ASCE 7-22设计学习笔记第六期
- 2026-02-04 11:27:15
学习12.9章内容
(a) Equivalent Lateral Force Procedure | Section12. 8 |
(b)Modal Response Spectrum Analysis | Section12.9.1 |
(c)Linear Response History Analysis | Section12.9.2 |
(d)an analysis procedure | Authority Having Jurisdiction |
(e)Nonlinear Response History Analysis | Chapter16 |
书接上文，12.8节对应的是12.6节的方法a，等效剪力法就是通过静力等效，把设计反应谱转换为基底剪力，逻辑简单，是最常规的计算方法，SDC-B/C的规则高度不超限制的结构可用，抗震等级超过C或者不规则的结构禁止使用ELF。今天我们就基于12.9章节，看看方法b、c的使用规则和适用范围。
ELF简单的原因，是因为它的结构模型是假设结构像一个悬臂杆整体晃动，它是基于第一周期T的固定公式，所以它对结构的规则性、高度有着限制要求，通过单向推力（单自由度）和扭转修正（放大系数）来模拟和简化计算抗震力。而模态法（本文后面都这么称呼方法2）则是多自由度的，把整体结构拆成多个独立的振动模型，分别计算，然后选择不同的组合方法组合不同振型的贡献。
模态反应谱的计算和组合，12.9.1.1给出了组合前如何对不同振型进行调整，用于计算层间位移、支座反力及构件的内力时需要的设计参数，当用于复核构件强度（如构件的剪力、弯矩时）需要除以折减系数R/Ie，当用于复核正常使用的位移（如层间位移等）需要乘以放大系数Cd/Ie。不同的模态贡献要在组合前做好折减或放大的调整，而不能在组合后再折减，这个要注意。
12.9.1.3则给出了如何组合12.9.1.2计算出的数值，三种方法其实就是三种不同的数学组合方法，从名字就能看出来，不同的计算方式对应不同的计算假定和适用场景。其中说到，模态很接近或者存在显著相关性的情况下，一定要使用CQC（或CQC-4），而不能使用SRSS。
SRSS（开方平方和法） The Square root of the sum of the square | 适用于较规则的结构，无明显振型耦合情况（简单判断就是是否存在水平不规则1，但是相反不然） |
CQC（完整二次组合） The complete quadratic combination |
1、不同模态周期接近（不同振型的周期比体现） 2、平动扭动有明显耦合情况 3、CQC-4用于特定复杂结构 |
CQC-4（ASCE-4调整版的完整二次组合） |
其中CQC和CQC-4的触发条件是一样的，只是CQC-4是特殊版本，ASCE-4是《Seismic Analysis of Safety-Related Nuclear Structures》，常规的项目和结构用不上，除非核电项目或者业主明确要求吧，这里不做展开。
ELF作为第一振型的简化方法，提供了高阶振型和复杂动力情况的下限保证，所以，通过模态法计算出的基底剪力要和ELF计算的剪力进行对比缩放，这就是12.9.4的大方向。
Scaling of the forces （保证modal法计算出的剪力不小于ELF计算出的数值） | Step1：当T＞CuTa，则选用CuTa来替换T Step2：用step1确定的T来计算V Step3：用于强度计算时，要乘以（V/Vt） （保证用modal算出来的不保守于ELF的数值） |
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Scaling of the drifts | Step1：判断Vt＜CsW（Cs使用12.8-7公式） Step2：用于位移计算时，要乘以CsW/Vt （保证用modal算出来的不保守于method2的数值） |
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12.9.1.5水平剪力分配，分配方法按12.8.4即同ELF的分配，偶然扭转通过施加静态力矩Mta考虑，并与12.9.1.4缩放后的的设计值进行组合。
正文还像人话，就是把静态力矩，我们看一下不像人话的exception：
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Step1：判断是否存在不存在水平不规则1 | Mta纳入动态模型，即不用想12.9.1.5的直接组合静力矩；就是使模态本身就包含偏心，进行模态计算 |
Step2：TIR≤1.6 （注意不是和step1矛盾，他们是流程的下一步） | 继续往后算，也不用Ax放大 |
TIR＞1.6 | 第一步虽然判断为不存在水平不规则1，但是现在有了，现在不规则了，放弃exception，回归12.9.1.5的静态法，且需要考虑Ax放大（按12.8.4.3） |
是不是还没懂，什么时候用正文，什么时候用exception，其实简单来说就是正文的静力组合是通用钥匙，是保底的方法，exception是可以简化的方法，但是有苛刻的条件，如果达不到，还得回去正文。但是也是针对不出现水平不规则1的结构，如果你本身就不规则，那直接正文的方法。我感觉直接用正文方法吧，要不然还得来回验算也麻烦。
Modal法的P-Delta效应，正文中提及，按12.8.6和12.8.7计算，需要提醒大家的是，这里看起来好像和ELF法没区别，但是这里的V应该是上文进行复核或者缩放过的基底力和位移。
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12.8.1.7节我就不展开了，12.9.1.8有个地方我觉得需要提及一下，就是建模要求，如果使用模态法时，即使是非刚性屋面，也需要显性3D建模，要通过shell单元赋予真实的面内剪切刚度，让其参与整体振动。
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其实把，咱们普通的设计项目，搞定ELF和MODAL就够了，时程分析法除非遇到近断层高烈度的项目，而方法d的非线性法估计也用不咋到，就不做展开了，下面我感觉在学习一下12.10的部分内容就可以结合软件稍微来看一下实际模型怎么考虑地震力，大家敬请期待。本期完~
本期到此结束~
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