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自动地震荷载与刚性楼板
创建者:张志国,编辑者:张志国,最近更新:2015/10/29 14:08:01

问题描述:

        请问,对于SAP2000中的自动地震荷载,用户是否必须先定义隔板约束(即刚性楼板假定)呢?弹性楼板能否施加自动的地震荷载(即采用底部剪力法)呢?

解答:

        SAP2000中的自动地震荷载对刚性楼板并无硬性规定,即:即使不定义隔板约束,用户也可以施加自动地震荷载。因此,弹性楼板是完全可以采用底部剪力法进行抗震分析的。事实上,《建筑抗震设计规范 GB50011-2010》第5.2.1条给出的底部剪力法计算公式基于简化的串联质点系模型(也称“糖葫芦串”模型或层剪切模型),如下所示:

        

        采用以上简化模型既可以考虑结构主要的质量和刚度分布,也可以大大减少计算量,方便工程师的手算;但对于弹性楼板的抗震分析却很难实现。不过,基于高速计算机的结构分析程序却可以轻松处理弹性楼板的计算,同时无需考虑计算量的限制。以SAP2000为例,程序在贯彻抗震规范的基本原理和基本方法的同时,突破“各楼层可仅取一个自由度”的限制,灵活地对模型中每个集中质量点分别施加地震力。而各个节点的地震力同样是基于节点的集中质量与计算高度的乘积对总的地震力进行加权平均,具体如下:

                

        其中,n 并非楼层的层数,而是模型中总的集中质量点的数目。

        虽然自动地震荷载对刚性楼板并无要求,但通过隔板约束模拟的刚性楼板却可以在地震荷载中考虑偶然偏心。而缺少隔板约束的模型是无法考虑偶然偏心的,如果试图指定偶然偏心的覆盖项,程序还会弹出以下警告信息:

        上述警告信息表明:偶然偏心只能对隔板约束进行指定,而且该隔板约束的参考坐标系必须全局坐标系Global,参考坐标轴为Z轴。由于当前模型中并无符合以上条件的隔板约束,故无法定义偶然偏心。

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