TR.31.2.3カナダの地震コード（NRC） – 2005年版1巻

このコマンドのセットでは、カナダの2005年版National Building Code（NRC/CNRC）1巻に基づく地震解析用の等価静的横荷重を生成するパラメータを定義できます。この定義により、等価横荷重が水平方向に生成されます。

地震荷重ジェネレータは、Y upに対してX、Z方向の横荷重を、Z upに対してX、Y方向の横荷重を生成するために使用されます。 Y upまたはZ upは、垂直軸であり、重力の方向です（「TR.5 SETコマンドの設定」のSET Z UPコマンドを参照）。基礎上の床のすべての垂直座標は正である必要があり、垂直軸は床に垂直である必要があります。

全般フォーマット

STAAD.Proは、横方向地震荷重を生成するために次の方法を使用します。

DEFINE NRC 2005 (ACCIDENTAL) LOAD

nrc-spec

weight-data

地震荷重の構造の重量を設定する方法については、「一般的な重量データ」を参照してください。

指定項目:

nrc-spec = { SA1 f1 SA2 f2 SA3 f3 SA4 f4 MVX f5 MVZ f6 JX f7 JZ f8 IE f9 RDX f10 ROX f11 RDZ f12 ROZ f13 SCLASS f14 ( FA f15 ) ( FV f16 ) ( CT f17 ) ( PX f18 ) ( PZ f19) }

指定項目:

Parameter	説明
SA1 f1	地震データ、Sa(0.2)、表C-2による。
SA2 f2	地震データ、Sa(0.5)、表C-2による。
SA3 f3	地震データ、Sa(1.0)、表C-2による。
SA4 f4	地震データ、Sa(2)、表C-2による。
MVX f5	X方向に沿った高次モード係数。NRC表4.1.8.11を参照。
MVZ f6	Z方向に沿った高次モード係数。NRC表4.1.8.11を参照。
JX f7	X方向に沿った、基礎転倒モーメントの数値減少係数。NRC表4.1.8.11を参照。
JZ f8	Z方向に沿った、基礎転倒モーメントの数値減少係数。NRC表4.1.8.11を参照。
IE f9	構造物の地震重要度係数。この入力は、重要度カテゴリとULS/SLSに基づきます。NRC表4.1.8.11を参照。
RDX f10	条項4.1.8.9に述べられているように、非弾性挙動による構造物のエネルギー散逸能力を考慮した延性関連の力修正係数（X方向沿い）。NRC表4.1.8.9を参照。
ROX f11	条項4.1.8.9の規定に従って設計された構造物において強度を保持する部分を考慮する強度超過関連の力修正係数（X方向沿い）。NRC表4.1.8.9を参照。
RDZ f12	条項4.1.8.9に述べられているように、非弾性挙動による構造物のエネルギー散逸能力を考慮した延性関連の力修正係数（Z方向沿い）。NRC表4.1.8.9を参照。
ROZ f13	条項4.1.8.9の規定に従って設計された構造物において強度を保持する部分を考慮する強度超過関連の力修正係数（Z方向沿い）。NRC表4.1.8.9を参照。
SCLASS f14	サイトクラスA～Eに対応する整数（1 = Aおよび6 = F）。F_aとF_vは、NRC表4.1.8.4.Bと表4.1.8.4.Cによるサイトクラスに基づいて決定されます。
FA f15	0.2sにおけるオプションの短周期サイト係数。`SCLASS`がF（つまりf14 = 6）に設定されている場合は、値を指定する必要があります。
FV f16	1.0sにおけるオプションの長周期サイト係数。`SCLASS`がF（つまりf14 = 6）に設定されている場合は、値を指定する必要があります。
CT f17	オプションCT値は、経験的手法に基づく構造の周期計算に使用されます。注記: 入力したCTパラメータは、基本周期Taの計算において直接使用されます。したがって、この計算には内部的にフィート単位の建物の高さが使用されるため、CT値をインペリアル単位に変換するように注意する必要があります。
PX f18	構造物の基本周期として使用される、X方向における構造物のオプションの周期（秒）。入力しなかった場合、値はコードから計算されます。
PZ f19	構造物の基本周期として使用される、Z方向における構造物のオプションの周期（秒）。入力しなかった場合、値はコードから計算されます。

ACCIDENTALオプションが設定されると、2005年版NRCの仕様に従って不測のねじりが計算されます。不測のねじりの値は、各レベルの質量中心に基づきます。質量中心は、SELFWEIGHT、JOINT WEIGHT、およびMEMBER WEIGHTコマンドにより計算されます。

ACCオプションと不測の偏心係数（デフォルトは2005年版NRCによると0.1）は、NRC地震主荷重ケース（つまり、NRC LOAD X / Z f1 ACC f3）で指定する必要があります。f3には負の値を指定できます。

モデルに床ダイアフラムがある場合に水平方向のねじりを考慮するには、ACCIDENTALオプションを指定しないでください。代わりに、NRC地震主荷重ケース（つまり、NRC LOAD X / Z f1 DEC f2 ACC f3）では、不測の偏心とともに動的偏心を指定する必要があります。同等の地震解析の場合、2005年版NRCコードによると、f2は1、f3は0.1です。f1は常に正の値またはゼロですが、f2には負の値を指定できます。f2が0.0の場合、この特定の荷重ケースでは不測のねじりのみが考慮されます。

注記: 荷重の生成に使用される地震荷重定義の適用に関する詳細については、TR.32.12.2 地震荷重の生成を参照してください。

設計方法

横方向地震荷重、つまりベースシヤー（V）の最小値は、適切な式を使用してSTAAD.Proにより自動的に計算されます。

V = \frac{S (T_{a}) M_{v} I_{E} W}{R_{d} R_{o}}

カナダの2005年版NBC1巻4.1.8.11(2)節による

Vは下記未満であってはならないことが追加されます。

V_{\min} = \frac{S (2.0) M_{v} I_{E} W}{R_{d} R_{o}}

R_d= 1.5であり、Vは次の値より大きい必要はありません。

V_{\max} = \frac{2}{3} \frac{S (0.2) I_{E} W}{R_{d} R_{o}}

（つまり、Vの上限）

Vを計算する式の各項の説明:

T_a は、考慮対象方向の基礎横方向周期であり、以下のように決定されます。
1. 必要な横方向力の100%に抵抗するモーメント抵抗フレーム。このフレームは、フレームが横方向力に抵抗するのを妨げる傾向がある、より剛性の高い要素で囲まれていないか隣接しておらず、以下に説明する経験式で計算されます（h_nはメートル単位）。
  1. 0.085(h_n)^3/4（鋼モーメントフレームの場合）
  2. 0.075(h_n)^3/4（コンクリートモーメントフレームの場合）
2. 周期は、レイリーの方法によっても計算されますが、ユーザー設定の時間周期(PX、PZ)によってオーバーライド可能です。
  
  方法(b)に基づいて計算される構造物の時間周期を考慮して求められる設計用スペクトル加速度S(T_a)が、方法(a)に基づいて計算される構造物の時間周期を考慮して求められるそれの0.8倍よりも大きい場合は、前者がその後の計算に使用されます。それ以外は、後者の時間周期が使用されます。
3. 文4.1.8.3.(8)の要求に従う構造モデルを使用した、その他の確立された力学の方法。ただし以下を除きます。
  1. モーメント抵抗フレームの場合、Taは条項（a）で決定された値の1.5倍を超えてはならない。
  2. ブレースフレームの場合、Taは条項（b）で決定された値の2.0倍を超えてはならない。
  3. 耐震壁構造物の場合、Taは条項（c）で決定された値の2.0倍を超えてはならない。
  4. たわみ計算が目的の場合、上限設定のない周期は付録Aによる。
S(T_a)は、設計用スペクトル加速度であり、以下のように、T_aの中間値に線形補間を使用して決定されます。

S(T_a) = F_aS_a(0.2)（T_a ≦ 0.2sの場合）
- = F_vS_a(0.5)またはF_aS_a(0.2)のいずれか小さい方（T_a = 0.5sの場合）
- = F_vS_a(1.0)（T_a = 1.0sの場合）
- = F_vS_a(2.0)（T_a = 2.0sの場合）
- = F_vS_a(2.0)/2（T_a ≥ 4.0sの場合）
上記の項、S_a(0.2)、S_a(0.5)、S_a(1.0)、およびS_a(2.0)は、地震波データであり、表C-2からユーザー入力として取得されます。

S_a(T_a)、F_a、およびF_vの上記の値に基づいて、加速度および速度に基づくサイト係数は、S_a(0.2)およびS_a(1.0)の中間値の線形補間を使用して、表4.1.8.4.Bおよび4.1.8.4.Cによって決定されます。これらは、AからEまでのサイトクラスと上記の式によって要求されるS_a(0.2)とS_a(1.0)の値に基づくユーザー入力であることに注意してください。
M_vは、高次モードのベースせん断に与える影響を考慮する係数であり、それに関連する基礎転倒モーメント低減係数は、表4.1.8.11からのユーザー入力として取得されるJです。この高次モード係数（M_v）とベース転倒モーメント（J）の数値低減係数を取得するには、"横方向抵抗系のタイプ"としてS_a(0.2)/S_a(2.0)の比も取得する必要があります。

基礎横方向周期Ta1.0と2.0の間のMvに対しては、積S(Ta)となります。Mvは、線形補間により取得されます。

基礎横方向周期Ta0.5と2.0の間のJの値は、線形補間により取得されます。
I_Eは、構造物の地震重要度係数であり、表4.1.8.5により取得されます。これは、重要度カテゴリとULS/SLSに依存するユーザー入力です。
Wは、建築物の重量であり、以下の式を用いて内部的に計算されます。

$W = \overset{n}{\sum_{i = 1}} W_{i}$

ここで、W_iはレベルiに位置する、またはレベルiに割り当てられているWの部分です。
R_d は、条項4.1.8.9で述べられているように、非弾性挙動による構造物のエネルギー散逸能力を考慮した延性関連の力修正係数です。
R_o は、条項4.1.8.9の規定に従って設計された構造物において強度を保持する部分を考慮する強度超過関連の力修正係数です。

これらのR^d およびR_oの値は、SFRSのタイプに依存するユーザー入力です。

4.1.8.11(6)によれば、全横方向地震力Vは、その一部であるF_tが建築物の頂部に集中して作用するように分配されます。つまり次のようになります。

F_t = 0.07T_aV

F_tは、0.25Vを超えないものとし、かつT_aが0.7sを超えない場合は、F_t = 0

残りの部分（V- F_t）は、頂部を含めた高さ方向に沿って、以下の式に従って分配されます[4.1.8.11(6)節による]。

F_{x} = \frac{(V - F_{t}) W_{x} h_{x}}{\overset{n}{\sum_{i = 1}} W_{i} h_{i}}

意味

F_x	=	高さxに作用する横方向力
F_t	=	構造物の頂部に集中して作用するVの一部
W_i,W_x	=	それぞれレベルi、xに位置する、または割り当てられるWの一部
h_i,h_x	=	それぞれ基礎（i=0）上からレベルi、xまでの高さ
i	=	建築物における任意のレベル（i=1は、基礎上の最初のレベル）
n	=	構造物の主要部分の最上レベル

例

DEFINE NRC 2005 ACC LOAD
SA1 .33 SA2 .25 SA3 .16 SA4 .091 MVX 1.2 MVZ 1.5 JX .7 JZ .5 IE 1.3 -
RDX 4.0 ROX 1.5 RDZ 3.0 ROZ 1.3 SCLASS 4
SELFWEIGHT
JOINT WEIGHT
17 TO 48 WEIGHT 7
49 TO 64 WEIGHT 3.5
LOAD 1 EARTHQUAKE ALONG X
NRC LOAD X 1.0
PERFORM ANALYSIS PRINT LOAD DATA
CHANGE

ホームトピック: TR.31.2 地震解析用静的力手順の定義

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