TR.31.2.23 UBC 1994 或 1985 荷载定义

这组命令可用于定义生成 UBC 型等效静力侧向荷载的参数,用于地震分析。根据此定义,等效侧向荷载将在水平方向生成。

一般格式

DEFINE UBC (ACCIDENTAL) LOAD
{ ubc-1994-spec | ubc-1985-spec }
weight-data

有关如何为地震荷载指定结构重量的信息,请参阅 通用重量数据

其中:

ubc-1994-spec  = { ZONE f1 I f2 RWX f3 RWZ f4 S f5 (CT f8) (PX f9) (PZ f10) }
ubc-1985-spec = { ZONE f1 K f6 I f2 (TS f7) }

其中:

ParameterDefinition
ZONE f1 地震区域系数(0.2、0.3等)。不要使用整数值如1、2、3或4,而应使用小数值如0.075、0.15、0.2、0.3、0.4等。
I f2 重要性系数。用于1985和1994规范。
RWX f3 (仅 UBC 1994 规范)Z 方向侧向荷载的数值系数 Rw
RWZ f4 (仅 UBC 1994 规范)Z 方向侧向荷载的数值系数 Rw
S f5 (仅 UBC 1994 规范)土壤特性场地系数
K f6 (仅 UBC 1985 规范)水平力系数
TS f7 (仅 UBC 1985 规范)X 方向结构周期(以秒为单位)。
CT f8 (仅 UBC 1994 规范)出现在方法 A 结构周期方程中的项 Ct 的值。详见 注释 f
PX f9 (仅 UBC 1994 规范)X 方向结构周期(以秒为单位)。    
PZ f10 (仅 UBC 1994 规范)Z 方向结构周期(以秒为单位)。

如果使用了 SET Z UP 命令,则用于 Y 轴。

注意

  1. 如果使用选项 ACCIDENTAL,将根据 UBC 规范计算偶然扭转。偶然扭转的值基于每层的质心。质心从您指定的 SELFWEIGHTJOINT WEIGHTMEMBER WEIGHTELEMENT WEIGHTFLOOR WEIGHTONEWAY WEIGHT 命令计算。

  2. 在 1985 规范的 ubc-spec 中,TS 的指定是可选的。如果指定了 TS,则共振系数 S 将从建筑周期 T 和用户提供的 TS 使用 UBC 方程确定。如果未指定 TS,则假定默认值为 0.5。

  3. 通过提供 PX 或 PZ 或两者,您可以覆盖 STAAD 为 UBC 规范方法 B 计算的周期。用户定义的值将用于替代 UBC 94 方程 28.5 推荐的值。如果您未定义 PX 或 PZ,则方法 B 的周期将由程序根据方程 28.5 计算。

  4. UBC 分析输出中的一些项目解释如下。

    CALC / USED PERIOD

    CALC PERIOD 是使用瑞利法(根据 UBC 规范的方法 B)计算的周期。对于 X 方向的 UBC,USED PERIOD 是 PX。对于 Z 方向的 UBC,USED PERIOD 是 PZ。如果未提供 PX 和 PZ,则使用的周期与该方向的计算周期相同。使用的周期是代入 UBC 规范关键方程以计算 C 值的周期。

  5. 在 UBC 荷载分析中,结构的所有支座必须位于同一水平,并且必须位于结构的最低高程。

  6. 如果未指定 Ct 的值,程序将扫描所有构件和板单元的弹性模量(E)值,以确定结构是否由钢、混凝土或其他材料制成。如果平均 E 小于 2000 ksi,则 Ct 设置为 0.02。如果平均 E 在 2000 和 10000 ksi 之间,则 Ct 设置为 0.03。如果平均 E 大于 10,000 ksi,则 Ct 设置为 0.035。如果无法确定建筑材料,则 Ct 设置为 0.035。Ct 的单位为秒/英尺¾ 或秒/米¾。如果单位为英尺,则 Ct < 0.42;如果单位为米,则 Ct > 0.42。

原理

地震荷载生成器可用于在 Y 向上时的 X 和 Z 方向或 Z 向上时的 X 和 Y 方向生成侧向荷载。Y 向上或 Z 向上是竖直轴和重力荷载方向 (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直坐标必须为正,且竖直轴必须垂直于楼层。 

总侧向地震力或基底剪力由 STAAD 使用适当的 UBC 方程自动计算(所有符号和标记均符合 UBC)。

UBC 1994:方程 1

V = ZIC W
Rw

UBC 1984:方程 2

V = ZIK · CS · W

基底剪力 V 可由 STAAD 使用 1994 程序(方程 1)或 1985 程序(方程 2)计算。用户应使用适当的“ubc-spec”(参见 一般格式)来相应地指示程序。

程序使用的步骤

STAAD 使用以下步骤生成侧向地震荷载。

  1. 您必须在 DEFINE UBC LOAD 命令后指定地震区域系数和所需的 ubc-spec(1985 或 1994)。

  2. 程序计算结构周期 T。

  3. 程序使用 T 从适当的 UBC 方程计算 C。

  4. 程序从适当的方程计算 V。W 从 DEFINE UBC LOAD 命令后指定的 SELFWEIGHTJOINT WEIGHTMEMBER WEIGHTELEMENT WEIGHTFLOOR WEIGHTONEWAY WEIGHT 命令获取。重量数据必须按所示顺序指定。

  5. 程序然后根据 UBC 程序将总侧向地震荷载(基底剪力)分布到结构的不同楼层。

示例

DEFINE UBC LOAD
ZONE 0.2 I 1.0 RWX 9 RWZ 9 S 1.5 CT 0.032
SELFWEIGHT
JOINT WEIGHT
17 TO 48 WEIGHT 2.5
49 TO 64 WEIGHT 1.25
LOAD 1
UBC LOAD X 0.75
SELFWEIGHT Y -1.0
JOINT LOADS
17 TO 48 FY -2.5
FLOOR WEIGHT
_SLAB1 FLOAD 0.045
ONEWAY LOAD
_ROOF ONE 0.035 GY