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地震力到底是怎么算出来的？系列（一）
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一、刚度的概念，单自由度体系的底部剪力法 很多人买房子的时候都会说这个房子「抗震」，那个房子不「抗震」。房子抗震的前提，当然是结构工程师在设计它的时候合理的考虑了抗震要求。那什么才叫满足抗震要求呢？或者说，结构工程师是怎么确定房子能不能抗震呢？设计房子的时候，需要考虑多大的地震力呢？ 最简单的情况是一层房子，比如说，我们有下面这个一层的小房子，那设计这个小房子的时候需要考虑多大的地震力呢？ 首先，我们要知道两个数据：房子的质量和房子的刚度。质量好理解，就是房子有多重，比如我们这个一层的小房子重300吨，也就是300000千克。刚
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地震力到底是怎么算出来的？[Part.12]
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关键词： 钢结构建筑设计
抗震结构建筑设计
上一篇我们讨论了如何从各振型的最大值估算组合之后的最大值。掌握了这个估算的方法，我们就可以把我们早已得出的反应谱利用起来，代替繁复的时程分析。这也就是我们常说的振型分解反应谱法。 还是我们的三层小房子，我们已经得到了特征矩阵和振型参与系数。 在 part.11 里我们从参与系数和特征矩阵出发，得到了振型的组合系数。 同时，我们还知道这个三层房子的三个自振周期： 在 part.6 里，我们利用反应谱求出了对应于第一周期的地震影响系数。也就是反应谱中横坐标对应0.547秒，纵坐标为 0.134。 同样
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地震力到底是怎么算出来的？[Part.4]
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关键词： 钢结构建筑设计
抗震结构建筑设计
上一篇我们讨论了如何从地震的实测地面加速度入手，得到房子的等效地震加速度，也就是所需要承受的地震力。地震作用的大小，其实只跟房子的自振周期有关。（已经转载到第四部分了，再次声明，转载自知乎猪小宝，想了解更多请联系楼主。） 比如说，同样都是1995年的阪神地震，房子的自振周期不同，其地震力与自身重力的比值就完全不同。 如果房子的自振周期是0.243秒，那么最大地震力与自身重力的比值为1.47。 如果自振周期是0.5秒，最大地震力与自身重力的比值就是2.14。 如果自振周期是1秒，最大地震力与自身重力的比值
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地震力到底是怎么算出来的？[Part.3]
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关键词： 建筑结构设计
抗震结构设计
第二篇我们讨论了动力时程分析。所谓的动力时程分析，也就是对于我们这个小房子，已知一条真实的地震波，如何求解在这个地震作用下房子的位移情况。 比如我们以1995年阪神地震为例，如果我们的小房子经受一场跟阪神地震一模一样的地震，那它的位移就是图中的红色曲线。横坐标是时间，而纵坐标就是每个时刻的位移值。 我们注意到，对于每一个时刻而言，都有一个相对应的位移值。对于这每一个时刻的位移值，也都有相对应的作用力。位移乘以刚度，就是相对应的地震作用力，也就是说。比如我们上一篇里就通过7.832毫米这一位移值，得到了1566千牛这一地震作用力。 再回到第一篇，我们是如
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地震力到底是怎么算出来的？[Part.8]
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关键词： 钢结构抗震设计
抗震结构建筑设计
今天继续振型分解。上一篇我们通过特征矩阵和质量矩阵、刚度矩阵得到了 principal 质量矩阵和刚度矩阵。 把这两个矩阵的三个数值分别一一对应起来，0.552质量对应72.933刚度、0.859质量对应890.34刚度……刚度除以质量，然后再开平方，得到的就是频率。 发现了什么没有？没错，我们得到的就是房子的三个自振频率。 我们再回过来看我们的特征矩阵是如何得到的。 注意到，我们人为规定了的特征矩阵的第三行等于1。事实上，这只是一个人为规定，并没有特别的意义。我们完全可以规定让第一行都等于1，或者第二行都等于1，或者
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地震力到底是怎么算出来的？（连载2）
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我们上一篇说到，我们小房子的地震力是471千牛。地震来了，就相当于有一个变形金刚那么大的千斤顶在水平方向推房顶，施加的推力是471千牛。但我们也知道，这只是「相当于」而已。实际地震的时候，并没有变形金刚在推房子，那房子又是怎么倒的呢？地震是如何作用到房子上的呢？ 想象这样一个场景，你站在原地不动，另一个人用力推你的肩膀，是不是很容易站不稳呢？再换一个场景，你站在公交车上，公交车突然刹车，你是不是也很容易站不稳呢？这两种情况对你而言，是不是等效的呢？ 有人推你，你脚在地面上不动，肩膀被人向后推，所以站不稳。公交车急刹车，脚跟着公交车地面减速，但上半身还维持着之前高
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地震力到底是怎么算出来的？（连载3）
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第二篇我们讨论了动力时程分析。所谓的动力时程分析，也就是对于我们这个小房子，已知一条真实的地震波，如何求解在这个地震作用下房子的位移情况。比如我们以1995年阪神地震为例，如果我们的小房子经受一场跟阪神地震一模一样的地震，那它的位移就是图中的红色曲线。横坐标是时间，而纵坐标就是每个时刻的位移值。 我们注意到，对于每一个时刻而言，都有一个相对应的位移值。对于这每一个时刻的位移值，也都有相对应的作用力。位移乘以刚度，就是相对应的地震作用力，也就是说。比如我们上一篇里就通过7.832毫米这一位移值，得到了1566千牛这一地震作用力。 再回到第一篇，我们是如何求房子的自
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地震力到底是怎么算出来的？（连载1）
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很多人买房子的时候都会说这个房子「抗震」，那个房子不「抗震」。房子抗震的前提，当然是结构工程师在设计它的时候合理的考虑了抗震要求。那什么才叫满足抗震要求呢？或者说，结构工程师是怎么确定房子能不能抗震呢？设计房子的时候，需要考虑多大的地震力呢？ 最简单的情况是一层房子，比如说，我们有下面这个一层的小房子，那设计这个小房子的时候需要考虑多大的地震力呢？首先，我们要知道两个数据：房子的质量和房子的刚度。质量好理解，就是房子有多重，比如我们这个一层的小房子重300吨，也就是300000千克。刚度比较复杂一点，我们这个小房子的刚度是200千牛每毫米，什么意思呢？意思就是如果我拿一个变形金刚那么
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地震力到底是怎么算出来的？[Part.11]
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关键词： 钢结构建筑设计
抗震结构建筑设计
我们前一篇说了振型分解的时程分析。时程分析虽然好，但是缺点也很明显，就是实在太麻烦了。为了进行时程分析，我们必须求出每一个时刻、每一个振型的地震响应，这个计算量实在太大了。有没有什么简便方法呢？ 注意到，到目前为止，我们时程分析的目的只是为了整个曲线的最大值。换言之，我们关心的只是所有的时刻里面最不利的那一个时刻，其余时刻的情况我们并不关心。事实上，简便方法我们前面已经说过了。我们用很大篇幅讨论了反应谱，其作用之一就是可以通过周期直接得出地震响应的最大值，省去了整个时程分析的全过程。 不过，在把反应谱应用到振型分析之前，我们得先解决另一个问题。因为反应谱给出的只是地震响应的
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地震力到底是怎么算出来的？[Part.13]
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关键词： 钢结构建筑设计
抗震结构建筑设计
前面我们讲了地震力的计算，今天我们举一个小例子，看一下抗震分析的具体步骤。这个小例子并不是实际工程，只是一个课堂作业，所以有一定的简化，只是为了更好的掌握基本原理和概念。实际的工程设计要复杂的多，但是基本步骤是类似的。 抗震设计的第一步是确定结构的抗侧力体系。框架？带支撑框架？剪力墙？筒体？平面如何布置？立面是否连续？这些都是要考虑清楚的问题。 这个课堂作业采用的抗侧力体系是四榀钢筋混凝土框架。只有这四榀混凝土框架承受侧向力，其余的梁柱不承受任何侧向力，角柱也不承受侧向力。所有的南北方向的侧向力，都由沿南北方向的两榀框架承担，东西方向也同样如此。虽然效率比较低，
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地震力到底是怎么算出来的？[Part.9]
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关键词： 钢结构抗震设计
抗震结构建筑设计
上一篇里，我们把三层房子的质量分配到了三个振型里。第一振型分得了91.4%，第二振型分得了7.5%，第三振型只分得了可怜的1.1%。 我们在 part.6 里提到了，对于多层房子来说，影响地震作用有两个因素：一个是质量，我们已经得到了每个振型的质量；另一个则是高度，也是我们接下去要处理的内容。 对于每个振型，我们得到 Lθ 这个参数。看上去挺复杂，其实是这么算的： 然后，我们上一篇得到了另一个参数 Lh。每个振型的 Lθ 除以 Lh，我们就得到了每个振型的有效高度。 层高都是4米，以层高为单位高度，把每个振
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地震力到底是怎么算出来的？[Part.7]
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关键词： 钢结构建筑设计
抗震结构建筑设计
混凝土结构设计
对于我们的三层房子，我们用求质量矩阵和刚度矩阵的特征值的方法得出了房子的自振频率，进而确定了房子的自振周期。 质量矩阵和刚度矩阵的意思，我们前面已经说过了。这两个矩阵的特征值再开方，就是自振频率。同时，我们还得出了这两个矩阵的特征矩阵。那么自振周期和特征矩阵有什么进一步的用处呢？ 注意到，通过等比例缩放特征矩阵的列，我们使得特征矩阵的第三行值都是1。这个特征矩阵是什么意思呢？ 如果我们取特征矩阵的任意不相同的两列，比如第一列和第二列，第二列和第三列，其中之一转置之后，乘以质量矩阵或者刚度矩阵，再乘以剩下的那一列，那么结果都是0。 &n
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再不知道受弯构件斜截面受力怎么算，就把这个拿出来看看
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教授级别老师根据新规范GB50010-2010编写“受弯构件斜截面受力分析”，也许你已经看过很多类似的受力分析，但是多看几个版本绝对对你有好处，每个老师的着重点都会不同哦！ &nbs
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钢板的正确计算方式怎么算？
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1米=3.281英尺 1英寸=25.4毫米 1磅=0.4536公斤 1公斤力=9.81牛顿 1磅力=4.45牛顿 1兆帕=145.161磅/英寸 钢的比重（密度）：7.8g/cm³ 不锈钢比重*（密度）：7.78g/cm³ 铝的比重（密度）：2.7g/cm³ 锌比重（密度）：7.05g/cm³ 各种钢材理论重量计算公式如下：名称（单位） 计算公式 符号意义 圆钢盘条（kg/m） W=0.006165×d×d d=直径mm&
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怎么算钢筋锚固长度
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关键词： 怎么算钢筋锚固长度
钢筋算量基本方法小结
下部纵筋锚入支座只需12d
剪力墙在立面上有各种洞口
受力筋的长度是依据轴网计算的
钢筋锚固长度怎么算 钢筋算量基本方法小结 一、梁 （1） 框架梁 一、首跨钢筋的计算 1、上部贯通筋 上部贯通筋（上通长筋1）长度＝通跨净跨长＋首尾端支座锚固值 2、端支座负筋 端支座负筋长度：第一排为Ln/3＋端支座锚固值； 第二排为Ln/4＋端支座锚固值 3、下部钢筋 下部钢筋长度＝净跨长＋左右支座锚固值 以上三类钢筋中均涉及到支座锚固问题，那么总结一下以上三类钢筋的支座锚固判断问题： 支座宽≥Lae且≥0.5Hc＋5d，为直锚，取Max{Lae
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钢筋锚固长度怎么算
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钢筋锚固长度怎么算？ 一、梁 1）框架梁 （一）、首跨钢筋的计算 1、上部贯通筋：上部贯通筋（上通长筋1）长度＝通跨净跨长＋首尾端支座锚固值 2、端支座负筋端支座负筋长度：第一排为Ln/3＋端支座锚固值；第二排为Ln/4＋端支座锚固值 3、下部钢筋下部钢筋长度＝净跨长＋左右支座锚固值以上三类钢筋中均涉及到支座锚固问题，那么总结一下以上三类钢筋的支座锚固判断问题：支座宽≥Lae且≥0.5Hc＋5d，为直锚，取Max{Lae，0.5Hc＋5d }。 钢筋的端
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相邻地下车库只有一跨时怎么算深度修正？
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我们反复强调：概念为先，机理为本。 任何一个参数，背后都有一个“机理”在支撑。要把握机理，不要任性理解。 主裙连体建筑物，当计算主楼地基承载力时，需要计算“等效埋置深度”，当前习惯做法是将“裙房荷载”按等效重量原则换算成一定厚度，那么裙房荷载取用的水平距离是多大呢（称为：配重有效宽度）？下面用普朗德尔-瑞斯纳（Prandtl-Reissner）极限承载力原理试做解释。 1920年普朗德尔(Prandtl)利用塑性力学针对无埋深条形基础得到极限承载力的理论解，1924年雷斯诺(Reissner)将其推广到有埋深的情况。 假定：（1）γ=0，（2）基底完全光
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上部结构刚度传给基础怎么算
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在实际情况中，基础与上部结构总是共同工作的，从受力角度看它们是不可分开的一个整体。但是在设计中基础与上部结构通常分开来做，在设计基础时，通常只考虑上部结构传给基础的荷载，而上部结构传给基础的刚度贡献则很少考虑或者只能非常粗略的用一些经验参数来考虑。 不考虑上部结构的刚度贡献，将会低估基础的整体性，很可能会导致错误的基础变形规律，造成基础设计在某些局部偏于不安全，而在另一些局部又偏于浪费。 SATWE程序，在上部结构计算中，增加了上部结构刚度向基础凝聚的功能。为之后的基础计算分析提供了方便，不但能接受上部结构传来的荷载，同时还将叠加上部结构传来的
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[钢结构·探讨]“柱脚”引发的吐槽
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17年10月份，我们收了一批异型楼梯、异型连桥的方案配合（大大小小有八九个），跟着建筑方案改来改去，一直改到了18年的10月份（至今为止，大部分还在折腾方案）。当大家都筋疲力尽的时候，设计院发生了一些人员变动。 为了方案能顺利推进，这些异型楼梯、连桥的施工图果然“不负众望”，都压到了我们身上。 在模型计算阶段，本着“求真负责”的精神，我们采用实体壳元建模。你知道，这意味着，方案改一次，我们就得建一次模，这个过程的曲折和艰难，不是本篇吐槽的重点。 毕竟，我有无敌的同事，经过这一年的“千锤百炼”，他们处理模型的速度已经与甲方调整方案的速度势均力
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