TR.31.2.4カナダの地震コード（NRC） - 2010年版

このコマンドセットでは、カナダの2010年版National Building Code（NRC/CNRC）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 2010 (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 I f7 RDX f8 ROX f9 RDZ f10 ROZ f11 SCLASS f12 STX f13 STZ f14 MD f15 ( CTX f16 ) ( CTZ f17 ) ( PX f18 ) ( PZ f19 ) ( FA f20 ) ( FV f21 ) }

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方向およびZ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。
I f7	コードの表4.1.8.5から決定された構造の地震重要度係数、I_e。これは、重要度カテゴリとULS/SLSに依存します。
RDX f8	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。
RDZ 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（Z方向沿い）。NRC表4.1.8.9を参照。
ROX f9	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。
ROZ 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（Z方向沿い）。NRC表4.1.8.9を参照。
SCLASS f12	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、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。
STX f13	X方向に沿った横方向抵抗系のタイプ。パラメータは1～5の範囲の値を取ることができます。 1 = モーメント抵抗フレーム 2 = 結合壁 3 = ブレースフレーム 4 = 壁、壁フレームシステム 5 = その他のシステム
STZ f14	Z方向に沿った横方向抵抗系のタイプ。パラメータは1～5の範囲の値を取ることができます。 1 = モーメント抵抗フレーム 2 = 結合壁 3 = ブレースフレーム 4 = 壁、壁フレームシステム 5 = その他のシステム
MD f15	計算された時間周期が、条項4.1.8.11.(3).(v)に従ったメンバーの強さまたはたわみの目的であるかどうかを確認するコマンド。 1 = メンバー強度 2 = たわみ
CTX f16	時間周期を計算するためのオプションのCT値（X方向沿い）。
CTZ f17	時間周期を計算するためのオプションのCT値（Z方向沿い）。
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。
FA f20	0.2sにおけるオプションの短周期サイト係数。注記: `SCLASS`がF（つまりf12 = 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 f21	1.0sにおけるオプションの長周期サイト係数。注記: `SCLASS`がF（つまりf12 = 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。

ACCIDENTALオプションが設定されると、2010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。

ACCIDENTALオプションと不測の偏心係数（デフォルトは2010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

ベースせん断を取得するための等価静的力手順は、2010年版NBCCの4.1.8.11節B区分に従って実装されています。

地震ベースせん断

最小横地震力は、次の式に従って計算されます（4.1.8.11.2を参照）。

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

壁、連結壁、および壁フレームシステムの場合、Vは次の値以上でなければなりません。
S(2.0)M_vI_EW/R_dR_o)
M_vはT ≥ 4.0で計算する必要があります。
モーメント抵抗フレーム、ブレースフレーム、およびその他のシステムの場合、Vは次の値以上でなければなりません。
S(2.0)M_vI_EW/R_dR_o)
M_vはT ≥ 2.0で計算する必要があります。
また、V > 1.5の場合、Vは次の値より大きい必要はありません。
$\frac{2}{3} S (0.2) I_{E} W / (R_{d} R_{o})$

基礎周期、T_a

基本周期Taは、次のいずれかの選択に基づきます。

条項（a）:4.1.18.11.3aを使用:
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）
条項（b）:
- 0.025h_n（ブレースフレームの場合）
条項（c）:
- 0.05(h_n)^3/4（せん断壁およびその他の構造物の場合）

意味

h_n

建物の高さ（メートル）

上記の方程式では、条項（a）、（b）、および（c）が実装されています（ただし、T_a = 0.1Nを除く）。周期もレイリー法に従って計算されます。

パラメータPXおよびPXを使用して時間周期を指定することもできます。この場合、プログラムは次の制限をチェックします。

条項d-i:モーメント抵抗フレームの場合:T_a ≤ 1.5×（条項（a）で決定）
条項d-ii:ブレースフレームの場合:T_a ≤ 2.0×（条項（b）で決定）
条項d-iii:せん断壁構造体の場合:T_a ≤ 2.0×（条項（c）で決定）
条項d-iv:その他の構造体の場合:T_a ≤（条項（c）で決定）

ただし、ドリフト条件（つまり、ドリフト/たわみの計算）のために荷重ケースが作成された場合、上記の制限はチェックされず、代わりに次の制限が適用されます（条項d-vを参照）。

T_a≤2.0: モーメント抵抗フレーム、ブレースフレーム、またはその他のシステムの場合
T_a≤4.0: その他すべて（壁、連結壁、壁フレームシステムなど）の場合

また、指定されたこれらの上限は、たわみと周期の計算の場合はチェックされない可能性があることもコードに記載されています。

設計スペクトル応答加速度、S(T)

設計スペクトル加速度S(T)は、Tの中間値に線形補間を使用して、次のように決定されます。

S (T) = \begin{matrix} F_{a} S_{a} (0.2) & ただし、 & T \leq 0.2 s \\ F_{v} S_{a} (0.5) または F_{a} S_{a} (0.2) のいずれか小さい方 & ただし、 & T = 0.5 s \\ F_{v} S_{a} (1.0) & ただし、 & T = 1.0 s \\ F_{v} S_{a} (2.0) & ただし、 & T = 2.0 s \\ \frac{1}{2} F_{v} S_{a} (2.0) & ただし、 & T \geq 4.0 s \end{matrix}

上記のデータSa(0.2)、Sa(0.5)、Sa(1.0)、およびSa(2)は地震データであり、それぞれ表C-2のパラメータSA1、SA2、SA3、およびSA4で指定されます。

Sa(Ta)、Fa、およびFv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、Sa(0.2)およびSa(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により決定されます。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Sa(0.2)とSa(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。

高次モード係数、M_v

M_vは、ベースせん断に対する高次モードの影響を考慮する係数であり、横方向抵抗系、Sa(0.2)、およびSa(2.0)に基づいて表4.1.8.11から取得されます。高次モード係数（M_v）を取得するには、Sa(0.2)/Sa(2.0)の比を"横方向抵抗系のタイプ"として評価する必要があります。または、M_vを直接指定することもできます（MVXおよびMVZパラメータを使用）。

荷重修正係数、R_dおよびR_o

延性関連の荷重修正係数R_dは、非弾性動作によってエネルギーを散逸させる構造体の能力を反映します。過度強度関連の荷重修正係数R_oは、4.1.8.9条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します。これらの値は、RDX、ROX、RDZ、およびROZパラメータを使用して指定され、SFRSのタイプによって異なります。

建物の地震重量、W

プログラムによって次のように計算されます。

W = \sum_{i = 1}^{n} W_{i}

意味

W_i

レベルiに位置する、または割り当てられるWの部分

横地震力の分布

計算されたベースせん断Vは、次の方程式によって建物の高さ全体に分散されます。

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

意味

F_t	=	建物の上部に加えられた集中力であり、高次モードの影響を考慮します。条項4.1.8.11(6)に従い、Ftは0.07T_aVに等しいが、Taが0.7s以下の場合、F_tは0.25V以下であり、Ft = 0です。
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	=	建物の任意のレベル、ベースの上の1階はi=1、構造体の主要部分の最上レベルはi=n

ねじり効果

ねじり効果は、条項4.1.8.11(10)に従って考慮されます。

T_x = F_x(e_x + 0.10 D_nx)

T_x = F_x(e_x - 0.10 D_nx)

意味

e_x	=	剛性の中心と質量の中心が異なる位置にあるため、自然な偏心
D_nx	=	地盤動の方向に垂直な平面寸法

注記: 4.1.8.11で指定されている転倒モーメントの計算は、プログラムによって評価されません。

例

この入力ファイルの例は、等価荷重法と2010年版NRCに従った地震応答スペクトル解析を使用した地震荷重を示しています。

STAAD SPACE EXAMPLE PROBLEM FOR NRC LOAD
START JOB INFORMATION
ENGINEER DATE 15-Jan-16
END JOB INFORMATION
UNIT METER KN
JOINT COORDINATES
1 0 0 0; 2 3.5 0 0; 3 7 0 0; 4 13.5 0 0; 5 0 0 3.5; 6 3.5 0 3.5;
7 7 0 3.5; 8 13.5 0 3.5; 9 0 0 7; 10 3.5 0 7; 11 7 0 7; 12 13.5 0 7;
13 0 0 12.5; 14 3.5 0 12.5; 15 7 0 12.5; 16 13.5 0 12.5; 17 0 3.5 0;
18 3.5 3.5 0; 19 7 3.5 0; 20 13.5 3.5 0; 21 0 3.5 3.5; 22 3.5 3.5 3.5;
23 7 3.5 3.5; 24 13.5 3.5 3.5; 25 0 3.5 7; 26 3.5 3.5 7; 27 7 3.5 7;
28 13.5 3.5 7; 29 0 3.5 12.5; 30 3.5 3.5 12.5; 31 7 3.5 12.5;
32 13.5 3.5 12.5; 33 0 7 0; 34 3.5 7 0; 35 7 7 0; 36 13.5 7 0;
37 0 7 3.5; 38 3.5 7 3.5; 39 7 7 3.5; 40 13.5 7 3.5; 41 0 7 7;
42 3.5 7 7; 43 7 7 7; 44 13.5 7 7; 45 0 7 12.5; 46 3.5 7 12.5;
47 7 7 12.5; 48 13.5 7 12.5; 49 0 10.5 0; 50 3.5 10.5 0; 51 7 10.5 0;
52 13.5 10.5 0; 53 0 10.5 3.5; 54 3.5 10.5 3.5; 55 7 10.5 3.5;
56 13.5 10.5 3.5; 57 0 10.5 7; 58 3.5 10.5 7; 59 7 10.5 7;
60 13.5 10.5 7; 61 0 10.5 10.5; 62 3.5 10.5 10.5; 63 7 10.5 10.5;
64 13.5 10.5 10.5;
MEMBER INCIDENCES
101 17 18; 102 18 19; 103 19 20; 104 21 22; 105 22 23; 106 23 24;
107 25 26; 108 26 27; 109 27 28; 110 29 30; 111 30 31; 112 31 32;
113 33 34; 114 34 35; 115 35 36; 116 37 38; 117 38 39; 118 39 40;
119 41 42; 120 42 43; 121 43 44; 122 45 46; 123 46 47; 124 47 48;
125 49 50; 126 50 51; 127 51 52; 128 53 54; 129 54 55; 130 55 56;
131 57 58; 132 58 59; 133 59 60; 134 61 62; 135 62 63; 136 63 64;
201 17 21; 202 18 22; 203 19 23; 204 20 24; 205 21 25; 206 22 26;
207 23 27; 208 24 28; 209 25 29; 210 26 30; 211 27 31; 212 28 32;
213 33 37; 214 34 38; 215 35 39; 216 36 40; 217 37 41; 218 38 42;
219 39 43; 220 40 44; 221 41 45; 222 42 46; 223 43 47; 224 44 48;
225 49 53; 226 50 54; 227 51 55; 228 52 56; 229 53 57; 230 54 58;
231 55 59; 232 56 60; 233 57 61; 234 58 62; 235 59 63; 236 60 64;
301 1 17; 302 2 18; 303 3 19; 304 4 20; 305 5 21; 306 6 22; 307 7 23;
308 8 24; 309 9 25; 310 10 26; 311 11 27; 312 12 28; 313 13 29;
314 14 30; 315 15 31; 316 16 32; 317 17 33; 318 18 34; 319 19 35;
320 20 36; 321 21 37; 322 22 38; 323 23 39; 324 24 40; 325 25 41;
326 26 42; 327 27 43; 328 28 44; 329 29 45; 330 30 46; 331 31 47;
332 32 48; 333 33 49; 334 34 50; 335 35 51; 336 36 52; 337 37 53;
338 38 54; 339 39 55; 340 40 56; 341 41 57; 342 42 58; 343 43 59;
344 44 60; 345 45 61; 346 46 62; 347 47 63; 348 48 64;
START GROUP DEFINITION
MEMBER
_B1 301 TO 303 305 TO 307 309 TO 311 317 TO 319 321 TO 323 325 TO 327 -
333 TO 335 337 TO 339 341 TO 343 345 TO 347
END GROUP DEFINITION
MEMBER PROPERTY CANADIAN
101 TO 136 201 TO 236 PRIS YD 0.4 ZD 0.3
301 TO 303 305 TO 307 309 TO 311 317 TO 319 321 TO 323 325 TO 327 333 -
334 TO 335 337 TO 339 341 TO 343 345 TO 347 TABLE ST W460X52
304 308 312 TO 316 320 324 328 TO 332 336 340 344 348 TABLE ST W530X85
DEFINE MATERIAL START
ISOTROPIC MATERIAL1
E 2.5e+007
POISSON 0.17
DENSITY 24
ISOTROPIC STEEL
E 2.05e+008
POISSON 0.3
DENSITY 76.8195
ALPHA 1.2e-005
DAMP 0.03
TYPE STEEL
STRENGTH FY 253200 FU 407800 RY 1.5 RT 1.2
ISOTROPIC CONCRETE
E 2.17185e+007
POISSON 0.17
DENSITY 23.5616
ALPHA 1e-005
DAMP 0.05
TYPE CONCRETE
STRENGTH FCU 27579
END DEFINE MATERIAL
CONSTANTS
MATERIAL MATERIAL1 MEMB 101 TO 136 201 TO 236
MATERIAL STEEL MEMB 301 TO 348
SUPPORTS
1 TO 16 FIXED
CUT OFF MODE SHAPE 10
DEFINE REFERENCE LOADS
LOAD R1 LOADTYPE Mass   
SELFWEIGHT X 1 
SELFWEIGHT Y 1 
SELFWEIGHT Z 1 
JOINT LOAD
17 TO 48 FX 7
49 TO 64 FX 3.5
17 TO 48 FY 7
49 TO 64 FY 3.5
17 TO 48 FZ 7
49 TO 64 FZ 3.5
END DEFINE REFERENCE LOADS
FLOOR DIAPHRAGM
DIA 1 TYPE RIG HEI 3.5
DIA 2 TYPE RIG HEI 7
DIA 3 TYPE RIG HEI 10.5
*** Equivelant Lateral Force Definition ***
DEFINE NRC 2010 LOAD
SA1 0.28 SA2 0.17 SA3 0.11 SA4 0.063 I 1.3 SCL 3 MVX 1.2 MVZ 1.2 -
 RDX 1.4 RDZ 3 ROX 1.5 ROZ 1.5 STX 3 STZ 4 MD 1
*****************************************************
*** X-DIRECTION
LOAD 1 FX+TX
NRC LOAD X 1 DEC 1 ACC 0.1
LOAD 2 FX-TX
NRC LOAD X 1 DEC 1 ACC -0.1
LOAD 3 -FX-TX
NRC LOAD X -1 DEC 1 ACC -0.1
LOAD 4 -FX+TX
NRC LOAD X -1 DEC 1 ACC 0.1
*** Z-DIRECTION
LOAD 5 FZ+TZ
NRC LOAD Z 1 DEC 1 ACC 0.1
LOAD 6 FZ-TZ
NRC LOAD Z 1 DEC 1 ACC -0.1
LOAD 7 -FZ-TZ
NRC LOAD Z -1 DEC 1 ACC -0.1
LOAD 8 -FZ+TZ
NRC LOAD Z -1 DEC 1 ACC 0.1
*****************************************************
**** RESPONSE SPECTRUM ****
*** X-DIRECTION
LOAD 9
SPECTRUM CQC NRC 2010 TOR X 1 ACC DAMP 0.05
0.03 1; 0.05 1.35; 0.1 1.95; 0.2 2.8; 0.5 2.8; 1 1.6;
LOAD 10
*** Z-DIRECTION
SPECTRUM CQC NRC 2010 TOR Z 1 ACC DAMP 0.05
0.03 1; 0.05 1.35; 0.1 1.95; 0.2 2.8; 0.5 2.8; 1 1.6;
PERFORM ANALYSIS PRINT LOAD DATA
PRINT SUPPORT REACTION
PRINT DIA CR
FINISH

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