[學士]四層框架結(jié)構(gòu)中學實驗樓畢業(yè)設計（含建筑圖 結(jié)構(gòu)圖 計算書）,學士,[學士]四層框架結(jié)構(gòu)中學實驗樓畢業(yè)設計（含建筑圖,結(jié)構(gòu)圖,計算書）,框架結(jié)構(gòu),中學,實驗,畢業(yè)設計,建筑,計算 畢業(yè)設計（論文）任務書 1 土木工程系 系 土木工程 專業(yè) 05土本3 班 姓名：羅海叢 畢業(yè)設計（論文）時間： 2009 年 3 月 16 日 至 2009 年 6 月 19 日 畢業(yè)設計（論文）題目：唐山市第八中學實驗樓建筑結(jié)構(gòu)設計 畢業(yè)設計（論文）任務 1.本畢業(yè)設計（論文）課題應達到的目的 畢業(yè)實習及設計是土木工程專業(yè)學生最后的實踐性教學環(huán)節(jié)，是對所學知識的一個綜合運用和對學生的全面考核，通過畢業(yè)設計檢驗、鞏固、深化和擴展所學知識，培養(yǎng)和鍛煉學生綜合運用所學專業(yè)知識解決工程實際問題的能力、工程素質(zhì)與爭強創(chuàng)新能力。 通過建筑結(jié)構(gòu)設計訓練，使學生熟悉建筑空間環(huán)境組合設計和構(gòu)造設計的基本原理和方法，具備一般建筑工程建筑、結(jié)構(gòu)設計的基本技能；能夠根據(jù)實際情況，合理地選擇結(jié)構(gòu)、構(gòu)造方案；能熟練地進行結(jié)構(gòu)設計計算；較好地掌握計算機技術在建筑、結(jié)構(gòu)設計計算中的應用，學會利用各種設計資料（包括外文資料）。為從事并勝任本專業(yè)工作打下堅實的基礎。 2.本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內(nèi)容和要求 （1）擬建建筑物概況 1）建設位置：唐山市路北區(qū)北新道八中院內(nèi)（具體地段見地形圖）。 2）建筑規(guī)模：5000±5%米2。 3）建筑層數(shù)： 4層。 4）結(jié)構(gòu)形式：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。 5）抗震設防烈度：8度。 6）耐久等級：Ⅱ級 耐火等級：二級。 7）使用房間： 用房名稱 每間使用面積 間數(shù) 面積小計 班數(shù) 人數(shù) 備注 一、教學及教學輔助用房 1.專用教室 實驗室(理、化、生) 90 5 儀器準備室 30 5 音樂教室 60 1 樂器室 30 1 美術教室 90 1 美術教具室 30 1 書法教室 90 1 地理教室 90 1 語言教室 90 3 語言資料室 30 3 計算機教室 90 4 計算機輔助用房 30 4 勞動教室 90 1 勞動教具室 30 1 2.公共教學用房 電教器材室 30 1 科技活動室 30 2 心理咨詢室 30 1 體育器材室 60 2 二、辦公用房 教學辦公室 500 行政辦公室 15 8 會議接待室 90 德育 展覽室 50 衛(wèi)生保健室 15 3 總務倉庫 15 維修管理室 15 傳達值班室 15 1 三、生活服務用房 開水房 30 配電室 15 衛(wèi)生間 400 設計要求符合《JBJ99-86中小學建筑設計規(guī)范》，房間設置符合高等院校機構(gòu)設置。 （2）地質(zhì)水文資料 由河北地質(zhì)五隊地質(zhì)勘察公司提供勘察技術報告，場地地質(zhì)情況如表一所示。場地標準凍結(jié)深度為-0.8M；場地土類型為中硬場地土；建筑場地類別為Ⅱ類。 建筑地層一覽表 表1 序 號 巖 土 分 類 土層描述 土層深 度(m 厚度范 圍(m) 地基土承載力(KPa) 樁端阻 力(KPa) 樁周摩擦 力(KPa) 1 雜填土 由碎石、磚塊、粘土等組成，松散 0.6 0.6 2 粉質(zhì) 粘土 黃褐色，濕，可塑 2.5 1.6 180 15 3 中、 粗砂 黃褐色，石英 長石質(zhì)，梢濕， 中密 4.6 2.6 190 25 4 圓礫 黃褐色，石英~ 長石質(zhì)，混粒結(jié) 構(gòu)，濕，中密 13 480 3900 60 注：1、地下穩(wěn)定水位距地坪-8m；2、表中給定的土層深度從自然地坪算起。 （3）地形圖見附圖 （4）氣象資料 1）雪載：基本雪壓Ｓ０＝0.35Ｋｐａ 2）風載：基本風壓Ｗ０＝0.40Ｋｐａ 3）冰凍深度： 80ｃｍ 其余詳見《建筑設計資料集》相關內(nèi)容 （5）材料 基礎：鋼筋砼。梁、柱、墻：現(xiàn)澆鋼筋混凝土。隔墻：空心粘土磚、輕質(zhì)板材、蒸壓灰沙磚、加氣混凝土砌塊。樓板：現(xiàn)澆鋼筋砼。其他建筑材料滿足使用要求（不受限制，但應盡量使用地方材料） 3.對本畢業(yè)設計（論文）課題成果的要求 （1）設計任務及要求 1）開題報告： 設計開始熟悉設計任務書、查閱相關資料撰寫開題報告。要求有不少于1000字的文獻綜述，確定設計思路、提出設計方案及設計工作計劃。經(jīng)指導教師及系畢業(yè)設計（ 論文）工作領導小組審查批準后進入建筑結(jié)構(gòu)設計及造價計算過程。 2）建筑設計方面： ①據(jù)設計任務書規(guī)定的使用要求、相關設計規(guī)范、所學理論知識、場地條件做出建筑設計方案草圖，包括平面圖、正立面圖、剖面圖、場區(qū)平面布置圖（草圖比例任選，單、雙線圖均可，只注出使用房間名稱、總尺寸、軸線尺寸、層高、總高、總圖相對位置即可，門窗洞口可示意畫出。）方案應從功能、抗震、防火、結(jié)構(gòu)、美觀、經(jīng)濟、節(jié)能、環(huán)境等方面綜合考慮。 ②指導教師審查通過后進行建筑初步設計，完成建筑初步設計圖一套，包括平面圖、正立面圖、剖面圖、場區(qū)平面布置圖（除總圖比例為1：500外其余圖紙比例均為1：100，注出使用房間名稱、總尺寸、軸線尺寸、層高、總高、立面裝修做法、總圖相對位置，畫出門窗洞口。） ③在初步設計基礎上成建筑施工圖一套，包括各層平面圖（1：100）、主要立面圖2-3個（1：100）、剖面圖1~2個（1：100）、屋頂排水平面圖（1：200、300）、樓梯詳圖（1：50）、外墻詳圖（1：20）、其它詳圖（比例待定）、場區(qū)平面布置圖（1：500）、門窗表、工程作法表、建筑設計總說明、圖紙目錄。具體應表示內(nèi)容見國家標準-建筑施工圖設計深度樣本要求。 3）結(jié)構(gòu)設計方面： 結(jié)構(gòu)設計任務包括設計計算和繪制結(jié)構(gòu)施工圖兩大部分內(nèi)容。 ①結(jié)構(gòu)設計計算： A 結(jié)構(gòu)選型、荷載統(tǒng)計 B 橫向、縱向結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析及側(cè)移驗算 C 內(nèi)力組合 D 剪力墻、框架梁柱強度（配筋）計算 E 柱下基礎計算 F 現(xiàn)澆樓蓋及樓梯、雨蓬計算 ②繪圖部分： A 平法表示剪力墻、框架梁柱配筋圖（1：20），傳統(tǒng)方法（剖面圖）一榀框架配筋圖（1：50、詳圖1：20） B 基礎施工圖（平面布置1：200，剖面大樣1：50） C 樓蓋及屋蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖（1：200） D 現(xiàn)澆樓板及樓梯配筋圖（1：20） E 雨蓬配筋圖( 1：20) 具體應表示內(nèi)容見國家標準-結(jié)構(gòu)工圖設計深度樣本要求。 4）外文翻譯： 選擇與本次設計相關英文原版專業(yè)資料進行翻譯，字數(shù)不少于3000字。要求所選資料無中文譯本，翻譯通順、正確、專業(yè)。 （2）要求提交的畢業(yè)設計成果： 1）開題報告1份，要求按學院統(tǒng)一要求格式、內(nèi)容，文獻綜述不少于1000字，其他內(nèi)容要緊扣設計題目，方案及計劃切實可行。 2）建筑設計施工圖一套，包括各層平面圖（1：100）、主要立面圖2-3個（1：100）、剖面圖1~2個（1：100）、屋頂排水平面圖（1：200、300）、樓梯詳圖（1：50）、外墻詳圖（1：20）、其它詳圖（比例待定）、場區(qū)平面布置圖（1：500）、門窗表、工程作法表、建筑設計總說明、圖紙目錄。具體應表示內(nèi)容見國家標準-筑施工圖設計深度樣本要求。設計圖中要求至少有1張手繪圖，其余可用計算機出圖。 3）結(jié)構(gòu)計算書一份，要求按統(tǒng)一格式，包括設計任務書、設計計劃、指導及評閱教師用表、答辯用表、成績評定用表；中英文摘要、前言、計算書及必要簡圖、結(jié)論、參考文獻、謝辭。大約60-70頁。 4）結(jié)構(gòu)設計施工圖一套，包括平法表示剪力墻、框架梁柱配筋圖（1：20）、傳統(tǒng)方法（剖面圖）一榀框架配筋圖（1：50、詳圖1：20）、 基礎施工圖（平面布置1：200，剖面大樣1：50）、 樓蓋及屋蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖（1：200）、 現(xiàn)澆樓板及樓梯配筋圖（1：20）、 雨蓬配筋圖( 1：20)。設計圖中要求至少有1張手繪圖，其余可用計算機出圖，具體應表示內(nèi)容見國家標準-結(jié)構(gòu)工圖設計深度樣本要求。 5）翻譯與本次設計相關英文原版專業(yè)資料一部，字數(shù)不少于3000字。要求所選資料無中文譯本，翻譯通順、正確、專業(yè)?？梢源蛴。嗫墒謱?。 畢業(yè)設計（論文）進度計劃安排 階段 應完成的主要工作 計劃起止時間 1 建筑方案設計 審定 編寫設計說明，繪制建筑施工圖 第四周 2 繪制建筑施工圖 第五周 3 結(jié)構(gòu)方案設計 編寫結(jié)構(gòu)方案說明 第六周 4 結(jié)構(gòu)設計計算 第七周 5 結(jié)構(gòu)設計計算 第八周 6 結(jié)構(gòu)設計計算 第九周 7 結(jié)構(gòu)設計計算 第十周 8 施工圖紙繪制 第十一周 9 施工圖紙繪制 第十二周 10 施工圖紙繪制 第十三周 11 施工圖紙繪制 第十四周 12 外文資料翻譯 第十五周 13 整理資料 第十六周 14 畢業(yè)答辯 第十七周 主要參考文獻 [1] GB/T50103—2001總圖制圖標準[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002 [2] GB/T50104—2001建筑制圖標準[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002 [3] GB/T50105—2001建筑結(jié)構(gòu)制圖標準[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002 [4]《建筑設計資料集》編委會. 建筑設計資料集[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1994 [5] JGJ67—89 辦公建筑設計規(guī)范[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1996 [6] GB50016-2006建筑設計防火規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006 [7] GB50352-2005民用建筑設計通則[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006 [8] GB50010—2002混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002 [9] GB50068-2001建筑結(jié)構(gòu)可靠度統(tǒng)一標準[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001 [10] GB50007—2002建筑地基基礎設計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002 [11] GB50009—2001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S]（2006年版）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006 [12] GB50011—2001建筑抗震設計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001 [13] 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historical records and geological data and are also adjusted in order to provide consistent design criteria within local jurisdictions．The zone factor is used，in conjunction with the soil profile type，to determine the appropriate ground response coefficients Ca and Cv。given in UBC Tables 16-Q and 16一R．These are then used tO provide the response spectrum envelope illustrated in UBC Figure 1 6-3． 2.1.2 Ground response coefficients The ground response coefficients C。and C。are defined in UBC Section 1629．4．3 and are parameters which reflect the potential amplification of the ground vibration caused by different soil types．These coefficients are a function of the zone factor Z，the soil profiles SA tO SF and，where applicable，the near—source factors Na and N。．The fundamental period of a structure determines which of the two coefficients Ca or Cv governs the seismic design of the structure．The acceleration—based coefficient Ca controls for shorter periods up to approximately one second and the velocity—based coefficient C。controls for longer periods．Values of C。and C、are given in Table 2—1 for soil profiles type A to type E．A site—specific geotechnical investigation is necessary to determine the value of the coefficients for soil profile type F． 2.1.3soil profile types The ground vibration caused by an earthquake tends to be greater on soft soil than on hard soil or rock．As the vibration propagates through the material underlying the structure，it may be either amplified or attenuated depending on the fundamental period of the material．To account for this potential amplification，six different soil types are identified in the Code ranging from hard rock to soft soil．The classification may be made by determining on site the average shear Wave velocity in the top 100 feet of material．Alternatively，for soil profile types C，D，or E，the classification may be made by measuring the standard penetration resistance or undrained shear strength of the material．For rock and hard rock，the shear wave velocity may be estimated by comparison with measurements taken on rock of similar composition．Soil profile type SB is described as rock and is that material in which the ground response coefficients C。and CV are identical to the effective peak acceleration value Z．Soil profile type SB Occurs mainly in the western states．Soil profile type SA is described as hard rock and has the effect of reducing the ground response coefficients by 20 percent．Soil profile type SA occurs mainly in the eastern states．Soil profile type SE is described as soft soil and has the effect of increasing the velocity—based ground response coefficient Cv by up to 230 percent．For soil profile type SF，which is described as sensitive clay or peat vulnerable to potential failure，a site specific hazard evaluation is required to determine the ground response coefficients.When soil parameters are unknown，in accordance with UBC Section 1629．3，soil profile type SD may be assumed unless it is determined that soil profile types SE or SF may be present at the site．Table 2-2 lists the soil profile types． 2.1.4 Seismic source classification The maximum moment magnitude potential of a fault and its slip rate are used to classify seismic source types. Five different source types are identified in the Code ranging from the most active type A source to the least active type C source. Type C sources are relatively" inactive faults, not capable of producing large magnitude earthquakes, and occur mostly outside California. Table 2-3 lists the different types of faults. 2.1.5 Near source factor In regions subjected to large magnitude earthquakes, such as those which occur in seismic zone4, locations close to the fault rupture may experience a ground acceleration up to twice that at a distance of 10 kilometers from the source. To account for this, the Code introduces two near-source amplification factors. These are Na the acceleration-based factor for short period structures and Nv the velocity-based factor for periods exceeding one second. These factors are applicable to seismic source type A and seismic source type B, and have a value of unity for type C faults regardless of distance. 2.1.6 Fundamental period Each structure has a unique natural or fundamental period of vibration which is the time required for one cycle of free vibration. The factors determining the fundamental period include the stiffness and height of the structure, and the fundamental period may vary from 0.1 seconds for a single-story building to several seconds for a multi-story building. As a first approximation, the fundamental period may be assumed equal to the number of stories divided by l0. 2.1.1 1 Seismic response coefficient The seismic response coefficient Cs given in the NEHRP Recommended Provisions30,31,32 is used to represent the design elastic acceleration response of a structure to the input ground motion．The corresponding expression may be derived from UBC Formula(30—4)as Cs =Cv I／RT where I =importance factor，for a specific occupancy category，from UBC Table 16-K Cv =velocity—based ground response coefficient，for a specific seismic zone and soil profile，from UBC Table 16-R R =response modification factor，for a specific structural system，from UBC Table 16-N T =fundamental period of vibration，from UBC Formula(30—8)or(30—1 0) The form of this expression indicates that the response coefficient increases as the importance factor increases and the response modification factor and natural period reduce． The value of the response modification factor is determined from consideration of a structure’s overstrength capacity beyond the point at which the elastic response of the structure is exceeded． The value of the response modification factor always exceeds unity，which indicates that all structures are designed for forces less than would be produced in a completely elastic structure．This reduced force level is made possible by the energy absorption and dissipation capacity of the structure at displacements in excess of initial yield．Lightly damped structures constructed of brittle materials are unable to tolerate appreciable deformation in excess of initial yield and are assigned low values of R．Highly damped structures constructed of ductile materials are assigned larger values of R．The effect of the importance factor is to increase the seismic response coefficient by 25 percent for essential facilities and hazardous facilities．This raises the seismic level at which elastic response is exceeded and the operational capacity of the structure is impaired．For fundamental periods in excess of approximately one second，the acceleration response of a structure attenuates proportionally to its period and this is reflected in the form of the expression for the seismic response coefficient． The maximum value of the seismic response coefficient may be derived from UBC Formula(30—5) as Cs ≤2．5C。I／R where Ca =acceleration-based ground response coefficient，for a specific seismic zone and soil profile，from UBC Table 16-Q This expression controls for shorter periods up to approximately one second． For longer periods，the expression provides conservative values．To prevent too low a value of the seismic response coefficient being adopted for long period structures，the minimum permitted value is given by UBC Formula(30-6)as Cs≥0.1 lCaI In seismic zone 4，at locations less than 15 kilometers from a potential source，the minimum value is further modified by UBC Formula(30—7)to Cs ≥0．8ZNvI／R where Z =seismic zone factor from UBC Table 16-I and Nv =velocity—based near source factor from UBC Table 16-T Example 2-2(Determination of seismic response coefficient一 A three story，steel，moment—resisting frame with the properties shown in Figure 2—2,a height of 36 feet，and with a damping ratio of five percent is located on a site in zone 3 with an undetermined soil profile．Calculate the value of the seismic force coefficient Cs． Solution From Table 2-l，using soil profile type SD for the undetermined soil profile，the ground response coefficients are obtained as Ca =0.36 Cv =0.54 The minimum permitted value of the seismic response coefficient is given by UBC Formula (30-6) as Cs =0.1 1CaI =0.11×1.0 X 0.36 =0.040 The value of the response modification factor，for a moment—resisting frame，is obtained from Table 2—6 as R =8.5 The natural period，using method A．was derived in Example 2—1 as TA =0.51 seconds The seismic response coefficient is given by Cs =Cv I／RT =1.00×0.54／(8.5× 0.511) =0.125 The maximum value of the seismic response coefficient is given by Cs =2.5C。I／R =2.5×1.0×0.36／8.5 =0.106…governs The natural period，using method B and after imposing the limitation of UBC Section 1630．2.2，was derived in Example 2—1 as TA =0.71 seconds The corresponding seismic response coefficient is given by Cs =Cv I／RT =1.00 x 0.54／(8.5×0.71) =0.090…governs 2．1．12 Seismic dead load The seismic dead load W as specified in UBC Section I 630．1．1, is the total dead load of the structure and that part of the service load which may be expected to be attached to the building． This consists of ● Twenty—five percent of the floor live load for storage and warehouse occupancies． ● A minimum allowance of ten pounds per square foot for moveable partitions． ● Snow loads exceeding thirty pounds per square foot．which may be reduced by seventy——five percent depending on the roof configuration and anticipated ice buildup． ● The total weight of permanent equipment and fittings． Roof and floor live loads，except as noted above，are not included in the value of W as they are considered negligible by comparison with the dead loads．In designing floor members for gravity loads，the loading intensity specified in UBC Section 1606．2 for moveable partitions is twenty pounds per square foot．This value allows for local concentrations of the partitions，while the overall average value of ten pounds per square foot is adopted for seismic loads．For permanent walls which are constructed of heavier materials，the actual weight of the walls shall be used．Freshly fallen snow，not exceeding thirty pounds per square foot，has little effect on the seismic load as it tends to be shaken off the roof in the initial phase of an earthquake．However ice and compacted snow，exceeding thirty pounds per square foot，may be expected to adhere to the roof and contribute fully to the seismic load． 建筑靜態(tài)水平力分析 2.1水平力決定因素 2.1.1地震帶因素 在UBC表16-1種給出的，地震帶Z因素是估計規(guī)范的可應用場地，它取決于有效的地面加速度峰值即重力加速度g。z值的取值范圍為0.075-0.40，據(jù)此美國在UBC 16-2中劃分為六個不同的地震區(qū)。地震區(qū)與以475年為周期的地面運動值相符合，并在50年內(nèi)有10%的可能超過它。這些值是是在歷史記載、地質(zhì)資料的基礎上確定的，并且為了在地方容許的范圍內(nèi)提供設計標準的做了調(diào)整。區(qū)域因素與土層特性共同決定了場地影響系數(shù)Ca、Cv，見UBC表16-Q和16-R。這些后來用做反映譜包絡，見UBC16-3圖解。 2.1.2場地影響系數(shù) 場地影響系數(shù)Ca、Cv是在UBC1629.4.3部分中定義，而且反映了由不同的土壤類型引起的地面震動參數(shù)潛在的擴大。這些系數(shù)是Z因素、土層Sa-Sf和近源因素Na、Nv的函數(shù)。建筑的基本周期決定結(jié)構(gòu)Ca或Cv系數(shù)，系數(shù)Ca控制大約到一秒的短周期，系數(shù)Cv則控制較長周期。A類型土層到E類型土層的Ca和Cv的值見表2-1。對于一個場地特殊的土質(zhì)調(diào)查研究是必須的，這可以決定對于土層的F系數(shù)。 2.1.3土層類型 由地震引起的地面震動在軟土上要比在硬土或巖石上強。隨著震動的傳播通過底層結(jié)構(gòu)的材料，它也許會增強 也許會削弱，這由材料的基本周期決定。為了說明這種潛在的影響，規(guī)定中從硬土到軟土定義了六種不同的土壤類型。這種分類等級可能是由場地在最深100英尺的土層中的剪切波的速度決定的。另外，對于土壤剖面類型C，D或E的分類也許是根據(jù)材料標準的抗?jié)B力或不排水固結(jié)強度。對于巖石或堅硬的土壤，剪切波速也可通過與從相似成分的巖石測量值來估計,SB類型土壤剖面被描述為石頭，SB類型是場地影響系數(shù)Ca和Cv都能有效地達到Z加速度峰值的材料。SB類型土壤大部分在西部。SA類型土壤剖面是堅硬巖石，能夠有效地降低場地影響系數(shù)的20%。SA類型土壤大部分在西部。SE類型土壤別稱為軟土，能夠有效地增加波速，基于場地影響系數(shù)Cv 提升230%，SF類型土壤被描述成一種敏感的粘土或者易變形的泥土，對這種場地一個特殊的危害評價來確定場地的影響系數(shù)。當土壤的參數(shù)未知道時，與UBC 1629.3一致，SD類型土壤可以估定除非SE類型土壤或SF類型土壤出現(xiàn)在場地中。 2.1.4地震源等級 最大限度瞬間潛在的震源和它的滑動率被用來劃分地震源類型。規(guī)范從最活躍的A類型到最不活躍的C類型定義為五個不同的震源類型。C類型與不活躍的震源有關，不能夠產(chǎn)生巨大的地震，大多數(shù)經(jīng)常發(fā)生在加利福尼亞的外圍。表2-3 列出不同類型的地震。 2.1.5近源因素 在經(jīng)常發(fā)生大型地震的區(qū)域，比如在4地震帶靠近斷層破裂的地方，在距離震源10千米外擴展速度能提高到兩倍。為了說明這些，規(guī)范介紹了兩種近源擴大因素。這些是Na加速度基礎因素短周期的結(jié)構(gòu)和Nv速度因素超過一秒的結(jié)構(gòu)。這些因素應用于震源為A類型和B類型，和一個聯(lián)合值應用于C類型的與距離無關。Na和Nv的值在表2.4中給出。 2.1.6自振周期 每一種建筑結(jié)構(gòu)都有它固有的振動周期或自振周期，即一次自由振動所需要的時間。決定結(jié)構(gòu)自振周期的因素有結(jié)構(gòu)的剛度和高度。自振周期的值大約在0.1s（對單質(zhì)點體系）與幾秒（對多質(zhì)點體系）之間，也可近似的取為建筑層數(shù)的0.1倍。 2.1.11地震反應系數(shù) 在NEHRP推薦的版本中給出的地震反應系數(shù)用來表明彈性設計對結(jié)構(gòu)在地震運動中的加速反應.符合上述表述的公式UBC30-4,如下: 其中: I:重要因素,與場地類型有關見表UBC 16-K； Cv:地震反應速率系數(shù),與地震帶和地基土有關見表16-R； R:地震反應限制因素,與結(jié)構(gòu)體系本身有關.見表UBC16-N； T:自震基本周期,見UBC公式(30-8)或(30-10)。 以上公式表明地震反應系數(shù)隨著I(重要因素)的增加,R(地震反應限制因素)和T(自震基本周期)的降低而增加。 地震反應限制因素的價值是由考慮結(jié)構(gòu)通過超出彈性反應的那部分承載能力所決定的。 地震反應限制因素的值總是超出結(jié)構(gòu)整體,這表明所有的結(jié)構(gòu)都將按低于僅按彈性設計的承載力進行設計。設計承載力的減少很可能是由于建筑結(jié)構(gòu)地震時發(fā)生超出最初位置的位移產(chǎn)生吸收和消散地震能而造成的。構(gòu)成輕質(zhì)阻尼結(jié)構(gòu)的脆性材料不能承受超出最初位移的適當變形,因此被設定為降低了R(地震反應限制因素)的值。構(gòu)成高層阻尼結(jié)構(gòu)的延性性材料被設定為增大了R(地震反應限制因素)的值。重要因素所產(chǎn)生的影響可將重要設施和有危險的設施的地震反應系數(shù)提高25%。隨著地震反應的彈性設計水平提高,建筑結(jié)構(gòu)的工作能力被削弱了。 對于那些基本周期超出一秒的場地,從周期來看對稱結(jié)構(gòu)會加速地震反應,這可從地震反應系數(shù)的表達式可反應出。 地震反應系數(shù)的最大值可由 得出,如下: Cs≤2.5CaI/R Ca=場地加速度反應系數(shù),與地震區(qū)劃和地基土有關。見UBC表16-Q. 以上表達式僅適用于周期低于1s的建筑而言,對于更長的周期,表達式給出了保守值。 為使長周期結(jié)構(gòu)的地震反應系數(shù)不至于太低, 公式UBC(30-6)給出了Cs的最小值。 如下: Cs≥0.11 CaI 在地震區(qū)劃4中,距離震源少于15Km的位置, 地震反應系數(shù)的最小值被進一步修改,見公式UBC(30-7)T: Cs≥0.82NVI/R Z:地震反應因素。見UBC表16-I NV:震源附近的波速。見UBC表16-T。 例2-2:(確定地震反應系數(shù)) 又一個例子:一鋼框架建筑抵抗瞬間地震反應見表2-2,高36尺,阻尼比為5%,場地為第三區(qū)劃,地基土為不確定的簡單土質(zhì)。計算地震反應系數(shù)的值Cs。 答案: 由表2-1得:用SD型土代替題目中并不確定的土壤類型,則場地反應系數(shù)可得: Ca=0.36, Cv=0.54 由公式UBC(30-6)給出的地震反應系數(shù)允許最小值: Cs=0.11 CaI =0.11×1.0×0.36 =0.040 對于一個受瞬間地震作用的框架而言, 地震反應限制因素的值可由表2-1得: R=0.85。 自震周期,用方法A可由例2-1得到如下:TA=0.51秒。 地震反應系數(shù)可按下式得到: Cs=2.5CaI/R=2.5×1.0×3.6/0.85 =0.106 滿足要求 自震周期,自遭受UBC1630.22部分限制后可由方法B由例2-1得出如下: TA=0.71秒.。 與題意相符的地震反應系數(shù)可由下式得出: Cs= Cv I/RT =1.00×0.54/(8.5×0.71) =0.090 滿足要求 2.1.12地震恒載 在UBC1630.1.1版本中給出的地震恒載W是指整個建筑結(jié)構(gòu)恒載以及需要安裝在建筑物上的設備荷載之和。 其組成如下： ● 25%的倉庫營業(yè)期間的樓面活載。 ● 可動設備每平方英尺十磅重最小限額。 ● 每平方英尺超出30英鎊的雪荷載，或許能通過考慮樓層構(gòu)造和預想的冰載減少75%。 ● 永久設備的總重。 除了以上所提到的，樓面和屋面活載沒被包含在W（重量）的值中，因為相比恒載而言它們可以忽略不計?？紤]重力荷載而設計的樓層構(gòu)件，荷載極限值按UBC1606.2版可動設備確定的值為20磅每平方英尺。這個值考慮到隔墻的集中荷載，然而每平方英尺10磅的總平均值是地震荷載所允許的。對于構(gòu)成較重材料的承重墻，墻體的實際重量將被用到。對于剛下落的松散的雪載，當荷載值不超過30磅每平方英尺，將對地震荷載幾乎沒影響，因為在地震的最終階段雪將被抖落掉。然而冰和壓實的雪，當其荷載值超過30磅每英尺時，將被考慮到附著在樓面上以及產(chǎn)生附加的地震作用。 10