 2024局部修订，改为推荐性标准！

实干、实践、积累、思考、创新。 近日，国家住房城乡建设部发布了《建筑抗震设计规范》和《建筑抗震设计规范》的局部修订公告，如下 《建筑抗震设计规范》局部修订： 原文链接：https://www.mohurd.gov.cn/gongkai/zhengce/zhengcefilelib/202405/20240523_778179.html 国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）局部修订的条文，自2024年8月1日起实施。标准名称修改为《建筑抗震设计标准》，标准编号修改为GB/T50011-2010。 《混凝土结构设计规范》局部修订: 原文链接：https://www.mohurd.gov.cn/gongkai/zhengce/zhengcefilelib/202405/20240523_778180.html 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）局部修订的条文，自2024年8月1日起实施。标准名称修改为《混凝土结构设计标准》，标准编号修改为GB/T50010-2010。 结构|超限|软件开发|编程|参数化|优化|算法|振动控制|减隔震|有限元|技术培训 追求卓越 脚踏实地 致力于探索和拓展行业设计前沿 https://www.jdcui.com 合作及技术咨询 COOPERATION & CONTACT E-mail：jidong_cui@163.com WeChat & Tel: 13450468449

Earthquake Engineering [地震工程] / Ground Motion Selection [选波] / My Software [自编程序]

[程序] GMS_DESIGN: Ground Motion Selection Program for Practicing Engineers [基于目标谱匹配法地震波选波工具]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) GMS_DESIGN是从最初的GMS选波系统（ [地震波][软件]GMS: Ground Motion Selection System [强震记录选取系统] ）精简后的一个更加简便的且符合工程师习惯的基于目标谱匹配法的天然地震波选波工具，主要功能包括： （1）软件自建波库选波，含Peer 3000多组3向地震波。 （2）支持多个指定的阻尼比（3% 5% 7%） （3）支持自定义需要匹配的目标反应谱 （4）软件选波满足抗震规范要求，可指定匹配的目标峰值加速度PGA。 （5）软件提供两种目标谱匹配方案：离散周期点匹配法及周期范围匹配法。 两种算法均可自定义多种具体参数，比如 离散周期的数量，特定周期点的误差百分比限值，特定周期点的误差权重等，以实现更加灵活更加通用的自定义选波功能。 实践结果表明，离散周期点匹配法侧重于控制具体周期点的反应谱误差，周期范围匹配法则侧重于控制指定周期范围内地震波反应谱与目标谱形状的吻合程度。 采用软件提供的算法，可以实现，各种形状反应谱地震波检索，也能非常简便实现常说的双频段选波、多频段选波等。 （5）软件提供了一些便捷的GUI操作，如：可多次初选地震波，把初选地震波添加到选中，然后对勾选的地震波进行平均谱计算及指定周期点谱误差计算等。 （6）软件可输出所选的三向地震波加速度时程、地震波的反应谱及目标谱、周期点的误差结果及地震波的地震事件信息、发震时间、NGA编号、震级、站台信息、场地剪切波速Vs30等。 软件可满足隔震结构、钢结构、IDA分析选波、双频段选波等科研与工程需求。 …

My Software [自编程序] / Programming [编程] / Structural Design [结构设计]

[程序][Web开发] GB_SPECT_Web: 国标反应谱计算工具 网络版 [Chinese Design Code Response Spectrum Curve Generator —— Online version]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标( Icon ) 程序介绍 ( Introduction) GB_SPECT_Web 是一个网页版的绘制反应谱的程序，是这两天练习Web开发编写的一个非常简单的程序。 程序的功能是生成抗规 GB 50011-2010 《建筑抗震设计规范》的设计反应谱曲线，并可保存为EXCEL数据表。 程序的地址是：http://www.jdcui.com/GBSPECT/ 使用者可以在 浏览器（Chrome、Edge、Firefox 等）中输入上述地址，即可直接使用，运行效果如下： Chrome浏览器的显示效果： Firefox 浏览器的显示效果： 这个程序是改编至原来的 windows桌面版程序 GB_SPECT，原先的GB_SPECT经历了两个版本的更新，下载地址如下： GB-SPECT V2014: [下载][软件][规范]GB-SPECT V2014: Chinese Code’s Design Response Spectrum[中国规范反应谱生成程序] GB-SPECT …

Dynamics [动力学] / Earthquake Engineering [地震工程] / Structural Analysis [结构分析] / Structural Engineering [结构工程]

[抗震理论] 振型分解反应谱法构件地震力的计算过程？

实干、实践、积累、思考、创新。 小伙伴在看《高规》4.3.10时，问：YJK软件，再算地震力时，是先得到楼层地震力，然后施加在质心上，做后期的构件分析吗。还是直接细分构件单元，在构件单元上得到地震力? 这个疑问可能很多初学者会有，记得最初自己看这个公式的时候也是这么个疑问，如果了解振型分解反应谱法，那么这个疑问就可以消除了。 这里面有以下几点个人理解： （1）如果仅考虑水平地震作用，且全楼都设置刚性隔板假定的话，那么YJK的处理应该是每个刚性隔板层包含两个平动自由度及1个转角自由度，也就是所谓的“侧刚模型”，即不考虑节点的竖向位移及转角位移，此时整体方程的自由度对应的力就是刚性隔板的两个水平力及扭矩，也就是常常说的楼层的地震力。 （2）如果仅考虑水平地震作用，不是全楼设置刚性隔板，还有部分弹性板，按道理软件应该整体形成刚度矩阵，那么整体方程的自由度上，有两类，一部分是节点的平动自由度，一部分是刚性隔板的自由度，刚性隔板主节点上的自由度依然包含两个平动自由度和一个扭转自由度。对应的，整个方程的自由度的地震力自然也是包含两类，一类是弹性节点上，即相应节点的地震力，另一类是刚性隔板主节点上的力，为两个水平力及扭矩。 另外，用侧刚模型，按道理还会涉及一个过程，就是静力凝聚！如果是侧刚模型，即只考虑单元节点的平动自由度，而实际计算单元如杆元通常是有三个平动自由度，三个转动自由度，因此，与整体刚度相比，多出了节点的竖向自由度及转角自由度，这个时候单元的刚度和整体刚度的自由度是对不上的，此时需要对单元刚度进行静力凝聚，把节点的竖向自由度及转角自由度消去。这样才能反应真实结构的弯剪特性。 （4）最后一个问题是关于振型分解反应谱法构件地震力的计算问题。从逻辑上来说，不需要得到楼层的地震力，施加到质心上，再来算构件的地震力。振型分解反应谱法，本质上是个静力法，振型分解反应谱法，首先形成刚度矩阵、质量矩阵后，进行模态分析，获得振型，进一步结合反应谱，可直接获得自由度上的位移，也能获得上面公式说的自由度的地震力，两者是对应的。也可以说，振型分解反应谱法，实际上是先得到节点位移，上面的地震力是顺便给出来，在得到了自由度上的位移后，不管用没用刚性隔板，都能从整体自由度的位移中获得构件节点的位移（用刚性隔板，位移对应的是刚性隔板的位移，通过刚性隔板的位移，可以反算构件的节点位移，如果是全楼弹性模型，地震位移对应的就直接是节点的位移了），有了构件节点的位移，结合构件的刚度，由{Fe}=[Ke]{Xe}即可直接得到构件的地震力，不需要通过地震力施加到质心再建一次刚度矩阵静力计算。其实本质上也是一致的，只是刚度矩阵这个因素已经在模态分析时候考虑进去了。 （5）这里也可以参考之前的博文《[Dynamics][动力学][抗震] 等效地震力与伪加速度反应谱(Equivalent Static Lateral Seismic Force and Pseudo-Acceleration Spectrum)》这里介绍了等效地震力的公式推导方法，而且是从位移的角度来推导的，不是直接用规范的公式。用位移的方式来推导，更能理解上面说的，在振型分解反应谱中，是先得到了自由度上的位移，既然是先得到自由度上的位移，那自然算构件的地震力就不需要集合到楼层力，再做静力分析计算了，直接用构件节点自由度上的位移即可算出该振型下构件的地震力，得到单个振型的地震力后，进一步进行振型组合即可获得最终的构件的地震力。 以上是个人的一些理解，如果有说错，请拍砖，欢迎给我指出。 相关博文 ( Related Topics) [01]. [Tool] SPECTR – A program for Response Spectra …

Earthquake Engineering [地震工程] / Earthquake isolation and reduction [隔震减震] / Structural Analysis [结构分析] / Structural Design [结构设计] / Structural Engineering [结构工程]

[抗震理论] 结构应变能计算公式 (Structural Strain Energy)

实干、实践、积累、思考、创新。 规范的结构应变能计算公式推导。 对于剪切层模型，结构的应变能等于各楼层外力与楼层位移乘积的总和的1/2，或等于各楼层楼层剪力与层间位移乘积的总和的1/2。 相关博文( Related Topics) [01] [工具][软件][规范] 广东省标准《高层建筑混凝土结构设计规范》反应谱计算工具 [02] [结构力学][结构设计] 两端固支梁弯矩为0点距端部的距离 [03] [抗震][结构设计][规范] 非抗震设计情况下混凝土柱的“轴压比”可达多大？ [04] [结构设计][动力学] YJK中CQC振型组合地震力的复核 [05] [结构设计][楼梯] 混凝土楼梯施工图笔记 [06] [结构][设计][规范] 关于结构倾覆力矩计算公式的另一种理解 [07] [结构设计][规范] 结构整体倾覆力矩及抗倾覆力矩的计算——以YJK为例 [08] [YJK][结构设计] YJK中的地下室侧土侧向约束土弹簧测试 …

Structural Analysis [结构分析] / Structural Design [结构设计] / Structural Engineering [结构工程]

[结构设计] 关于结构倾覆力矩计算公式的另一种理解

实干、实践、积累、思考、创新。 说到结构倾覆力矩，搞过设计的朋友可能最先会想到以下这个公式： $${M_{\rm{c}}} = \sum\limits_{i = 1}^n {\sum\limits_{j = 1}^m {{V_{ij}}{h_i}} } $$ 该公式来源于《抗规》6.1.3条的条文说明，原条文其中，\(M_{\rm{c}}\)为规定侧向力作用下结构底层的框架倾覆力矩，\(V_{ij}\)表示第i层第j根框架柱的计算地震力，\(h_i\)为结构第i层的层高，为框架i层的柱的根数，为结构的层数。若将该公式推广到通用的情况，不仅是计算底层的倾覆弯矩，而是用于计算特定楼层的倾覆弯矩，同时将层高放到第一层连加符号的外面，则可得到公式\({M_j} = \sum\limits_{i = j}^n {{V_i}{h_i}}\)，其中，\({V_i}\)表示结构第i层的楼层剪力，\({h_i}\)为结构第i层的层高，\({M_j}\)为结构第j层的倾覆弯矩，该公式指的是结构第j层的倾覆弯矩等于第j层及以上楼层的剪力与层高乘积的叠加。 最初看\({M_j} = \sum\limits_{i = j}^n {{V_i}{h_i}}\)这个公式时，是及其不直观的，因为说到倾覆力矩，可能大多数人最开始想到的都是侧向力乘以力臂的方式，因为我们最初学力学的时候就是这样，力乘以力臂就形成弯矩。接下来我们不妨重新来推导一次这个很多人都推导过的公式，看怎么从侧向力乘以力臂一步步推导到剪力乘以层高。 如下图所示，以一个三层高的结构为例，各层层高分别为h1，h2，h3，各楼层的侧向力分别为F1，F2，F3，各层的楼层剪力分别为V1，V2，V3。，相应结构各层的倾覆弯矩分别为M1，M2，M3。 图1 倾覆力矩模型 根据力与力臂乘积为力矩及外力与剪力之间的关系，我们可以得以下推导： (1）第3层的倾覆弯矩 …

Earthquake Engineering [地震工程] / Structural Analysis [结构分析] / Structural Design [结构设计] / Structural Engineering [结构工程]

[选波案例] 不同场地类别选波案例 (按铁路工程抗规)（GMS选波系统-选波应用案例24）

实干、实践、积累、思考、创新。 用GMS选波系统（ http://www.jdcui.com/?page_id=6118 ）做的一个按铁路工程抗震设计规范做的一个案例。 考虑不同场地图类别，目标反应谱如下： 各场地条件下2区反应谱相吻合的远场强震记录，结构周期范围按覆盖反应谱平台段范围，没类场地选15组。 采用GMS系统选波，如下： 所选的各类场地的地震波反应谱与目标谱的对比情况如下图所示： 场地类型1 场地类型2 场地类型3 场地类型4 此外剪切波速基本分布在200~600m/s间，满足场地类型要求。 相关案例 ( Related Examples) [01]. [工程][选波][地震波] 某超高层选波案例（GMS选波系统-选波应用案例1） [02]. [工程][选波][地震波] 某框筒高层建筑结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例2） [03]. [工程][选波][地震波] 某多层框剪建筑结构(短周期)选波案例(GMS选波系统-选波应用案例3) [04]. [工程][选波][地震波] 某钢筋混凝土框架-核心筒高层建筑结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例4） [05]. [工程][选波][地震波] 某大底盘-多塔-高位连体高层建筑结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例5） [06]. [工程][选波][地震波] 某8度区大底盘-多塔高层建筑结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例6） [07]. [工程][选波][地震波] 某7度区框架核心结构选波案例（GMS选波系统-选波应用案例7） …

PKPM & YJK / Structural Analysis [结构分析] / Structural Design [结构设计] / Structural Engineering [结构工程]

[软件笔记] YJK中的自定义反应谱不对？

实干、实践、积累、思考、创新。 小伙伴测试YJK软件，发现YJK自定义反应谱有问题。 抗规的反应谱如下图所示，T=0时的影响系数为 αmax的0.45倍。 测算YJK的自定义反应谱如下： 可以发现，YJK中自定义反应谱 T=0时候的影响系数为 αmax的0.45倍，而不是0.40倍。 不知道内部的非自定义反应谱是不是也存在这个问题。 /////////////—————————————————————————————— PS。 这是之前内部测试广东高规版YJK的问题。YJK 3.0发布版没这个问题了。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

Dynamics [动力学] / Earthquake Engineering [地震工程] / Structural Analysis [结构分析] / Structural Design [结构设计] / Structural Engineering [结构工程]

[抗震设计] 对抗规反应谱的速度段、位移段按理论规律调整，反应谱会变成什么样？

实干、实践、积累、思考、创新。 抗规反应谱如下图， 其中： 假定0~Tg为加速度控制段，Tg~5Tg为速度段，5Tg以上为位移控制段，则速度段衰减指数取为了0.9，即T-0.9衰减而不是按T-1衰减，可见γ的公式。 位移段则是在5Tg处按斜率η1直线衰减，而不是按理论的T-2衰减。 假定按对抗规反应谱的速度段、位移段按理论规律调整，反应谱会变成什么样？ 以7度0.1g，III类场地大震下的反应谱为例，调整前后的反应谱结果如下图所示。 由上图可见，考虑速度段及位移段分别按T的-1次方及-2次方修正后，加速度显著减小，尤其是5Tg后，加速度衰减很快，周期大于3s后，修正反应谱不到规范反应谱的一半。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

Reinforced Concrete Structure [钢筋混凝土结构] / Structural Analysis [结构分析] / Structural Design [结构设计] / Structural Engineering [结构工程]

[结构设计] 非抗震设计情况下混凝土柱的“轴压比”可达多大？

实干、实践、积累、思考、创新。 题目可能好像提的不是太专业，因为通常轴压比说的是抗震的情况下的概念，所以这里加上了双引号。不过，不要在意这些细节。起因是，小伙伴在群里讨论轴压比的相关问题：混凝土柱的轴压比是不是不能大于1.0，非抗震情况下是不是不能比1.0大太多？ 先引出轴压比的公式，对于普通混凝土柱，设计轴压比的定义为 N/(fc*A)。N为设计轴力（抗规为考虑地震组合下的轴力值），fc为混凝土轴心抗压强度，A为混凝土截面面积。 这里面有两个问题： （1）轴压比是否大于1.0？ （2）轴压比如果能大于1.0，能大多少？ 在混凝土结构设计中，构件的轴压比，是抗震设计时提出的概念。在地震作用下，构件存在往复变形，限制竖向RC构件的轴压比不过大主要是为了提高构件在往复荷载作用下的延性。因为，在相同构件配筋条件下，轴压比越大，构件越倾向于小偏心受压破坏（脆性），轴压比越小，越倾向于大偏心受压破坏（延性好）。在非抗震设计情况下，因为构件不存在地震情况下的往复荷载作用，因此对延性无直接控制要求，侧重强调构件的承载力，规范对“轴压比”无直接控制。 限制轴压比，主要是控制构件延性。从轴压比的公式也可以看出，轴压比等于1.0也不是构件破坏的临界条件，因为公式没有考虑钢筋的作用，1.0仅表示压力全为混凝土承担，素混凝土情况下，构件破坏。 因此，问题1的回答是： 轴压比是可以大于1.0的，即便是抗震设计情况下，也可以大于1.0。抗震规范规定，当对柱子采取了可靠的提高延性的加强措施后（如附加芯柱、对柱的箍筋采用螺旋箍加密布置等等），可以提高柱的轴压比限值，最大不大于1.05。 对于问题2，抗震设计时，规范要求不大于1.05，对于非抗震设计的柱子，虽然不直接控制柱的轴压比，但柱的要满足承载力要求，当柱达到极限受压承载力时，也有对应的“轴压比”，此时的“轴压比”可以有多大？ 对于常规柱，当柱不受弯仅受压时，即轴心受压时，柱能承受的轴压力最大，轴压比也最大（从PM曲线可知）。 为此，以轴心受压柱为例，通过求解轴心受压柱的承载力，即可反算出非抗震情况下，柱的轴压比。 假定柱子截面尺寸为 500*500，混凝土强度等级为C35，钢筋采用HRB400，层高为3300的底层柱，则依据《混凝土结构设计规范》6.2.15节，在假定柱配筋率的情况下，可反算柱的轴心抗压承载力N，由N可计算对应的“轴压比”。具体计算过程如下： 由以上分析可见：随着配筋率的增加，轴压比线性增加，对于混凝土等级C35，常规配筋率为2~5%的柱，最大轴压比为1.270-1.825之间，最大轴压比均大于1.0，最大为1.825。 采用同样的方式，我们可以获得C35~C60的柱子随着配筋率的变化最大轴压比的变化，如下图所示： 由上图可见，相同配筋率情况下，混凝土等级越大，最大轴压比越小。 将不同混凝土等级5%配筋率情况下柱的最大轴压比数据进行整理，并绘图，结果如下： 由此可见，非抗震情况下，C60柱最大轴压比为1.444，C35柱最大轴压比1.825。由于5%配筋率是一个较大的配筋率，因此，上述5%配筋率反算的柱的最大轴压比，可以认为是一个较大值。 相关博文( Related Topics) [01] [工具][软件][规范] 广东省标准《高层建筑混凝土结构设计规范》反应谱计算工具 [02] [结构力学][结构设计] 两端固支梁弯矩为0点距端部的距离 …

PKPM & YJK / Structural Analysis [结构分析] / Structural Design [结构设计] / Structural Engineering [结构工程]

[结构设计] YJK中的嵌固端所在层号参数

实干、实践、积累、思考、创新。 笔记笔记，原因遇到一个神奇错误，做个help。 来自YJK的hlep: 该参数用于确定设计时的嵌固层，如嵌固端梁柱的配筋构造、嵌固层刚度比限值等方面。 软件以输入的嵌固层层顶嵌固，如果地下室顶板作为上部结构嵌固端，则该参数数值=地下室层号；如果在基础顶面嵌固，则该参数数值=0。软件默认嵌固端所在层号=地下室层号，如果修改了地下室层号，应注意确认嵌固端所在层号是否需要修改。 输入嵌固端所在层号后，软件按规范的相关规定进行设计，如按《抗震规范》6.1.14.3.2条对梁、柱钢筋进行调整（其中，该条主要规定了地下室 楼板、梁、柱及剪力墙的配筋放大调整及地下一层与地上一层的刚度比）；按《高规》3.5.5.2条确定刚度比限值等。如果嵌固层以下设置了地下室，则按《抗规》6.1.3条，将嵌固端所在层号当做地下一层，并对嵌固端所在层号的抗震等级不降低；对于嵌固端层以下的各层的抗震等级和抗震构造措施的抗震等级分别自动设置：对于抗震等级自动设置为四级抗震等级，对于抗震构造措施的抗震等级逐层降低一级，但不低于四级。 另外需要注意的是，YJK默认的剪力墙底部加强区从嵌固层上层算起。 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

Structural Design [结构设计] / Structural Engineering [结构工程]

[结构设计] 关于地下室的抗震等级如何取？

实干、实践、积累、思考、创新。 《高规》JGJ3 – 2010  3.9.5： 抗震设计的高层建筑，当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下室一层相关范围的抗震等级应按上部结构采用，地下一层相关范围的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级；地下室中超出上不主楼相关范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。   广东《高规》DBJ 15-92-2013 3.9.5： 抗震设计的高层建筑，地下一层相关范围的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下的抗震等级可逐层降低一级，但是不应低于四级； 地下室中超出上部主楼范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。 其中广东高规不分嵌固层是否设置在地下室顶板，地下室二层以下抗震等级一律可逐层折减。规范条文的说明是，高层建筑设计地下室对结构抗震有利，部分或大部分的地震水平剪力由地下室外墙的土压力平衡，地下室中的结构竖向构件（柱，剪力墙）承担的水平剪力大为减小，这一事实与结构计算嵌固端设与地下室顶板或基础底板无关。因此，地下二层及以下的结构抗震等级可适当放松。“相关范围”一般指主楼周边外延1~2跨的地下室范围。 相关内容（Related Topics） [00] [YJK][结构设计] 关于各类“刚度比”软件电算结果的详尽复核总结 [01] [抗震设计][结构规范] 规定水平力、倾覆弯矩、振型组合等电算结果的复核总结 [02] [抗震设计][结构规范] 如何有效考虑结构在地震作用下的“扭转影响”？！ [03] [抗震][结构设计] 规范的各种刚度比”Ratx,Ratx1,Ratx2,RJX1,RJX3″及嵌固层 [04] [抗震][结构设计] 关于“扭转效应明显”与“两个水平方向振型参与系数” [05] [结构设计][规范] …

Structural Analysis [结构分析] / Structural Design [结构设计] / Structural Engineering [结构工程]

[结构设计] 关于“扭转耦联”、“偶然偏心”、“双向地震作用”的总结

实干、实践、积累、思考、创新。 来自小伙伴 邹超(Lucas) 的分享。 1、扭转耦联： 1.1、耦联的定义： 在抗震中，“耦联”就是作用在给定侧移的某一质点上的弹性回复力不仅取决于这一质点上的侧移，而且还取决于其他各质点的位移，因而存在着刚度耦联，这样会给微分方程组的求解带来不少困难。所以，应用振型分解和振型正交性原理来解耦，使方程组求解大大简化。 1.2、如何考虑扭转耦联： 《抗规5.2.2条文说明》当结构体系的振型密集、两个阵型的周期接近时，阵型之间的耦联明显。当相邻振型周期比为0.85时，尚可采用SRSS法（5.2.2-3）进行振型组合计算地震效应；当相邻周期比大于0.9时，只能用CQC法（5.2.3-5）进行振型组合计算地震效应。 1.3、何时考虑扭转耦联： 《抗规3.4.4第1条》扭转不规则时，应计入扭转影响。（其中扭转不规则定义位于《抗规表3.4.3第1条》位移比或层间位移比大于1.2） 《抗规3.4.3》扭转位移比的计算采用“规定水平力”作用下的计算结果，而非各振型算得的位移进行CQC组合的结果。“规定水平力”：振型组合（CQC组合）后的楼层地震剪力换算的水平作用力并考虑偶然偏心。水平力的换算原则：每一楼面处的水平作用力，取该楼面上、下两楼层地震剪力差的绝对值。 《高规3.4.5条文说明》、《抗规3.4.4条文说明》结构楼层位移和层间位移控制值验算时，仍采用CQC的效应组合。 《抗规5.2.3条文说明第3条》第一振型周期为Tϴ、Tϴ>0.75Tx1或0.75Ty1、0.75Tϴ>Tx2或Ty2，均应考虑地震扭转效应。《高规.3.4.5条》Tt/T1不大于0.85（超A级高度或复杂高层不大于0.85）。（这些指标设置的目的均为保证结构的扭转刚度不宜过小） 《抗规5.2.5条文说明》扭转效应明显与否一般可由考虑耦联的振型分解反映谱法分析结果判断，例如前三个振型中，二个水平方向的振型参与系数为同一个量级，既存在明显的扭转效应。 《高规4.3.12条文说明》扭转效应明显的结构，是指楼层最大水平位移（或层间位移）大于楼层平均水平位移（或层间位移）1.2倍的结构。 《抗规5.1.1第3条》与《高规4.3.2第2条》意为均应考虑扭转影响。   2、偶然偏心： 2.1、偶然偏心的定义： 《高规4.3.3条文说明》“本条规定主要是结构地震动力反应过程中可能由于地面扭转运动、结构实际的刚度和质量分布相对于计算假定值的偏差，以及在弹塑性反应过程中各抗侧力结构刚度退化程度不同等原因引起的扭转反应增大；特别是目前对地面运动扭转分量的强震实测记录很少，地震作用计算中还不能考虑输入地面运动扭转分量。采用附加偶然偏心作用计算是一种实用方法。” 2.2、偶然偏心的计算方法： 偶然偏心的考虑是直接在计算模型中使合力作用点与原结构的质心偏移5%。（在规范地震作用效应的公式中无法体现） 2.3、何时考虑偶然偏心： 《高规4.3.3》计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。 《高规4.3.3条文说明》采用底部剪力法计算地震作用时，也应考虑偶然偏心的不利影响。 《高规4.3.3条文说明》当计算双向地震作用时，可不考虑偶然偏心的影响，但应与单向地震作用考虑偶然偏心的计算结果进行比较，取不利的情况进行设计。——偶然偏心与双向地震作用的关系 《抗规5.2.3条文说明第3条》如果考虑扭转影响的地震作用效应小于考虑偶然偏心引起的地震效应时，应取后者以策安全。但现阶段，偶然偏心与扭转二者不需要同时参与计算（现在的电算都是采用CQC法进行地震力计算，在计算考虑偶偏的地震力时，采用的单向地震力已经考虑了扭转的影响）。——偶然偏心与扭转效应的关系   3、双向地震作用： …

Reinforced Concrete Structure [钢筋混凝土结构] / Structural Analysis [结构分析] / Structural Design [结构设计] / Structural Engineering [结构工程]

[结构设计] 与“嵌固”相关的规范条文总结

实干、实践、积累、思考、创新。 来自小伙伴 邹超(Lucas) 的分享。 1、侧向刚度相关： 1.1《抗规》6.1.14-2 条文原文：地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，结构地上一层的侧向刚度，不宜大于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍。 条文说明：“相关范围”一般可取地上结构（主楼、有裙房时含裙房）周边外延不大于20m。 1.2《高规》3.5.2-2 条文原文：对有剪力墙的结构，对结构底部嵌固层，本层与相邻上层的侧向刚度比值不宜小于1.5。 条文说明：底部嵌固楼层层间位移角结果较小，因此对底部嵌固楼层与上一层侧向刚度变化做了更严格的规定（一般为0.9或1.1）。 嵌固层是指上部结构嵌固平面、嵌固部位以上的楼层。即被嵌固部位约束住的楼层。 1.3《高规》5.3.7 条文原文：地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2。 条文说明： 1、“相关部位”一般指地上结构外扩不超过三跨的地下室范围。 2、侧向刚度的比值采用附录E.0.1中的“等效剪切刚度比”。（即YJK中的RJX1） 理解：对于地下室仅计入“相关范围”内的竖向构件侧向刚度的问题，YJK中可采用如下操作方法：在“配筋简图”界面用“围区统计”功能框选地下一层的“相关范围”，即可生成此范围内的侧向刚度。 1.4《地规》8.4.25 条文原文：采用筏形基础带地下室的高层和低层建筑、地下室四周外墙与土层紧密接触且土层为非松散填土、松散粉细砂土、软塑流塑黏性土，上部结构为框架、框剪或框架-核心筒结构，当地下一层结构顶板作为上部结构嵌固部位时，地下一层的结构侧向刚度大于或等于与其相连的上部结构底层楼层侧向刚度的1.5倍。地下室内、外墙与主体结构墙体之间的距离符合一定要求时，该范围内的地下室内、外墙可计入地下一层的结构侧向刚度。 条文说明：通常在设计中都假定上部结构嵌固在基础结构上，实际上这一假定只有在刚性地基的条件下才能实现。所谓嵌固实质上是指接近于固定的计算基面。对有抗震设防要求的高层建筑基础和地下结构设计中一个重要的原则是，要求基础和地下室结构应具有足够的刚度和承载力，保证上部结构进入非弹性阶段时，基础和地下室结构始终能承受上部结构传来的荷载并将荷载安全传递到地基上。因此，当地下一层结构顶板作为上部结构的嵌固部位时，为避免塑性铰转移到地下一层结构，保证上部结构在地震作用下能实现预期的耗能机制，故规定地下一层的层间侧向刚度大于等于其相连的上部结构楼层刚度的1.5倍。   2、抗震等级相关： 2.1《抗规》6.1.3-3，《混规》11.1.4-3 条文原文：当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级。地下室中无上部结构的部分，抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或者四级。 条文说明： 1、塔楼相关范围内裙楼的抗震等级：裙楼与主楼相连的相关范围，一般可从主楼周边外延3跨期不小于20m。 2、地下室的抗震等级：当地下室结构的刚度和受剪承载力比上部楼层相对较大时（参见本规范6.1.14条），地下室顶板可视作嵌固部位，在地震作用下的屈服部位将发生在地上楼层，同时将影响到地下一层。地面以下地震响应逐渐减小，规定地下一层的抗震等级不能降低；而地下一层以下不要求计算地震作用，规定其抗震构造措施的抗震等级可逐层降低。（根据图11中第三示意图所示，地下室仅塔楼投影范围的的抗震等级取与上部塔楼一致，并未向外扩大一定的“相关范围”，此处与《高规》3.9.5条文说明不一致。） 2.2《高规》3.9.5 条文原文：当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层相关范围的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级；地下室超出上部主楼相关范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。 …

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[结构设计] 结构整体倾覆力矩及抗倾覆力矩的计算——以YJK为例

实干、实践、积累、思考、创新。 来自小伙伴 邹超(Lucas) 的分享，关于“倾覆力矩”与“抗倾覆力矩”软件电算结果的详尽复核总结。 倾覆力矩计算 M0v=V0（2H/3+C）=G*e0 抗倾覆力矩计算 MR=GB/2 注意： （1）为何风与震的抗倾覆力矩不同？ 计算重力G时，对于地震作用下的抗倾覆力矩计算，活荷载取有地震作用组合的重力荷载代表值组合系数0.5（即D+0.5L）；对于风荷载作用下的抗倾覆力矩计算，活荷载取组合值系数0.7（即D+0.7L）。故两种作用下软件计算所得抗倾覆力矩有所不同。 （2）每一层质心位置不同，B如何取值？ 对于B/2的计算，YJK在计算时，考虑了上部结构质心相对基底偏心的影响，实际质心为各层质心加权平均所得。 算例 1（说明注意 1） Mrx风=(2409+0.7×960)x10x40/2=616200（风X向） Mry风=(2409+0.7×960)x10x16/2=246480（风Y向） Mrx震=(2409+0.5×960)x10x40/2=577800（震X向） Mry震=(2409+0.5×960)x10x16/2=231120（震Y向） 其中 算例2（说明注意2） 相关内容（Related Topics） [00] [YJK][结构设计] 关于各类“刚度比”软件电算结果的详尽复核总结 [01] [抗震设计][结构规范] 规定水平力、倾覆弯矩、振型组合等电算结果的复核总结 [02] [抗震设计][结构规范] …

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[结构设计] 关于各类“刚度比”软件电算结果的详尽复核总结

实干、实践、积累、思考、创新。 来自小伙伴 邹超(Lucas) 的分享，关于各类“刚度比”软件电算结果的详尽复核总结。 0.软件中关于刚度比的基本符号定义 Ratx，Raty : X，Y 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值(剪切刚度) Ratx1，Raty1 : X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者 Ratx2，Raty2 : X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度90%或者150%比值。150%指嵌固层 RJX1，RJY1，RJZ1: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(剪切刚度) RJX3，RJY3，RJZ3: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(地震剪力与地震层间位移的比) 1.楼层侧向刚度比（即为YJK中的“RJX3-地震剪力与地震层间位移的比”） γ1=(ViΔi+1)/(Vi+1Δi)=(Vi/Δi)/(Vi+1/Δi+1) 《抗规》表3.4.3-2中，判断侧向不规则采用此公式。 《高规》3.5.2第1条中，对框架结构，楼层侧向刚度比的计算采用此方法。 理解：定义Ki= Vi/Δi 《高规》附录E E.0.2中，转换层设置在2层以上时，对转换层与其相邻上层的侧向刚度比Ki/Ki+1≥0.6 2. …

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[结构设计] 规定水平力、倾覆弯矩、振型组合等电算结果的复核总结

实干、实践、积累、思考、创新。 来自小伙伴 邹超(Lucas) 的分享，感觉不错，分享给大家。 算例模型 复核结果 对部分电算结果进行手算复核并对比，总结如下： 1、无论求各层地震力、各层剪力、各层弯矩，均应先求出各振型下的地震力或结构内力，最后一步进行振型组合（SRSS或CQC）。 2、对各振型下的各层地震力采用SRSS组合（手算平方和开方）结果与CQC组合（YJK电算）结果进行对比，由于本结构刚度与质量均匀对称，结果非常接近。（桃红色线框） 3、对各层剪力的求解，以基底剪力求解为例，先分别求出各振型下基底以上各层地震作用下的剪力和（红色线框），再对各振型的基底剪力进行CQC组合（深蓝色线框、黄色线框）。因CQC组合为非线性组合，故组合后的各层剪力≠组合后的各层地震力求和的结果。（计算楼层以上Fx求和≠Vx） 4、规定水平力：CQC组合的楼层地震剪力换算的水平作用力。水平力的换算原则：每一楼面处的水平作用力，取该楼面上、下两楼层地震剪力差的绝对值。故规定水平力=Vi-Vi-1。（绿色线框） 5、《抗规6.1.3条》指出倾覆力矩占比采用规定水平力作用下的计算结果，在用CQC法计算求得规定水平力后，弯矩求解过程为静力计算的线性叠加。故此倾覆力矩≠各层结构弯矩。（浅蓝色线框） 相关内容（Related Topics） [00] [YJK][结构设计] 关于各类“刚度比”软件电算结果的详尽复核总结 [01] [抗震设计][结构规范] 规定水平力、倾覆弯矩、振型组合等电算结果的复核总结 [02] [抗震设计][结构规范] 如何有效考虑结构在地震作用下的“扭转影响”？！ [03] [抗震][结构设计] 规范的各种刚度比”Ratx,Ratx1,Ratx2,RJX1,RJX3″及嵌固层 [04] [抗震][结构设计] 关于“扭转效应明显”与“两个水平方向振型参与系数” [05] [结构设计][规范] 结构整体倾覆力矩及抗倾覆力矩的计算——以YJK为例 …

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[抗震设计] 如何有效考虑结构在地震作用下的“扭转影响”？！

实干、实践、积累、思考、创新。 如何有效考虑结构地震作用下的“扭转影响”？ 该问题源自一位同行提出的疑问：《高规》4.3.2条第2款和《抗规》5.1.1条第3款均指出，对于质量和刚度明显不对称的结构，应计入双向地震作用下的扭转影响；其他情况则可仅考虑单向地震作用下的扭转效应。那么，所谓“计入扭转影响”或“考虑扭转影响”具体指什么？我们在日常电算设计中是否已经考虑了扭转？常规的单向地震作用计算是否已包含扭转效应？ 这一问题引申出更深入的思考：在实际工程设计中，应如何有效考虑地震作用下的结构“扭转影响”？ 【规范条文】 先引用相关规范条文。《高规》4.3.2条明确规定：“质量与刚度分布明显不对称的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，应计算单向水平地震作用下的扭转影响。” 以下尝试对该问题进行回答。就目前广泛采用的振型分解反应谱法而言，结构“扭转效应”能否被有效考虑，主要涉及以下四个方面： （1）模态分析 当前主流的空间有限元分析软件在单元刚度中已包含扭转刚度。若采用集中质量模型，模态分析中会包含扭转分量；若采用非集中质量模型，则自然可以考虑结构的空间效应，包括扭转效应。但如果仅采用每层一个质量点的简化模型（即仅一个动力自由度），则无法合理反映扭转影响，后续计算也将失去意义。 （2）振型参与系数（地震作用标准值计算层面） 在使用集中质量模型（每层包含两个平移质量和一扭转惯量）且考虑扭转效应时，地震作用标准值计算中所采用的振型参与系数应包含扭转角分量。具体可参见规范中的相关公式。 （3）振型组合 目前振型组合普遍采用CQC法，SRSS方法已较少使用。CQC法能够考虑振型间的耦合效应，尤其适用于平动与扭转振型相互影响的情况。它不仅考虑扭转振型对平动振型的贡献，也计及平动振型对扭转振型的影响。需要注意的是，CQC法并非必须与扭转耦联的模态分析绑定使用，但其优势在扭转明显的结构中尤为突出。 （4）双向地震作用 一般认为，扭转效应在双向地震作用下更容易被激发。因此规范要求对质量和刚度明显不对称的结构考虑双向地震作用。在振型分解反应谱法中，双向地震作用的体现主要是通过方向组合实现的。需要注意的是，是否考虑扭转与是否采用双向地震并无必然联系。 综上所述，若要在振型分解反应谱法中有效考虑扭转效应，应满足以下条件：模态分析需能够反映扭转（例如每层至少设置两个平移自由度和一扭转自由度，或采用非集中质量模型）；振型参与系数应包含扭转分量；振型组合推荐采用CQC法。在此基础之上，可根据规范要求决定是否考虑双向地震作用。 若模态分析未能考虑扭转，即便振型组合采用CQC或要求双向地震作用，扭转效应仍无法被充分捕捉。反之，若模态分析已合理反映扭转，但振型参与系数未考虑扭转或振型组合仍使用SRSS方法，扭转效应同样难以准确体现。这也解释了为何在《高规》中，扭转耦联振型分解反应谱法（4.3.10条）常与CQC组合及双向地震共同提出，而不考虑扭转耦联的反应谱法（4.3.9条）则仅建议SRSS组合，且未强调双向地震作用。 补充说明：可以狭义地认为，按《高规》4.3.10条进行计算即视为考虑了扭转影响，而按4.3.9条计算则未考虑扭转影响。以上讨论基于振型分解反应谱法。若从计算真实性角度出发，动力时程分析仍是反映结构扭转特性的最准确方法。 相关内容（Related Topics） [00] [YJK][结构设计] 关于各类“刚度比”软件电算结果的详尽复核总结 [01] [抗震设计][结构规范] 规定水平力、倾覆弯矩、振型组合等电算结果的复核总结 [02] [抗震设计][结构规范] 如何有效考虑结构在地震作用下的“扭转影响”？！ [03] [抗震][结构设计] 规范的各种刚度比”Ratx,Ratx1,Ratx2,RJX1,RJX3″及嵌固层 …

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[结构设计] 规范的各种刚度比”Ratx,Ratx1,Ratx2,RJX1,RJX3″及嵌固层

实干、实践、积累、思考、创新。 今天小伙伴拿着软件的几个参数问我“刚度比”的有关问题，那我就顺带也在博客里总结一下吧（如果有说的不对的地方，请给我指出来）。 由于国内设计，大家习惯了国内设计软件的一些表达符号，首先抄一下YJK软件的符号定义咯，如下（PKPM应该也一样。） 基本符号 Ratx，Raty : X，Y 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值(剪切刚度) Ratx1，Raty1 : X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者 Ratx2，Raty2 : X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度90%或者150%比值。150%指嵌固层 RJX1，RJY1，RJZ1: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(剪切刚度) RJX3，RJY3，RJZ3: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(地震剪力与地震层间位移的比) 规范规定 以《高规》为例， 其中，Ratx1，Raty1对应的是 《高规》 3.5.2.1条 对 框架结构 的侧向刚度要求。 Ratx2，Raty2 对应的是 《高规》 3.5.2.2条 …

Dynamics [动力学] / Earthquake Engineering [地震工程] / Reinforced Concrete Structure [钢筋混凝土结构] / Structural Design [结构设计] / Structural Engineering [结构工程]

[结构设计] 关于“扭转效应明显”与“两个水平方向振型参与系数”

实干、实践、积累、思考、创新。 源于小伙伴问：《抗规》5.2.5楼层最小地震剪力系数表时候给出了个结构“扭转效应明显”时的取值，如何判断扭转效应明显抗规是通过振型参与系数来判断，这个如何理解？ 这里摘抄一下抗规附录5.2.5的说明：“扭转效应明显与否一般可由考虑耦联的振型分解反应谱法分析结果判断，例如前三个振型中，二个水平方向的振型参与系数为同一个量级，即存在明显的扭转效应。对于扭转效应明显或基本周期小于3.5s的结构，剪力系数取0.2αmax，保证足够的抗震安全度。对于存在竖向不规则的结构，突变部位为薄弱层，尚应按本规范3.4.4条的规定，再乘以不小于1.15的系数”。 初一看这句 “例如前三个振型中，二个水平方向的振型参与系数为同一个量级，即存在明显的扭转效应。”似乎很合理，但仔细一想适合也不合理，如下说明。 两个水平方向振型系数相当，就是扭转明显，这个说法，可以大致从《抗规》公式 5.2.3-2 或 5.2.3~3来看，以公式 5.2.3-2为例，即假定结构受X向地震作用，此时振型参与质量系数主要与Xji（振型X方向的位移分量）有关，假想一个平面为正方形的无扭转的结构，第一振型为X向平动，第二振型为Y向平动，那么计算出来，第一整形的阵型参与系数就会很大，而第二振型的振型参与系数就是0（因为结构无扭转，第二振型沿X向没有分量）。可以看见，对于这个例子，的确可以说明，如果结构不存在扭转，则平动系数的确会相差很大。这是这个提法合理的地方。 但是这个提法也有不合理地方，依然以上面的例子为例，实际建模分析的时候，把这个结构扭转个45度，放进去模型里面算，那么第一周期与第二周期的振型参与系数应该相等，也就是两个水平方向的振型参与系数为同一个量级，按规范判断，结构应该是存在明显的扭转效应，但是实际上还是原来的无扭转的结构。所以，抗规这个说法实际上是不对的，因为振型参与系数与结构的方位有关。 实际上，抗规提法，应该是沿结构主轴方向投影后的一个说法，比如后面转45度的例子，结构主轴应该是沿45度及135度，按这个方向来看振型参与系数就合理了。但这也很难操作，对于复杂结构，结构主轴可能本身就很难判断。 PS. 以上纯属讨论，《高规》是直接用位移比是否超过1.2来判断是结构否扭转效应明显。实际工程，一般是看位移比或者说周期比，如果第一周期或者第二周期不是扭转，一般也不会判定为扭转效应明显结构。 相关内容（Related Topics） [00] [YJK][结构设计] 关于各类“刚度比”软件电算结果的详尽复核总结 [01] [抗震设计][结构规范] 规定水平力、倾覆弯矩、振型组合等电算结果的复核总结 [02] [抗震设计][结构规范] 如何有效考虑结构在地震作用下的“扭转影响”？！ [03] [抗震][结构设计] 规范的各种刚度比”Ratx,Ratx1,Ratx2,RJX1,RJX3″及嵌固层 [04] [抗震][结构设计] 关于“扭转效应明显”与“两个水平方向振型参与系数” [05] …