使用反应谱法实时计算设计基础剪力、固有周期和层间位移角。通过改变层数、地盘类别和地震动条件,可交互式地检查抗震性能。
抗震设计的基础是求出建筑需要抵抗的等效水平力,即基础剪力 $V$。这个简化模型基于建筑重量和设计用反应谱计算。
$$ V = C_s W $$其中 $V$ 是设计基础剪力,$W$ 是建筑地震重量,$C_s$ 是地震应答系数。$C_s$ 取决于建筑周期 $T$、地震危险性、使用目的的重要度等因素。
建筑的固有周期 $T$ 表示建筑摇晃的快慢程度。对于力矩抵抗框架,常采用以下近似式:
$$ T_a = C_t h_n^x $$钢结构中 $C_t = 0.028, x=0.8$;钢筋混凝土结构中 $C_t = 0.016, x=0.9$ 是一个例子。$h_n$ 是建筑高度。本模拟器为初期检查而采用简化式 $T \approx 0.1N$。
高层建筑设计: 柱、梁、接合部的截面检讨需确认设计地震时的基础剪力和层间变形角。高层建筑还需考虑电梯井和幕墙的影响。
医院、学校耐震补强: 既有建筑按现行基准评估基础剪力和变形,根据需要添加斜撑或耐震墙以增加刚性和耐力。
重要基础设施: 桥梁、电厂、控制室等允许变形限制更严,除简化式外还需详细FEM分析或时间历程应答分析。
共同住宅·一般建筑: 地盘类别选择影响很大。软弱地盘中同一建筑会产生更大地震力和变形,影响基础设计。
首先要注意,实时计算不是正式的结构计算书。NovaSolver用于参数检讨,不能替代实际工程设计。实际建筑因平面形状、墙配置、刚性分布等而异。
其次,地震系数 $C_s$ 小不等于一定安全。应答低减系数 $R$ 变大时地震力看似变小,但允许的变形变大。耐力和变形性能的平衡很重要。
最后,地盘类别的选定很关键。实务中根据N值等地盘调查结果分类。这个工具的目的是让你体验改变地盘条件如何影响计算结果。
钢筋混凝土6层事务所(层高3.5m、总高21m)、地盘II类情况:固有周期T=0.85秒,应用建筑基准法的Zc=0.8、Rt=1.0、Ai=1.0,设计基础剪力Cb≒0.32。对总重量10000kN,获得1层楼层剪力=3200kN、2层=2720kN的倒三角形分布。变形性能确认需满足层间位移角1/200以下。