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G.17.4.1.3.2 変位係数法

変位係数法の目的は、設計地震時に構造物が受ける可能性のある最大変位である目標変位を見つけることです。これは、耐力スペクトル法の性能点に相当します。これは、耐力曲線の双一次表現と一連の修正係数または係数を使用して、構造上の変位要求を推定するための数値プロセスを提供し、目標変位を計算します。

建物の個々の構成要素および要素の非線形荷重変形特性を直接組み込んだ構造は、目標変位を超えるまで、地震の慣性力を表す単調に増加する横荷重を受けるものとします。損傷状態は、構造内のすべての要素の変形で構成されます。望ましいパフォーマンス目標の承認基準と比較すると、個々の要素の欠陥が特定されます。予想される最大変位でのパフォーマンスチェックは、横方向の力の抵抗がピーク抵抗の望ましい割合(通常は20%)を超えて劣化していないこと、および横方向のドリフトが標準コードに従って制限を満たしていることを確認するために行われます。

目標変位δt

目標変位は、FEMA 356 : 2000のセクション3.3.3.3.2で説明されているプロシージャに従って計算されます。

これは、次の式で与えられます。

δt = C0C1C2C3Sa[Te2/(4π2)]g

意味
C0
=
スペクトル変位を建物の屋根変位に関連付けるための修正係数(FEMA 356の表3-2で決定)。
C1
=
予想される最大非弾性変位を線形弾性応答に対して計算された変位に関連付けるための修正係数

= 1.5(T e < 0.1秒の場合)

= 1.0(T e ≥ T sの場合)

= [ 1.0 + ( R - 1 ) T s / T e ] / R(T e < T sの場合)

C1の値は1.0以上である必要があります。

Ts
=
応答スペクトルの特性周期。これは、スペクトルのconst加速セグメントからスペクトルの等速セグメントへの遷移に関連付けられている期間として定義されます(必要スペクトルから計算されます)
Te
=
有効基礎周期

= Ti(Ki/Ke)1/2

Ti
=
弾性基礎周期
Ki
=
建物の弾性横剛性
Ke
=
建物の有効横剛性。これは、耐力曲線の双一次表現から得られる構造の有効降伏強度の60%のベースせん断力で計算された割線剛性に等しいと見なされます。
R
=
計算された降伏強度係数に対する弾性強度の比率

= Sa/(Vy/W)Cm

Vy
=
耐力曲線を使用して計算された有効降伏強度。より大きな要素または多くの構成要素で構成される構造システム全体の場合、有効降伏点は、十分な数の個々の構成要素または要素が降伏し、グローバル構造が非弾性変形を被り始める点を表します。
Sa
=
建物の有効基本周期と減衰比における応答スペクトル加速度(必要スペクトルから計算されます)
W
=
有効地震重量
Cm
=
FEMA 356の表3-1により決定される有効質量係数。
C2
=
挟まれたヒステリシス形状、剛性劣化、強度劣化が最大変位応答に及ぼす影響を表す修正係数。さまざまなフレームシステムと構造パフォーマンスレベルについて、FEMA 356の表3-3から取得。または、C2は、非線形プロシージャの場合は1.0と見なすことができます。
C3
=
動的P-D効果による変位の増加を表す修正係数

= 1.0(正の降伏後の剛性を持つ建物の場合)

= 1.0 + |α|(R - 1)3/2/Te(負の降伏後の剛性を持つ建物の場合)

α
=
有効弾性剛性に対する降伏後の剛性の比率。非線形の力-変位関係は双一次関係という特徴があります

理想的な力-変位曲線については、FEMA 356の図3-1を参照してください。