[學(xué)士]四層框架結(jié)構(gòu)中學(xué)實(shí)驗(yàn)樓畢業(yè)設(shè)計(jì)（含建筑圖 結(jié)構(gòu)圖 計(jì)算書）
[學(xué)士]四層框架結(jié)構(gòu)中學(xué)實(shí)驗(yàn)樓畢業(yè)設(shè)計(jì)（含建筑圖 結(jié)構(gòu)圖 計(jì)算書）,學(xué)士,[學(xué)士]四層框架結(jié)構(gòu)中學(xué)實(shí)驗(yàn)樓畢業(yè)設(shè)計(jì)（含建筑圖,結(jié)構(gòu)圖,計(jì)算書）,框架結(jié)構(gòu),中學(xué),實(shí)驗(yàn),畢業(yè)設(shè)計(jì),建筑,計(jì)算
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)指導(dǎo)教師評(píng)議書(1)
序號(hào)
評(píng)分指標(biāo)
具 體 要 求
分?jǐn)?shù)范圍
得 分
1
學(xué)習(xí)態(tài)度
努力學(xué)習(xí)，遵守紀(jì)律，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)，按期圓滿完成規(guī)定的任務(wù)。
0—4分
2
調(diào)研論證
能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料及從事其它形式的調(diào)研，能較好地理解課題任務(wù)并提出實(shí)施方案，有分析整理各類信息并從中獲取新知識(shí)的能力。
0—8分
3
綜合能力
能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能發(fā)現(xiàn)與解決實(shí)際問題，工作中有創(chuàng)新意識(shí)，有重大改進(jìn)或獨(dú)特見解，有一定實(shí)用價(jià)值。
0—10分
4
設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量
論證、分析、設(shè)計(jì)、計(jì)算、結(jié)構(gòu)、建模、實(shí)驗(yàn)正確合理，繪圖（表）符合要求；論述嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯性強(qiáng)。
0—10分
5
外文翻譯
摘要及外文資料翻譯準(zhǔn)確，文字流暢，符合規(guī)定內(nèi)容及字?jǐn)?shù)要求。
0—4分
6※
說明書
撰寫質(zhì)量
結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，文字通順，用語符合技術(shù)規(guī)范，圖表清楚，字跡工整，書寫格式規(guī)范，符合規(guī)定字?jǐn)?shù)要求。
0—4分
合計(jì)
0—40分
評(píng)語：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）需要特殊說明的有關(guān)問題
指導(dǎo)教師：
年 月 日
※注：無此項(xiàng)內(nèi)容的，分?jǐn)?shù)分配給前幾項(xiàng)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)閱教師評(píng)議書(2)
序號(hào)
評(píng)分指標(biāo)
具 體 要 求
分?jǐn)?shù)范圍
得 分
1
任 務(wù) 量
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）難易適度、份量合理。
0—6分
2
綜合能力
能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能發(fā)現(xiàn)與解決實(shí)際問題，工作中有創(chuàng)新意識(shí)，有重大改進(jìn)或獨(dú)特見解，有一定實(shí)用價(jià)值。
0—2分
3
設(shè)計(jì)質(zhì)量
論證、分析、設(shè)計(jì)、計(jì)算、結(jié)構(gòu)、建模、實(shí)驗(yàn)正確合理，繪圖（表）符合要求。
0—8分
4
外文翻譯
摘要及外文資料翻譯準(zhǔn)確，文字流暢，符合規(guī)定內(nèi)容及字?jǐn)?shù)要求。
0—2分
5
撰寫規(guī)范
過程完整，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，文字通順，用語符合技術(shù)規(guī)范，圖表清楚，字跡工整，書寫格式規(guī)范，符合規(guī)定字?jǐn)?shù)要求。
0—2分
合計(jì)
0—20分
評(píng)語：
評(píng) 閱 人：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯小組評(píng)議書(3)
評(píng)分指標(biāo)
具 體 要 求
分?jǐn)?shù)范圍
自 述
思路清晰，語言表達(dá)準(zhǔn)確，概念清楚，論點(diǎn)正確，分析歸納合理。
0— 7分
創(chuàng) 新
工作中有創(chuàng)新意識(shí)，有重大改進(jìn)或獨(dú)特見解，有一定實(shí)用價(jià)值。
0— 8分
答 辯
能夠正確回答所提出的問題，基本概念清楚，有理論根據(jù)。
0—20分
資 料
資料齊全，符合學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）規(guī)范化要求。
0— 5分
合計(jì)
0—40分
評(píng)委1
評(píng)委2
評(píng)委3
評(píng)委4
評(píng)委5
評(píng)委6
評(píng)委7
總 分
平均成績(jī)
答辯紀(jì)要：
答辯小組秘書（簽字）：
年 月 日
答辯小組組長(zhǎng)（簽字）：
年 月 日
答 辯 委 員 會(huì) 意 見
指導(dǎo)教師評(píng)議
評(píng)閱人評(píng)議
答辯小組評(píng)議
匯總成績(jī)
秘書（簽字）
唐山學(xué)院 土木工程 系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)于 年 月 日審查了 土木工程 專業(yè)學(xué)生 羅海叢 的畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 唐山市第八中學(xué)實(shí)驗(yàn)樓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （其中設(shè)計(jì)說明書（論文）共 頁，設(shè)計(jì)圖紙 張）。根據(jù)其設(shè)計(jì)（論文）的完成情況以及指導(dǎo)教師、評(píng)閱教師、答辯小組的意見，系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)認(rèn)真審議，決議如下：
成績(jī)?cè)u(píng)定為：
主任（簽字）：
年 月 日
4
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
1 土木工程系 系 土木工程 專業(yè) 05土本3 班 姓名：羅海叢
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間： 2009 年 3 月 16 日 至 2009 年 6 月 19 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：唐山市第八中學(xué)實(shí)驗(yàn)樓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)
1.本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的
畢業(yè)實(shí)習(xí)及設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)學(xué)生最后的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)綜合運(yùn)用和對(duì)學(xué)生的全面考核，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)檢驗(yàn)、鞏固、深化和擴(kuò)展所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力、工程素質(zhì)與爭(zhēng)強(qiáng)創(chuàng)新能力。
通過建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使學(xué)生熟悉建筑空間環(huán)境組合設(shè)計(jì)和構(gòu)造設(shè)計(jì)的基本原理和方法，具備一般建筑工程建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本技能；能夠根據(jù)實(shí)際情況，合理地選擇結(jié)構(gòu)、構(gòu)造方案；能熟練地進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算；較好地掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中的應(yīng)用，學(xué)會(huì)利用各種設(shè)計(jì)資料（包括外文資料）。為從事并勝任本專業(yè)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求
（1）擬建建筑物概況
1）建設(shè)位置：唐山市路北區(qū)北新道八中院內(nèi)（具體地段見地形圖）。
2）建筑規(guī)模：5000±5%米2。
3）建筑層數(shù)： 4層。
4）結(jié)構(gòu)形式：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。
5）抗震設(shè)防烈度：8度。
6）耐久等級(jí)：Ⅱ級(jí) 耐火等級(jí)：二級(jí)。
7）使用房間：
用房名稱
每間使用面積
間數(shù)
面積小計(jì)
班數(shù)
人數(shù)
備注
一、教學(xué)及教學(xué)輔助用房
1.專用教室
實(shí)驗(yàn)室(理、化、生)
90
5
儀器準(zhǔn)備室
30
5
音樂教室
60
1
樂器室
30
1
美術(shù)教室
90
1
美術(shù)教具室
30
1
書法教室
90
1
地理教室
90
1
語言教室
90
3
語言資料室
30
3
計(jì)算機(jī)教室
90
4
計(jì)算機(jī)輔助用房
30
4
勞動(dòng)教室
90
1
勞動(dòng)教具室
30
1
2.公共教學(xué)用房
電教器材室
30
1
科技活動(dòng)室
30
2
心理咨詢室
30
1
體育器材室
60
2
二、辦公用房
教學(xué)辦公室
500
行政辦公室
15
8
會(huì)議接待室
90
德育 展覽室
50
衛(wèi)生保健室
15
3
總務(wù)倉庫
15
維修管理室
15
傳達(dá)值班室
15
1
三、生活服務(wù)用房
開水房
30
配電室
15
衛(wèi)生間
400
設(shè)計(jì)要求符合《JBJ99-86中小學(xué)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》，房間設(shè)置符合高等院校機(jī)構(gòu)設(shè)置。
（2）地質(zhì)水文資料
由河北地質(zhì)五隊(duì)地質(zhì)勘察公司提供勘察技術(shù)報(bào)告，場(chǎng)地地質(zhì)情況如表一所示。場(chǎng)地標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度為-0.8M；場(chǎng)地土類型為中硬場(chǎng)地土；建筑場(chǎng)地類別為Ⅱ類。
建筑地層一覽表 表1
序
號(hào)
巖 土
分 類
土層描述
土層深
度(m
厚度范
圍(m)
地基土承載力(KPa)
樁端阻
力(KPa)
樁周摩擦
力(KPa)
1
雜填土
由碎石、磚塊、粘土等組成，松散
0.6
0.6
2
粉質(zhì)
粘土
黃褐色，濕，可塑
2.5
1.6
180
15
3
中、
粗砂
黃褐色，石英
長(zhǎng)石質(zhì)，梢濕，
中密
4.6
2.6
190
25
4
圓礫
黃褐色，石英~
長(zhǎng)石質(zhì)，混粒結(jié)
構(gòu)，濕，中密
13
480
3900
60
注：1、地下穩(wěn)定水位距地坪-8m；2、表中給定的土層深度從自然地坪算起。
（3）地形圖見附圖
（4）氣象資料
1）雪載：基本雪壓Ｓ０＝0.35Ｋｐａ
2）風(fēng)載：基本風(fēng)壓Ｗ０＝0.40Ｋｐａ
3）冰凍深度： 80ｃｍ
其余詳見《建筑設(shè)計(jì)資料集》相關(guān)內(nèi)容
（5）材料
基礎(chǔ)：鋼筋砼。梁、柱、墻：現(xiàn)澆鋼筋混凝土。隔墻：空心粘土磚、輕質(zhì)板材、蒸壓灰沙磚、加氣混凝土砌塊。樓板：現(xiàn)澆鋼筋砼。其他建筑材料滿足使用要求（不受限制，但應(yīng)盡量使用地方材料）
3.對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題成果的要求
（1）設(shè)計(jì)任務(wù)及要求
1）開題報(bào)告：
設(shè)計(jì)開始熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書、查閱相關(guān)資料撰寫開題報(bào)告。要求有不少于1000字的文獻(xiàn)綜述，確定設(shè)計(jì)思路、提出設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)工作計(jì)劃。經(jīng)指導(dǎo)教師及系畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文）工作領(lǐng)導(dǎo)小組審查批準(zhǔn)后進(jìn)入建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及造價(jià)計(jì)算過程。
2）建筑設(shè)計(jì)方面：
①據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書規(guī)定的使用要求、相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、所學(xué)理論知識(shí)、場(chǎng)地條件做出建筑設(shè)計(jì)方案草圖，包括平面圖、正立面圖、剖面圖、場(chǎng)區(qū)平面布置圖（草圖比例任選，單、雙線圖均可，只注出使用房間名稱、總尺寸、軸線尺寸、層高、總高、總圖相對(duì)位置即可，門窗洞口可示意畫出。）方案應(yīng)從功能、抗震、防火、結(jié)構(gòu)、美觀、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)境等方面綜合考慮。
②指導(dǎo)教師審查通過后進(jìn)行建筑初步設(shè)計(jì)，完成建筑初步設(shè)計(jì)圖一套，包括平面圖、正立面圖、剖面圖、場(chǎng)區(qū)平面布置圖（除總圖比例為1：500外其余圖紙比例均為1：100，注出使用房間名稱、總尺寸、軸線尺寸、層高、總高、立面裝修做法、總圖相對(duì)位置，畫出門窗洞口。）
③在初步設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上成建筑施工圖一套，包括各層平面圖（1：100）、主要立面圖2-3個(gè)（1：100）、剖面圖1~2個(gè)（1：100）、屋頂排水平面圖（1：200、300）、樓梯詳圖（1：50）、外墻詳圖（1：20）、其它詳圖（比例待定）、場(chǎng)區(qū)平面布置圖（1：500）、門窗表、工程作法表、建筑設(shè)計(jì)總說明、圖紙目錄。具體應(yīng)表示內(nèi)容見國家標(biāo)準(zhǔn)-建筑施工圖設(shè)計(jì)深度樣本要求。
3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面：
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)包括設(shè)計(jì)計(jì)算和繪制結(jié)構(gòu)施工圖兩大部分內(nèi)容。
①結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算：
A 結(jié)構(gòu)選型、荷載統(tǒng)計(jì)
B 橫向、縱向結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析及側(cè)移驗(yàn)算
C 內(nèi)力組合
D 剪力墻、框架梁柱強(qiáng)度（配筋）計(jì)算
E 柱下基礎(chǔ)計(jì)算
F 現(xiàn)澆樓蓋及樓梯、雨蓬計(jì)算
②繪圖部分：
A 平法表示剪力墻、框架梁柱配筋圖（1：20），傳統(tǒng)方法（剖面圖）一榀框架配筋圖（1：50、詳圖1：20）
B 基礎(chǔ)施工圖（平面布置1：200，剖面大樣1：50）
C 樓蓋及屋蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖（1：200）
D 現(xiàn)澆樓板及樓梯配筋圖（1：20）
E 雨蓬配筋圖( 1：20)
具體應(yīng)表示內(nèi)容見國家標(biāo)準(zhǔn)-結(jié)構(gòu)工圖設(shè)計(jì)深度樣本要求。
4）外文翻譯：
選擇與本次設(shè)計(jì)相關(guān)英文原版專業(yè)資料進(jìn)行翻譯，字?jǐn)?shù)不少于3000字。要求所選資料無中文譯本，翻譯通順、正確、專業(yè)。
（2）要求提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)成果：
1）開題報(bào)告1份，要求按學(xué)院統(tǒng)一要求格式、內(nèi)容，文獻(xiàn)綜述不少于1000字，其他內(nèi)容要緊扣設(shè)計(jì)題目，方案及計(jì)劃切實(shí)可行。
2）建筑設(shè)計(jì)施工圖一套，包括各層平面圖（1：100）、主要立面圖2-3個(gè)（1：100）、剖面圖1~2個(gè)（1：100）、屋頂排水平面圖（1：200、300）、樓梯詳圖（1：50）、外墻詳圖（1：20）、其它詳圖（比例待定）、場(chǎng)區(qū)平面布置圖（1：500）、門窗表、工程作法表、建筑設(shè)計(jì)總說明、圖紙目錄。具體應(yīng)表示內(nèi)容見國家標(biāo)準(zhǔn)-筑施工圖設(shè)計(jì)深度樣本要求。設(shè)計(jì)圖中要求至少有1張手繪圖，其余可用計(jì)算機(jī)出圖。
3）結(jié)構(gòu)計(jì)算書一份，要求按統(tǒng)一格式，包括設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)計(jì)劃、指導(dǎo)及評(píng)閱教師用表、答辯用表、成績(jī)?cè)u(píng)定用表；中英文摘要、前言、計(jì)算書及必要簡(jiǎn)圖、結(jié)論、參考文獻(xiàn)、謝辭。大約60-70頁。
4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖一套，包括平法表示剪力墻、框架梁柱配筋圖（1：20）、傳統(tǒng)方法（剖面圖）一榀框架配筋圖（1：50、詳圖1：20）、 基礎(chǔ)施工圖（平面布置1：200，剖面大樣1：50）、 樓蓋及屋蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖（1：200）、 現(xiàn)澆樓板及樓梯配筋圖（1：20）、 雨蓬配筋圖( 1：20)。設(shè)計(jì)圖中要求至少有1張手繪圖，其余可用計(jì)算機(jī)出圖，具體應(yīng)表示內(nèi)容見國家標(biāo)準(zhǔn)-結(jié)構(gòu)工圖設(shè)計(jì)深度樣本要求。
5）翻譯與本次設(shè)計(jì)相關(guān)英文原版專業(yè)資料一部，字?jǐn)?shù)不少于3000字。要求所選資料無中文譯本，翻譯通順、正確、專業(yè)。可以打印，亦可手寫。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃安排
階段
應(yīng)完成的主要工作
計(jì)劃起止時(shí)間
1
建筑方案設(shè)計(jì) 審定 編寫設(shè)計(jì)說明，繪制建筑施工圖
第四周
2
繪制建筑施工圖
第五周
3
結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 編寫結(jié)構(gòu)方案說明
第六周
4
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
第七周
5
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
第八周
6
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
第九周
7
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
第十周
8
施工圖紙繪制
第十一周
9
施工圖紙繪制
第十二周
10
施工圖紙繪制
第十三周
11
施工圖紙繪制
第十四周
12
外文資料翻譯
第十五周
13
整理資料
第十六周
14
畢業(yè)答辯
第十七周
主要參考文獻(xiàn)
[1] GB/T50103—2001總圖制圖標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002
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[6] GB50016-2006建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006
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指導(dǎo)教師（簽名）：
審批人（簽名）：
唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)
Static lateral force procedure for buildings
2.1 DETERMINATION 0F LATERAL FORCES
2.1.1 Seismic zone factor
The seismic zone factor Z，given in UBC Table 16—1，is the Code estimate of the applicable site dependent effective peak ground acceleration expressed as a function of the gravity constant g·.The values of Z range from 0．075 to O．40 with the USA being divided into six different seismic zones in UBC Figure 16—2．
The zone factor corresponds to ground motion values with a recurrence interval of 475 years which gives a ten percent probability of being exceeded in a riftv year period．These values are based on historical records and geological data and are also adjusted in order to provide consistent design criteria within local jurisdictions．The zone factor is used，in conjunction with the soil profile type，to determine the appropriate ground response coefficients Ca and Cv。given in UBC Tables 16-Q and 16一R．These are then used tO provide the response spectrum envelope illustrated in UBC Figure 1 6-3．
2.1.2 Ground response coefficients
The ground response coefficients C。and C。are defined in UBC Section 1629．4．3 and are parameters which reflect the potential amplification of the ground vibration caused by different soil types．These coefficients are a function of the zone factor Z，the soil profiles SA tO SF and，where applicable，the near—source factors Na and N。．The fundamental period of a structure determines which of the two coefficients Ca or Cv governs the seismic design of the structure．The acceleration—based coefficient Ca controls for shorter periods up to approximately one second and the velocity—based coefficient C。controls for longer periods．Values of C。and C、are given in Table 2—1 for soil profiles type A to type E．A site—specific geotechnical investigation is necessary to determine the value of the coefficients for soil profile type F．
2.1.3soil profile types
The ground vibration caused by an earthquake tends to be greater on soft soil than on hard soil or rock．As the vibration propagates through the material underlying the structure，it may be either amplified or attenuated depending on the fundamental period of the material．To account for this potential amplification，six different soil types are identified in the Code ranging from hard rock to soft soil．The classification may be made by determining on site the average shear Wave velocity in the top 100 feet of material．Alternatively，for soil profile types C，D，or E，the classification may be made by measuring the standard penetration resistance or undrained shear strength of the material．For rock and hard rock，the shear wave velocity may be estimated by comparison with measurements taken on rock of similar composition．Soil profile type SB is described as rock and is that material in which the ground response coefficients C。and CV are identical to the effective peak acceleration value Z．Soil profile type SB Occurs mainly in the western states．Soil profile type SA is described as hard rock and has the effect of reducing the ground response coefficients by 20 percent．Soil profile type SA occurs mainly in the eastern states．Soil profile type SE is described as soft soil and has the effect of increasing the velocity—based ground response coefficient Cv by up to 230 percent．For soil profile type SF，which is described as sensitive clay or peat vulnerable to potential failure，a site specific hazard evaluation is required to determine the ground response coefficients.When soil parameters are unknown，in accordance with UBC Section 1629．3，soil profile type SD may be assumed unless it is determined that soil profile types SE or SF may be present at the site．Table 2-2 lists the soil profile types．
2.1.4 Seismic source classification
The maximum moment magnitude potential of a fault and its slip rate are used to classify seismic source types. Five different source types are identified in the Code ranging from the most active type A source to the least active type C source. Type C sources are relatively" inactive faults, not capable of producing large magnitude earthquakes, and occur mostly outside California. Table 2-3 lists the different types of faults.
2.1.5 Near source factor
In regions subjected to large magnitude earthquakes, such as those which occur in seismic zone4, locations close to the fault rupture may experience a ground acceleration up to twice that at a distance of 10 kilometers from the source. To account for this, the Code introduces two near-source amplification factors. These are Na the acceleration-based factor for short period structures and Nv the velocity-based factor for periods exceeding one second. These factors are applicable to seismic source type A and seismic source type B, and have a value of unity for type C faults regardless of distance.
2.1.6 Fundamental period
Each structure has a unique natural or fundamental period of vibration which is the time required for one cycle of free vibration. The factors determining the fundamental period include the stiffness and height of the structure, and the fundamental period may vary from 0.1 seconds for a single-story building to several seconds for a multi-story building. As a first approximation, the fundamental period may be assumed equal to the number of stories divided by l0.
2.1.1 1 Seismic response coefficient
The seismic response coefficient Cs given in the NEHRP Recommended Provisions30,31,32 is used
to represent the design elastic acceleration response of a structure to the input ground motion．The corresponding expression may be derived from UBC Formula(30—4)as
Cs =Cv I／RT
where I =importance factor，for a specific occupancy category，from UBC Table 16-K
Cv =velocity—based ground response coefficient，for a specific seismic zone
and soil profile，from UBC Table 16-R
R =response modification factor，for a specific structural system，from UBC
Table 16-N
T =fundamental period of vibration，from UBC Formula(30—8)or(30—1 0)
The form of this expression indicates that the response coefficient increases as the importance factor increases and the response modification factor and natural period reduce．
The value of the response modification factor is determined from consideration of a structure’s overstrength capacity beyond the point at which the elastic response of the structure is exceeded．
The value of the response modification factor always exceeds unity，which indicates that all structures are designed for forces less than would be produced in a completely elastic structure．This reduced force level is made possible by the energy absorption and dissipation capacity of the structure at displacements in excess of initial yield．Lightly damped structures constructed of brittle materials are unable to tolerate appreciable deformation in excess of initial yield and are assigned low values of R．Highly damped structures constructed of ductile materials are assigned larger values of R．The effect of the importance factor is to increase the seismic response coefficient by 25 percent for essential facilities and hazardous facilities．This raises the seismic level at which elastic response is exceeded and the operational capacity of the structure is impaired．For fundamental periods in excess of approximately one second，the acceleration response of a structure attenuates proportionally to its period and this is reflected in the form of the expression for the seismic response coefficient．
The maximum value of the seismic response coefficient may be derived from UBC Formula(30—5) as
Cs ≤2．5C。I／R
where Ca =acceleration-based ground response coefficient，for a specific seismic
zone and soil profile，from UBC Table 16-Q
This expression controls for shorter periods up to approximately one second． For longer periods，the expression provides conservative values．To prevent too low a value of the seismic response coefficient being adopted for long period structures，the minimum permitted value is given by UBC Formula(30-6)as
Cs≥0.1 lCaI
In seismic zone 4，at locations less than 15 kilometers from a potential source，the minimum
value is further modified by UBC Formula(30—7)to
Cs ≥0．8ZNvI／R
where Z =seismic zone factor from UBC Table 16-I
and Nv =velocity—based near source factor from UBC Table 16-T
Example 2-2(Determination of seismic response coefficient一
A three story，steel，moment—resisting frame with the properties shown in Figure 2—2,a height of 36 feet，and with a damping ratio of five percent is located on a site in zone 3 with an undetermined soil profile．Calculate the value of the seismic force coefficient Cs．
Solution
From Table 2-l，using soil profile type SD for the undetermined soil profile，the ground response coefficients are obtained as
Ca =0.36
Cv =0.54
The minimum permitted value of the seismic response coefficient is given by UBC Formula (30-6) as
Cs =0.1 1CaI
=0.11×1.0 X 0.36
=0.040
The value of the response modification factor，for a moment—resisting frame，is obtained from Table 2—6 as
R =8.5
The natural period，using method A．was derived in Example 2—1 as
TA =0.51 seconds
The seismic response coefficient is given by
Cs =Cv I／RT
=1.00×0.54／(8.5× 0.511)
=0.125
The maximum value of the seismic response coefficient is given by
Cs =2.5C。I／R
=2.5×1.0×0.36／8.5
=0.106…governs
The natural period，using method B and after imposing the limitation of UBC Section 1630．2.2，was derived in Example 2—1 as
TA =0.71 seconds
The corresponding seismic response coefficient is given by
Cs =Cv I／RT
=1.00 x 0.54／(8.5×0.71)
=0.090…governs
2．1．12 Seismic dead load
The seismic dead load W as specified in UBC Section I 630．1．1, is the total dead load of the structure and that part of the service load which may be expected to be attached to the building．
This consists of
● Twenty—five percent of the floor live load for storage and warehouse occupancies．
● A minimum allowance of ten pounds per square foot for moveable partitions．
● Snow loads exceeding thirty pounds per square foot．which may be reduced by seventy——five percent depending on the roof configuration and anticipated ice buildup．
● The total weight of permanent equipment and fittings．
Roof and floor live loads，except as noted above，are not included in the value of W as they are considered negligible by comparison with the dead loads．In designing floor members for gravity loads，the loading intensity specified in UBC Section 1606．2 for moveable partitions is twenty pounds per square foot．This value allows for local concentrations of the partitions，while the overall average value of ten pounds per square foot is adopted for seismic loads．For permanent walls which are constructed of heavier materials，the actual weight of the walls shall be used．Freshly fallen snow，not exceeding thirty pounds per square foot，has little effect on the seismic load as it tends to be shaken off the roof in the initial phase of an earthquake．However ice and compacted snow，exceeding thirty pounds per square foot，may be expected to adhere to the roof and contribute fully to the seismic load．
建筑靜態(tài)水平力分析
2.1水平力決定因素
2.1.1地震帶因素
在UBC表16-1種給出的，地震帶Z因素是估計(jì)規(guī)范的可應(yīng)用場(chǎng)地，它取決于有效的地面加速度峰值即重力加速度g。z值的取值范圍為0.075-0.40，據(jù)此美國在UBC 16-2中劃分為六個(gè)不同的地震區(qū)。地震區(qū)與以475年為周期的地面運(yùn)動(dòng)值相符合，并在50年內(nèi)有10%的可能超過它。這些值是是在歷史記載、地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上確定的，并且為了在地方容許的范圍內(nèi)提供設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的做了調(diào)整。區(qū)域因素與土層特性共同決定了場(chǎng)地影響系數(shù)Ca、Cv，見UBC表16-Q和16-R。這些后來用做反映譜包絡(luò)，見UBC16-3圖解。
2.1.2場(chǎng)地影響系數(shù)
場(chǎng)地影響系數(shù)Ca、Cv是在UBC1629.4.3部分中定義，而且反映了由不同的土壤類型引起的地面震動(dòng)參數(shù)潛在的擴(kuò)大。這些系數(shù)是Z因素、土層Sa-Sf和近源因素Na、Nv的函數(shù)。建筑的基本周期決定結(jié)構(gòu)Ca或Cv系數(shù)，系數(shù)Ca控制大約到一秒的短周期，系數(shù)Cv則控制較長(zhǎng)周期。A類型土層到E類型土層的Ca和Cv的值見表2-1。對(duì)于一個(gè)場(chǎng)地特殊的土質(zhì)調(diào)查研究是必須的，這可以決定對(duì)于土層的F系數(shù)。
2.1.3土層類型
由地震引起的地面震動(dòng)在軟土上要比在硬土或巖石上強(qiáng)。隨著震動(dòng)的傳播通過底層結(jié)構(gòu)的材料，它也許會(huì)增強(qiáng) 也許會(huì)削弱，這由材料的基本周期決定。為了說明這種潛在的影響，規(guī)定中從硬土到軟土定義了六種不同的土壤類型。這種分類等級(jí)可能是由場(chǎng)地在最深100英尺的土層中的剪切波的速度決定的。另外，對(duì)于土壤剖面類型C，D或E的分類也許是根據(jù)材料標(biāo)準(zhǔn)的抗?jié)B力或不排水固結(jié)強(qiáng)度。對(duì)于巖石或堅(jiān)硬的土壤，剪切波速也可通過與從相似成分的巖石測(cè)量值來估計(jì),SB類型土壤剖面被描述為石頭，SB類型是場(chǎng)地影響系數(shù)Ca和Cv都能有效地達(dá)到Z加速度峰值的材料。SB類型土壤大部分在西部。SA類型土壤剖面是堅(jiān)硬巖石，能夠有效地降低場(chǎng)地影響系數(shù)的20%。SA類型土壤大部分在西部。SE類型土壤別稱為軟土，能夠有效地增加波速，基于場(chǎng)地影響系數(shù)Cv 提升230%，SF類型土壤被描述成一種敏感的粘土或者易變形的泥土，對(duì)這種場(chǎng)地一個(gè)特殊的危害評(píng)價(jià)來確定場(chǎng)地的影響系數(shù)。當(dāng)土壤的參數(shù)未知道時(shí)，與UBC 1629.3一致，SD類型土壤可以估定除非SE類型土壤或SF類型土壤出現(xiàn)在場(chǎng)地中。
2.1.4地震源等級(jí)
最大限度瞬間潛在的震源和它的滑動(dòng)率被用來劃分地震源類型。規(guī)范從最活躍的A類型到最不活躍的C類型定義為五個(gè)不同的震源類型。C類型與不活躍的震源有關(guān)，不能夠產(chǎn)生巨大的地震，大多數(shù)經(jīng)常發(fā)生在加利福尼亞的外圍。表2-3 列出不同類型的地震。
2.1.5近源因素
在經(jīng)常發(fā)生大型地震的區(qū)域，比如在4地震帶靠近斷層破裂的地方，在距離震源10千米外擴(kuò)展速度能提高到兩倍。為了說明這些，規(guī)范介紹了兩種近源擴(kuò)大因素。這些是Na加速度基礎(chǔ)因素短周期的結(jié)構(gòu)和Nv速度因素超過一秒的結(jié)構(gòu)。這些因素應(yīng)用于震源為A類型和B類型，和一個(gè)聯(lián)合值應(yīng)用于C類型的與距離無關(guān)。Na和Nv的值在表2.4中給出。
2.1.6自振周期
每一種建筑結(jié)構(gòu)都有它固有的振動(dòng)周期或自振周期，即一次自由振動(dòng)所需要的時(shí)間。決定結(jié)構(gòu)自振周期的因素有結(jié)構(gòu)的剛度和高度。自振周期的值大約在0.1s（對(duì)單質(zhì)點(diǎn)體系）與幾秒（對(duì)多質(zhì)點(diǎn)體系）之間，也可近似的取為建筑層數(shù)的0.1倍。
2.1.11地震反應(yīng)系數(shù)
在NEHRP推薦的版本中給出的地震反應(yīng)系數(shù)用來表明彈性設(shè)計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)在地震運(yùn)動(dòng)中的加速反應(yīng).符合上述表述的公式UBC30-4,如下:
其中: I:重要因素,與場(chǎng)地類型有關(guān)見表UBC 16-K；
Cv:地震反應(yīng)速率系數(shù),與地震帶和地基土有關(guān)見表16-R；
R:地震反應(yīng)限制因素,與結(jié)構(gòu)體系本身有關(guān).見表UBC16-N；
T:自震基本周期,見UBC公式(30-8)或(30-10)。
以上公式表明地震反應(yīng)系數(shù)隨著I(重要因素)的增加,R(地震反應(yīng)限制因素)和T(自震基本周期)的降低而增加。
地震反應(yīng)限制因素的價(jià)值是由考慮結(jié)構(gòu)通過超出彈性反應(yīng)的那部分承載能力所決定的。
地震反應(yīng)限制因素的值總是超出結(jié)構(gòu)整體,這表明所有的結(jié)構(gòu)都將按低于僅按彈性設(shè)計(jì)的承載力進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)承載力的減少很可能是由于建筑結(jié)構(gòu)地震時(shí)發(fā)生超出最初位置的位移產(chǎn)生吸收和消散地震能而造成的。構(gòu)成輕質(zhì)阻尼結(jié)構(gòu)的脆性材料不能承受超出最初位移的適當(dāng)變形,因此被設(shè)定為降低了R(地震反應(yīng)限制因素)的值。構(gòu)成高層阻尼結(jié)構(gòu)的延性性材料被設(shè)定為增大了R(地震反應(yīng)限制因素)的值。重要因素所產(chǎn)生的影響可將重要設(shè)施和有危險(xiǎn)的設(shè)施的地震反應(yīng)系數(shù)提高25%。隨著地震反應(yīng)的彈性設(shè)計(jì)水平提高,建筑結(jié)構(gòu)的工作能力被削弱了。
對(duì)于那些基本周期超出一秒的場(chǎng)地,從周期來看對(duì)稱結(jié)構(gòu)會(huì)加速地震反應(yīng),這可從地震反應(yīng)系數(shù)的表達(dá)式可反應(yīng)出。
地震反應(yīng)系數(shù)的最大值可由
得出,如下:
Cs≤2.5CaI/R
Ca=場(chǎng)地加速度反應(yīng)系數(shù),與地震區(qū)劃和地基土有關(guān)。見UBC表16-Q.
以上表達(dá)式僅適用于周期低于1s的建筑而言,對(duì)于更長(zhǎng)的周期,表達(dá)式給出了保守值。
為使長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)系數(shù)不至于太低, 公式UBC(30-6)給出了Cs的最小值。
如下:
Cs≥0.11 CaI
在地震區(qū)劃4中,距離震源少于15Km的位置, 地震反應(yīng)系數(shù)的最小值被進(jìn)一步修改,見公式UBC(30-7)T:
Cs≥0.82NVI/R
Z:地震反應(yīng)因素。見UBC表16-I
NV:震源附近的波速。見UBC表16-T。
例2-2:(確定地震反應(yīng)系數(shù))
又一個(gè)例子:一鋼框架建筑抵抗瞬間地震反應(yīng)見表2-2,高36尺,阻尼比為5%,場(chǎng)地為第三區(qū)劃,地基土為不確定的簡(jiǎn)單土質(zhì)。計(jì)算地震反應(yīng)系數(shù)的值Cs。
答案: 由表2-1得:用SD型土代替題目中并不確定的土壤類型,則場(chǎng)地反應(yīng)系數(shù)可得:
Ca=0.36, Cv=0.54
由公式UBC(30-6)給出的地震反應(yīng)系數(shù)允許最小值:
Cs=0.11 CaI
=0.11×1.0×0.36
=0.040
對(duì)于一個(gè)受瞬間地震作用的框架而言, 地震反應(yīng)限制因素的值可由表2-1得: R=0.85。
自震周期,用方法A可由例2-1得到如下:TA=0.51秒。
地震反應(yīng)系數(shù)可按下式得到: Cs=2.5CaI/R=2.5×1.0×3.6/0.85
=0.106 滿足要求
自震周期,自遭受UBC1630.22部分限制后可由方法B由例2-1得出如下:
TA=0.71秒.。
與題意相符的地震反應(yīng)系數(shù)可由下式得出:
Cs= Cv I/RT
=1.00×0.54/(8.5×0.71)
=0.090 滿足要求
2.1.12地震恒載
在UBC1630.1.1版本中給出的地震恒載W是指整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)恒載以及需要安裝在建筑物上的設(shè)備荷載之和。
其組成如下：
● 25%的倉庫營業(yè)期間的樓面活載。
● 可動(dòng)設(shè)備每平方英尺十磅重最小限額。
● 每平方英尺超出30英鎊的雪荷載，或許能通過考慮樓層構(gòu)造和預(yù)想的冰載減少75%。
● 永久設(shè)備的總重。
除了以上所提到的，樓面和屋面活載沒被包含在W（重量）的值中，因?yàn)橄啾群爿d而言它們可以忽略不計(jì)?？紤]重力荷載而設(shè)計(jì)的樓層構(gòu)件，荷載極限值按UBC1606.2版可動(dòng)設(shè)備確定的值為20磅每平方英尺。這個(gè)值考慮到隔墻的集中荷載，然而每平方英尺10磅的總平均值是地震荷載所允許的。對(duì)于構(gòu)成較重材料的承重墻，墻體的實(shí)際重量將被用到。對(duì)于剛下落的松散的雪載，當(dāng)荷載值不超過30磅每平方英尺，將對(duì)地震荷載幾乎沒影響，因?yàn)樵诘卣鸬淖罱K階段雪將被抖落掉。然而冰和壓實(shí)的雪，當(dāng)其荷載值超過30磅每英尺時(shí)，將被考慮到附著在樓面上以及產(chǎn)生附加的地震作用。
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