地震力的计算方法

⑴ 地震力的计算过程

（一）地震力与地震层间位移比的理解与应用

⑴规范要求：《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条均规定：其楼层侧向刚度不宜小于上部相邻楼层侧向刚度的70％或其上相邻三层侧向刚度平均值的80％。

⑵计算公式：Ki=Vi/Δui

⑶应用范围：

①可用于执行《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条规定的工程刚度比计算。

②可用于判断地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端。

（二）剪切刚度的理解与应用

⑴规范要求：

①《高规》第E.0.1条规定：底部大空间为一层时，可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化，γ宜接近1，非抗震设计时γ不应大于3，抗震设计时γ不应大于2.计算公式见《高规》151页。

②《抗震规范》第6.1.14条规定：当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下室结构的侧向刚度与上部结构的侧向刚度之比不宜小于2.其侧向刚度的计算方法按照条文说明可以采用剪切刚度。计算公式见《抗震规范》253页。

⑵SATWE软件所提供的计算方法为《抗震规范》提供的方法。

⑶应用范围：可用于执行《高规》第E.0.1条和《抗震规范》第6.1.14条规定的工程的刚度比的计算。

（三）剪弯刚度的理解与应用

⑴规范要求：

①《高规》第E.0.2条规定：底部大空间大于一层时，其转换层上部与下部结构等效侧向刚度比γe可采用图E所示的计算模型按公式（E.0.2）计算。γe宜接近1，非抗震设计时γe不应大于2，抗震设计时γe不应大于1.3.计算公式见《高规》151页。

②《高规》第E.0.2条还规定：当转换层设置在3层及3层以上时，其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60％。

⑵SATWE软件所采用的计算方法：高位侧移刚度的简化计算

⑶应用范围：可用于执行《高规》第E.0.2条规定的工程的刚度比的计算。

（四）《上海规程》对刚度比的规定

《上海规程》中关于刚度比的适用范围与国家规范的主要不同之处在于：

⑴《上海规程》第6.1.19条规定：地下室作为上部结构的嵌固端时，地下室的楼层侧向刚度不宜小于上部楼层刚度的1.5倍。

⑵《上海规程》已将三种刚度比统一为采用剪切刚度比计算。

（五）工程算例：

⑴工程概况：某工程为框支剪力墙结构，共27层（包括二层地下室），第六层为框支转换层。结构三维轴测图、第六层及第七层平面图如图1所示（图略）。该工程的地震设防烈度为8度，设计基本加速度为0.3g.

⑵1～13层X向刚度比的计算结果：

由于列表困难，下面每行数字的意义如下：以“／”分开三种刚度的计算方法，第一段为地震剪力与地震层间位移比的算法，第二段为剪切刚度，第三段为剪弯刚度。具体数据依次为：层号，RJX，Ratx1，薄弱层／RJX，Ratx1，薄弱层／RJX，Ratx1，薄弱层。

其中RJX是结构总体坐标系中塔的侧移刚度（应乘以10的7次方）；Ratx1为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刚度80％的比值中的较小者。具体数据如下：

1，7.8225，2.3367，否／13.204，1.6408，否／11.694，1.9251，否

2，4.7283，3.9602，否／11.444，1.5127，否／8.6776，1.6336，否

3，1.7251，1.6527，否／9.0995，1.2496，否／6.0967，1.2598，否

4，1.3407，1.2595，否／9.6348，1.0726，否／6.9007，1.1557，否

5，1.2304，1.2556，否／9.6348，0.9018，是／6.9221，0.9716，是

6，1.3433，1.3534，否／8.0373，0.6439，是／4.3251，0.4951，是

7，1.4179，2.2177，否／16.014，1.3146，否／11.145，1.3066，否

8，0.9138，1.9275，否／16.014，1.3542，否／11.247.1.3559，否

9，0.6770，1.7992，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否

10，0.5375，1.7193，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否

11，0.4466，1.6676，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否

12，0.3812，1.6107，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否13，0.3310，1.5464，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否

注1：SATWE软件在进行“地震剪力与地震层间位移比”的计算时“地下室信息”中的“回填土对地下室约束相对刚度比”里的值填“0”；

注2：在SATWE软件中没有单独定义薄弱层层数及相应的层号；

注3：本算例主要用于说明三种刚度比在SATWE软件中的实现过程，对结构方案的合理性不做讨论。

⑶计算结果分析

①按不同方法计算刚度比，其薄弱层的判断结果不同。

②设计人员在SATWE软件的“调整信息”中应指定转换层第六层薄弱层层号。指定薄弱层层号并不影响程序对其它薄弱层的自动判断。

③当转换层设置在3层及3层以上时，《高规》还规定其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60％。这一项SATWE软件并没有直接输出结果，需要设计人员根据程序输出的每层刚度单独计算。例如本工程计算结果如下：

1.3433×107／（1.4179×107）＝94.74％>60％

满足规范要求。

④地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端的判断：

a）采用地震剪力与地震层间位移比

＝4.7283×107／（1.7251×107）＝2.74＞2

地下室顶板能够作为上部结构的嵌固端

b）采用剪切刚度比

＝11.444×107／（9.0995×107）＝1.25＜2

地下室顶板不能够作为上部结构的嵌固端

⑤SATWE软件计算剪弯刚度时，H1的取值范围包括地下室的高度，H2则取等于小于H1的高度。这对于希望H1的值取自0.00以上的设计人员来说，或者将地下室去掉，重新计算剪弯刚度，或者根据程序输出的剪弯刚度，人工计算刚度比。以本工程为例，H1从0.00算起，采用刚度串模型，计算结果如下：

转换层所在层号为6层（含地下室），转换层下部起止层号为3～6，H1=21.9m，转换层上部起止层号为7～13，H2=21.0m.

K1=[1/（1/6.0967+1/6.9007+1/6.9221+1/4.3251）]×107=1.4607×107

K2=[1/（1/11.145+1/11.247+1/10.369）×107=1.5132×107

Δ1=1/K1 ； Δ2=1/K2

则剪弯刚度比γe=（Δ1×H2）/（Δ2×H1）=0.9933

（六）关于三种刚度比性质的探讨

⑴地震剪力与地震层间位移比：是一种与外力有关的计算方法。规范中规定的Δui不仅包括了地震力产生的位移，还包括了用于该楼层的倾覆力矩Mi产生的位移和由于下一层的楼层转动而引起的本层刚体转动位移。

⑵剪切刚度：其计算方法主要是剪切面积与相应层高的比，其大小跟结构竖向构件的剪切面积和层高密切相关。但剪切刚度没有考虑带支撑的结构体系和剪力墙洞口高度变化时所产生的影响。

⑶剪弯刚度：实际上就是单位力作用下的层间位移角，其刚度比也就是层间位移角之比。它能同时考虑剪切变形和弯曲变形的影响，但没有考虑上下层对本层的约束。

三种刚度的性质完全不同，它们之间并没有什么必然的联系，也正因为如此，规范赋予了它们不同的适用范围。

⑵ 计算水平地震作用有哪些方法 适用于什么样的建筑物

水平地震作用计算方法分为反应谱底部剪力法和反应谱振型分解法。
反应谱底部剪力法只考虑结构的基本振型，适用于高度不超过40m，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。
振型分解反应谱法适用于较高的建筑，高振型影响比较大，一般高层建筑都用振型分解反应谱法考虑多个振型的组合；因结构计算模型分为水平结构和空间结构，振型组合主要有平面结构振型分解反应谱法。

⑶ 如何进行结构地震作用计算有哪些方法,写出各个方法的计算步骤，谢谢

答：（
1
）
地震时，
多
层砌体结构的破坏主要是由于水平地震作用
引
起，由于多
层砌体结构的高度不超过
40m，
质量和刚度沿高度分布比较均匀
，
水平振动以剪切变形为主，
因此在进行结构抗震计算时可以采用底部剪力法计算。
在计算时，
多
层砌体房屋可视为嵌固于基础顶面竖立的悬臂梁，
将各层质量集中于各层楼盖处。
计算地震作用
时，
建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自
重标准值和各可变荷载组合值之和。
结构总水平地震作用
标准值为水平地震影响系数和结构等效重力荷载的乘积。
对于多
层砌体结构结构等效重力荷载的乘积为总重力荷载代表值的
85%。
然后将结构总水平地震作用
标准值在各个质点上按照该质点的重力荷载代表值和其计算高度的乘积的比例进行分配。
（
2）
水平地震剪力在墙体中的分配：
对于横向水平地震剪力来说，
如为刚性楼盖，
按抗侧力构件等效刚度的比例进行分配；
对于柔性楼盖，按抗侧力构件两侧相邻的抗侧力构件之间一半面积上上的重力荷载代表值的比例分配，
对于半刚性楼盖，
取上述两种分配结果的平均值进行分配。

⑷ 建筑抗震关于底部剪力法计算地震力

首先要明确，底部剪力法是相对于阵型分解反应谱法的一种简化，其将多质点体系视为等效单质点体系。对于以剪切型为主的结构，可以只取第一阵型。但在最后计算时要注意水平地震作用的附加。

⑸ 计算地震作用的底部剪力法适用于什么情况

顶部附加地震作用是针对建筑顶部有局部构筑物而采取的计算处理方法，构筑物不能形成一个结构层但有明显质量与高度，在地震时要产生地震效应，所以在结构分析中采用附加地震作用来做整体结构计算。

在结构设计中，为了增强结构抗御地震灾害的能力，早在19世纪就有许多学者研究地震作用的理论。以规范形式肯定下来的先后有静力理论和反应谱理论，此外，在一些重要工程中，往往直接通过地震反应时程分析来改进结构的抗震设计。

(5)地震力的计算方法扩展阅读：

强震地面运动：

强地震引起的地面运动，一般可用强震仪以加速度时程曲线（两个水平向、一个竖向）的形式记录,其中对结构产生作用的最重要特征是加速度最大值（也称加速度峰值）、频率成分和持续时间。从图1 a、b可知，两个记录分别具有不同的频率成分(波形A、波形B)。

其各自的主要频率也称卓越频率，土愈软则卓越周期愈长,并随震中距而异。持续时间从几秒至几十秒，随震级、震中距以及地表软土覆盖层厚度而变化。

⑹ 地震作用计算方法应如何选用

先看场地的类别，近震和远震，再看本地的地震烈度，最后根据房屋的结构类型确定选用的计算方法，如底部剪力法等

⑺ 计算地震作用的方法有哪几种

结构自重的标准值和可变荷载组合值之和。可变荷载组合值，取可变荷载标准值*组合值系数。
地震作用通常采用振型分解反应谱法计算，首先采用有限元法计算结构的各阶振型、自振周期，然后计算各阶振型的地震影响系数、参与系数，然后计算j振型i质点的地震作用标准值，根据Fji
=
aj
*
rj
*
Xji
*
Gi计算。
最后，采用均方根法对各Fi进行叠加，求得总的Fj。

⑻ 地震力到底是怎么算出来的

地震荷载：（di zhen he zai）earthquake load（seismic force）
又称地震力。结构物由于地震而受到的惯性力，土压力和水压力的总称。由于水平振动对建筑物的影响最大，因而一般只考虑水平振动。

地震力计算公式：地震力=自重×地震系数。
从建筑物自重来说，与钢混结构相比，全钢结构具有自重轻，特点钢结构的自重一般约为钢混结构的三分之二或二分之一。按照上述计算法则，自重轻的钢结构建筑将大大减小地震力起到缓解地震力，从而保护整个建筑的稳固。

⑼ 地震作用的计算方法有哪些

地震的作用与震源的深浅有关和震级有关，震源越浅，破坏力就越大；震级越高，破坏力也越大，震级每增加一级，破坏力就增加30倍，增加两级就是900倍了。

在结构设计中，为了增强结构抗御地震灾害的能力，早在19世纪就有许多学者研究地震作用的理论。以规范形式肯定下来的先后有静力理论和反应谱理论，此外，在一些重要工程中，往往直接通过地震反应时程分析来改进结构的抗震设计。

(9)地震力的计算方法扩展阅读：

由于地球在无休止地自转和公转，其内部物质也在不停地进行分异，所以，围绕在地球表面的地壳，或者说岩石圈也在不断地生成、演变和运动，这便促成了全球性地壳构造运动。

关于地壳构造和海陆变迁，科学家们经历了漫长的观察、描述和分析，先后形成了不同的假说、构想和学说。

板块构造学说又称新全球构造学说，则是形成较晚（上世纪60年代），已为广大地学工作者所接受的一个关于地壳构造运动的学说。

⑽ pkpm计算地震作用采用的是哪种方法

抗震5.1 时程分析 阵型分解反应谱