TR.31.2.6 中国静态地震作用（按GB50011-2001）

这组命令可用于根据中国规范GB50011-2001定义和生成静态等效地震荷载。该荷载使用静态等效方法，类似于UBC中的方法。根据此定义，将在水平方向生成等效侧向荷载。

一般格式

应使用以下一般格式在特定方向生成荷载。

DEFINE GB50011 2001 (ACCIDENTAL) LOAD

Note: GB50011-2001静态地震作用已取代2010版。为了使用2001版，您必须直接指定规范年份。否则，程序将默认使用最新规范版本，这是STAAD.Pro的典型行为。

INTENSITY s1 { FREQUENT | RARE } GROUP i1 SCLASS i2 (DAMP f1) GFACTOR { 0.85 | 1.0 } (DELN f2) (SF f3) (PX f4) (PZ f5)

其中:

Parameter	Definition
INTENSITY `s1`	设防烈度（参考表5.1.4-1）。可接受值为6、7、7A、8、8A或9。7A代表7（0.15g），8A代表8（0.30g）。
FREQUENT \| RARE	地震作用频率，由`FREQUENT`或`RARE`指定（参考表5.1.4-1）。
GROUP `i1`	设计地震分组（参考表5.1.4-2）。可接受值为1、2或3。
SCLASS `i2`	场地类别（参考表5.1.4-2）。可接受值为1、2、3或4。
DAMP `f1`	阻尼比（默认=0.05，对应5%阻尼）
GFACTOR	水平地震作用等效重力荷载系数，由0.85或1.0指定（参考条款5.2.1）。默认值为0.85。
DELN `f2`	δ_n，建筑顶部的附加地震作用系数（默认根据表5.2.1计算）
SF `f3`	剪力系数，λ，楼层最小地震剪力系数（默认根据表5.2.5计算）
PX `f4`	沿X方向的可选周期
PZ `f5`	沿Z方向的可选周期

生成GB50011地震荷载

要在任何荷载工况中应用该荷载，应使用以下命令

LOAD CASE i

GB LOAD { X | Y | Z } (f6) (ACC f7)

其中:

Parameter	Definition
LOAD `i`	荷载工况编号
GB LOAD { X \| Y \| Z } `f6`	用于乘以水平地震荷载的可选系数。
ACC `f7`	偶然扭转的乘数系数，用于乘以偶然扭转荷载（默认=1.0）。可以为负值（否则，将根据所生成侧向力的方向使用MY的默认符号）。

Note: 如果指定了ACCIDENTAL选项，将根据GB规范计算偶然扭转。偶然扭转的值基于每个楼层的“质心”。“质心”根据您指定的SELFWEIGHT、JOINT WEIGHT和MEMBER WEIGHT计算。

Note: 有关用于生成荷载的地震荷载定义应用的更多详细信息，请参阅 TR.32.12.2 生成静力地震荷载。

Notes:

当按照主题TR.32.12.2 生成静力地震荷载定义地震荷载时，目前仅支持偶然扭转ACC，DEC不支持。
如果指定了ACCIDENTAL选项，将根据GB 50011-2001规范计算偶然扭转。偶然扭转的值基于每个楼层的“质心”。“质心”根据您指定的自重、节点重量和构件重量计算。 
地震荷载生成器可用于在Y向上时生成X和Z方向的侧向荷载，在Z向上时生成X和Y方向的侧向荷载；其中Y向上或Z向上是平行于重力荷载方向的竖向轴（参见 SET Z UP 命令在 TR.5 Set [设置] 命令）。
基础以上所有楼层的竖向坐标必须为正，且竖向轴必须垂直于楼层。
这种地震荷载生成方法的使用限于高度不超过40米的建筑，其变形主要由剪切引起，且质量和刚度在竖向上分布均匀。或者，对于建模为单质量体系的建筑，可使用简化方法，如这种基底剪力法。

设计用重力荷载

在计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构及构件重量标准值加上结构上可变荷载的组合值。不同可变荷载的组合系数应取自下表。

Table 1. 按GB50011-2001的不同荷载效应组合
可变荷载类型	组合系数
雪荷载	0.5
屋面积灰荷载	0.5
屋面活荷载	不考虑
楼面活荷载，按实际情况计算	1.0
楼面活荷载，按等效均布状态计算	图书馆、档案馆	0.8
楼面活荷载，按等效均布状态计算	其他民用建筑	0.5
起重机悬挂物体重力	硬钩吊车	0.3
起重机悬挂物体重力	软钩吊车	不考虑

地震影响系数

建筑结构的地震影响系数应根据烈度、场地类别、设计地震分组以及结构的自振周期和阻尼比确定。水平地震影响系数最大值应取自表2.2；特征周期应根据场地类别和设计地震分组取自表2.3，对于8度和9度罕遇地震应增加0.05s。

Table 2. 按GB50011-2001的地震影响
地震影响	6度	7度	8度	9度
多遇地震	0.04	0.08 (0.12)	0.16(0.24)	0.32
罕遇地震	-	0.50(0.72)	0.90(1.20)	1.40

Note: 括号中的值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。

Table 3. 按GB50011-2001的地震分组
地震分组	场地类别
地震分组	I	II	III	IV
1	0.25	0.35	0.45	0.65
2	0.30	0.40	0.55	0.75
3	0.35	0.45	0.65	0.90

地震影响系数计算

设计基底剪力按照以下方程计算。

建筑地震影响系数曲线（图2.1）的阻尼调整和形状参数应符合下列要求：

除另有规定外，建筑结构的阻尼比应取0.05，地震影响系数曲线的阻尼调整系数应取1.0，形状系数应符合下列规定：
1. 线性上升段，周期（T）小于0.1s；
2. 水平段，周期从0.1s到特征周期，应取最大值（α_max）；
3. 曲线下降段，周期从特征周期到5倍特征周期，幂指数（γ）应取0.9。
4. 直线下降段，周期从5倍特征周期到6s，斜率调整系数（η₁）应取0.02。
Figure 1. 地震影响系数曲线
当地震影响系数曲线的阻尼调整和形状参数应符合下列要求：
1. 曲线下降段的幂指数应根据以下方程E2.1确定
  
  (E2.1)
  
  where
  
  γ
  =
  
  曲线下降段的幂指数
  
  ξ
  =
  
  阻尼比
2. 直线下降段的斜率调整系数应根据以下方程确定：
  
  (E2.2)
  
  where
  
  η₁
  =
  
  直线下降段的斜率调整系数，当小于0时应取0。
3. 阻尼调整系数应根据以下方程确定：
  
  (E2.3)
  
  where
  
  η₂
  =
  
  阻尼调整系数，当小于0.55时应取0.55。

水平地震作用计算

水平地震作用标准值

当采用基底剪力法时，每层可仅考虑一个自由度；结构的水平地震作用标准值应按下式确定：

(E2.4)(E2.5)(E2.6)

F_Ek: 结构总水平地震作用标准值
α₁: 相应于结构基本周期的水平地震影响系数，应按第2.3条确定。对于多层砌体建筑和底层框架或多层内框架砖房，应取水平地震影响系数最大值。
G_eq: 结构的等效总重力荷载。当结构建模为单质量体系时，应使用总重力荷载代表值；当结构建模为多质量体系时，可使用总重力荷载代表值的85%。
F_i: 作用于第i层质点的水平地震作用标准值。
G_i , G_j: 分别为集中于第i层和第j层质点的重力荷载代表值，应按第2.1条确定。
H_i , H_j: 分别为第i层和第j层从建筑基底算起的高度。
δ_n: 顶部附加地震作用系数；对于多层钢筋混凝土建筑，可按表2.4采用；对于多层内框架砖房，可取0.2；其他建筑可不考虑。
ΔF_n: 作用于建筑顶部的附加水平地震作用。

Table 4. 建筑顶部附加地震作用系数（摘自GB50011表5.2.1）
T_g (s)	T₁ > 1.4T_g	T₁ ≤ 1.4T_g
T_g ≤ 0.35	0.08T₁ + 0.07	0
0.35 < T_g ≤ 0.55	0.08T₁ + 0.01
T_g > 0.55	0.08T₁ − 0.02

Note: T₁ 是结构的基本周期。

水平地震剪力验算

结构各楼层的水平地震剪力应符合下式要求：

(E2.7)

where

V_Eki: 第i层对应于水平地震作用标准值的剪力。
λ: 剪力系数，不应小于表2.5中的值；对于竖向不规则结构的薄弱部位，这些值应乘以1.15的放大系数。
G_j: 结构第j层的重力荷载代表值。

Table 5. 按GB50011-2001的楼层最小地震剪力系数值
结构类型	7度	8度	9度
扭转效应明显或基本周期小于3.5s的结构	0.16 (0.024)	0.032 (0.048)	0.064
基本周期大于5.0s的结构	0.012 (0.018)	0.024 (0.032)	0.040

Note:

对于基本周期在3.5s至5s之间的结构，可通过插值法选择数值。
括号中的值分别用于基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。

注意

对于具有斜向抗侧力构件且与主要正交轴夹角大于15°的结构，应分别考虑各抗侧力构件方向的水平地震作用。因此，我们可以通过此项考虑，斜向构件的作用可乘以该系数作为设计力。
偏心：类似于UBC规范。每层重心的偏心值应为e_i= ±0.05L_i ，

e_i
=

第i层重心的偏心值。

L_i
=

建筑计算楼层的最大宽度。
对于质量和刚度分布明显不对称的结构，应考虑两个正交水平方向地震作用引起的扭转效应；对于其他结构，允许采用简化方法，如调整地震效应法，来考虑其地震扭转效应。

示例

STAAD

STAAD SPACE
START JOB INFORMATION
ENGINEER DATE 12-Oct-09
END JOB INFORMATION
INPUT WIDTH 79
UNIT METER KN
JOINT COORDINATES
1 0 0 0; 2 0 9 0; 3 0 3 0; 4 0 6 0;
MEMBER INCIDENCES
1 1 3; 2 3 4; 3 4 2;
DEFINE MATERIAL START
ISOTROPIC STEEL
E 2.05e+008
POISSON 0.3
DENSITY 76.8195
ALPHA 1.2e-005
DAMP 0.03
END DEFINE MATERIAL
MEMBER PROPERTY CHINESE
1 TO 3 TABLE ST HW400X400
CONSTANTS
MATERIAL STEEL ALL
SUPPORTS
1 FIXED
DEFINE GB50011 2001 LOAD
INTENSITY 7 FREQUENT GROUP 2 SCLASS 3 DAMP 0.06 AV 0.03 PX 1.5 PZ 0.6
SELFWEIGHT 1
JOINT WEIGHT
2 TO 4 WEIGHT 10
LOAD 1
GB50011 LOAD X 1
PERFORM ANALYSIS PRINT LOAD DATA
PRINT ANALYSIS RESULTS
PRINT SUPPORT REACTION LIST 1
PRINT JOINT DISPLACEMENTS LIST 1 TO 4
PERFORM ANALYSIS PRINT STATICS CHECK
FINISH