【JY】YJK前处理参数详解及常见问题分析（六）：地震信息
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【地震信息詳解】
一、地震信息
?A區參數詳解
1、設計地震分組
設置設計地震分組。
2、按新區劃圖計算
按照《中國地震動參數區劃圖GB18306-2015》確定地震影響系數最大值。
3、設防烈度
設置設防烈度。
4、場地類別
設置場地類別。
5、特征周期
設置場地特征周期。
6、周期折減系數
設置結構周期折減系數。高層建筑結構整體計算分析時，只考慮了主要結構構件（梁、柱、剪力墻和筒體等）的剛度，沒有考慮非承重結構構件的剛度，因而計算的自振周期較實際的偏長，按這一周期計算的地震作用偏小。因此，在計算地震作用時，對周期進行折減。該參數只影響地震效應計算，不影響結構固有屬性分析。
7、分析類型
軟件提供三種特征值計算方法由用戶選擇，有LANCZOS、WYD-RITZ法和RITZ向量法，常用的為WYD-RITZ法。
LANCZOS法，軟件采用一個帶重正交的迭代塊Lanczos方法，向量生成步驟與迭代Ritz向量法一致，其差別是Lanczos方法利用了Ritz向量生成過程中的正交歸一化系數。迭代Lanczos方法的前兩步與迭代Ritz向量法完全一致。YJKFea計算軟件是在較小的Krylov空間上完成Lanczos過程，然后用最好的q個近似特征向量作為下一次Lanczos過程的初始向量。這樣的方案是一個子空間迭代與Krylov空間結合的算法，具有與子空間迭代法同樣的可靠性。
WYD-RITZ法為地震計算傳統的、常用的算法。Ritz向量法是由Wilson，Yuan（袁明武）和Dickens在1982年提出, 并稱為WYD-Ritz向量法，它最初用來求解地震的動力響應問題。由于它的基向量是由地震作用生成的，這一方法又廣泛地被稱為“載荷相關的Ritz向量法（load dependent Ritz vector approach）”。后來，袁明武等將這一方法用于大型特征值問題的計算，使Ritz向量法成為一種極為有效的特征值算法。在2002年我們將迭代引入Ritz向量法來改善其特征值與特征向量的精度，使其成為一種高效的精確特征值算法。
在使用傳統算法即WYD-RITZ法計算大規模多塔、大跨、豎向地震等時，有時計算的振型數很多（幾十個甚至一百幾十個）但仍達不到需要的質量參與系數時，用戶可以考慮選擇Ritz向量法計算地震作用。Ritz向量法在Etabs等著名軟件中也有提供，它可以通過計算不多的振型個數（一般50個以內已經足夠）達到要求的質量參與系數。
RITZ向量法考慮了荷載的空間分布，并且可以忽略不參與動態響應的振型，從而原系統方程的部分近似特征解。與精確特征值算法相比，該方法可以用更少的計算量達到更精確的結果，使用計算不多的振型個數就可達到要求的質量參與系數。但是其結果在一些情況下會偏于保守，雖然這種方法計算的質量參與系數并不是精確結果，但如果采用2次不同振型個數計算出的參與質量達到值相近即可已達到足夠的精度。
8、用戶定義振型數
選擇該參數，用戶可以自己指定計算振型個數。?
《抗震規范》5.2.2條文說明中指出：振型個數一般可以取振型參與質量達到總質量90%所需的振型數。
《高規》5.1.13條規定：抗震設計時，B級高度的高層建筑結構、混合結構和本規程第10章規定的復雜高層建筑結構，宜考慮平扭耦聯計算結構的扭轉效應，振型數不應小于15，對多塔樓結構的振型數不應小于塔樓數的9倍，且計算振型個數應使振型參與質量不小于總質量的90%。
計算振型個數可根據剛性板數和彈性節點數估算，可通過有效質量系數確認計算振型數是否夠用。
軟件在計算時會判斷填寫的陣型個數是否超過了結構固有振型數，如果超出，則軟件按結構固有振型數進行計算，不會引起計算錯誤。
9、程序自動確定振型數質量參與系數之和（%）
軟件將根據振型累積參與質量系數達到“質量參與系數之和”的條件，自動確定計算的振型數。?
相關條文：
《抗規》5.2.2條、《高規》5.1.13條
10、最多振型數量
用戶可以指定計算使用的“最多振型數量”。如果在達到“最多振型數量”限值時，振型累積參與質量依然不滿足“質量參與系數之和”條件，程序也不再繼續自動增加振型數。
如果用戶沒有指定“最多振型數量”，則軟件根據結構特點自動選取一個振型數上限值。
11、按主振型確定地震內力符號
用于控制是否按照主振型確定地震內力符號，CQC振型組合需要開方，數值均大于零，因此需要按照一定規則確定CQC組合后的數值符號。勾選此項，則按照主振型確定地震內力符號，否則按照該數值絕對值最大對應的振型確定符號。
?B區參數詳解
1、砼框架抗震等級
該參數用來確定（型鋼）混凝土框架抗震等級，應用于建模時按框架梁、柱、支撐方式輸入的混凝土、型鋼混凝土、鋼管混凝土構件。
2、剪力墻抗震等級
該參數用來確定建模時輸入的混凝土、鋼板混凝土、配筋砌塊砌體墻的抗震等級。
3、鋼框架抗震等級
該參數用來確定建模時按框架梁、柱、支撐方式輸入的鋼構件的抗震等級。
4、抗震構造措施的抗震等級提高/降低一級
該參數用來設置抗震構造措施的抗震等級相對抗震措施的抗震等級的提高（或降低），主要用于抗震構造措施的抗震等級與抗震措施的抗震等級不同的情況。
5、框支剪力墻結構底部加強區剪力墻抗震等級自動提高一級
根據《高規》表3.9.3、表3.9.4，框支剪力墻結構底部加強區和非底部加強區的剪力墻抗震等級一般情況下相差一級。選取此項時，框支剪力墻結構底部加強區剪力墻抗震等級將自動提高一級，省去設計人員手工指定的步驟。
6、地下一層以下抗震構造措施的抗震等級逐層降低及抗震措施四級
勾選此參數，軟件對地下1層的抗震措施和抗震構造措施不變，對地下2層起抗震構造措施的抗震等級逐層降低一級，但不低于四級。對地下2層起的抗震措施取為四級。
?C區參數詳解
1、結構阻尼比全樓統一/按材料區分
這里的阻尼比只用于地震作用計算，軟件提供了全樓統一阻尼比和按材料區分阻尼比兩種計算方法。?
（1）全樓統一阻尼比
軟件計算時對整體結構各振型采用統一的阻尼比。
《抗震規范》5.1.5條規定：除有專門規定外，建筑結構的阻尼比應取0.05。
《抗震規范》8.2.2條對鋼結構抗震計算的阻尼比做出了規定。
《高規》11.3.5條規定：混合結構在多遇地震作用下的阻尼比可取為0.04。
其他情況根據相關規范規定取值。?
（2）按材料區分阻尼比
這里可以設置各種材料的不同阻尼比，軟件根據各構件的應變能加權平均的方法來計算各階振型阻尼比。
這種情況下，應變能貢獻大的構件對該振型的阻尼比貢獻較大，反之則較小。
相關條文：
《抗規》10.2.8條文說明
2、考慮偶然偏心
如果設計人員勾選該選項，則軟件在計算地震作用時，分別對X、Y方向增加正偏、負偏兩種工況，偏心值依據“偶然偏心值（相對）”參數的設置，并且在整體指標統計與構件設計時給出相應計算結果。
對于偶然偏心工況的計算結果，軟件不進行雙向地震作用計算。
相關條文：
《高規》4.3.3條
3、偶然偏心計算方法
1、等效扭矩法
首先按無偏心的初始質量分布計算結構的振動特性和地震作用；然后計算各偏心方式質點的附加扭矩，與無偏心的地震作用疊加作為外荷載施加到結構上，進行靜力計算。這種模態等效靜力法比標準振型分解反應譜法ST-MRSA計算量小，但在復雜情況下會低估扭矩作用。
為了減少計算時間并保證一定的計算精度，傳統的等效扭矩法是按照如下步驟進行簡化計算：
(1) 先按無偏心的初始質量分布計算結構的振動特性和地震作用；
(2) 不重新計算各偶然偏心情況下固有振型與頻率，按照前面的四種偏心方式計算各質點的附加扭矩；
(3) 四種偏心方式下的附加扭矩與無偏心的地震作用疊加，形成了相應于四種偏心方式的地震作用。
這種方法的本質是用地震力作用點的偏移代替結構質心的偏移，從而不再求解偏心結構的特征方程，大大減少了計算量。這一類方法本質上是各模態的靜力等效方法。
2、瑞利-利茲反應譜法
與等效扭矩法相比，瑞利-里茲投影反應譜法具有以下優點：
（1）等效扭矩法是一種靜力等效的方法，沒有考慮振型耦合作用。而瑞利-里茲投影反應譜法近似地進行了振型重新分析，比較精確地求解了偏心后結構的特征值，其計算結果更接近完全重新分析。
（2）等效扭矩法需要對各偏心情況下的各模態進行靜力分析和內力計算，與振型數量成倍數關系。瑞利-里茲投影反應譜法通過對原有結構的振型進行變換得到新的振型以及內力，內存占用以及計算時間大幅度減少。
4、考慮雙向地震作用
《抗震規范》5.1.1.3條規定：“質量和剛度分布明顯不對稱的結構，應計入雙向水平地震作用下的扭轉影響；”
勾選該項，則X、Y向地震作用計算結果均為考慮雙向地震后的結果；如果有斜交抗側力方向，則沿斜交抗側力方向的地震作用計算結果也將考慮雙向地震作用。
5、自動計算最不利地震方向的地震作用
軟件自動計算最不利地震作用方向，并在WZQ.OUT文件中輸出該方向，并提供“自動計算最不利地震方向的地震作用”參數。如果勾選該項，且計算出的最不利地震作用方向與X、Y軸夾角的絕對值均大于15°時，軟件自動計算該方向地震作用。相當于在參數“斜交抗側力方向角度”中自動增加了一個角度方向的地震作用計算。
6、斜交抗側力構件方向角度
《抗震規范》5.1.1.2條規定：“有斜交抗側力構件的結構，當相交角度大于15°時，應分別計算各抗側力構件方向的水平地震作用。”
如果工程中存在斜交抗側力構件與X、Y方向的夾角均大于15°，可在此輸入該角度進行補充計算。
當輸入一個角度時，程序會自動生成兩個相互垂直的角度，這兩個角度的方向為沿X和Y軸向逆時針轉。比如輸入角度25，則程序自動生成EXM 25和EYM 25，EXM 25的方向為沿整體坐標X方向逆時針轉25度，EYM 25的方向為沿整體坐標Y方向逆時針轉25度。
7、活荷載重力荷載代表值組合系數
計算重力荷載代表值時的活荷載組合值系數。
8、地震影響系數最大值
地震影響系數最大值由“設防烈度”參數控制，軟件會根據該參數的變化自動更新地震影響系數最大值。?
如果要進行中震彈性或不屈服設計，設計人員需要將“地震影響系數最大值”手工修改為設防烈度地震影響系數最大值。
9、用于12層以下規則砼框架結構薄弱層驗算的地震影響系數最大值
該參數用于按照《抗規》5.5.4條簡化方法對12層以下純框架結構的彈塑性薄弱層位移計算。
10、豎向地震作用系數底線值
規范條文：《高規》4.3.15 高層建筑中，大跨度結構、懸挑結構、轉換結構、連體結構的連接體的豎向地震作用標準值，不宜小于結構或構件承受的重力荷載代表值與表4.3.15所規定的豎向地震作用系數的乘積。
軟件處理：當“地震作用計算信息”選擇“計算水平和反應譜方法豎向地震作用”時，該參數被激活。軟件可通過此參數來確定豎向地震作用的最小值，當振型分解反應譜法計算的豎向地震作用小于此值與結構重力荷載代表值的乘積時，將自動取該參數與結構承受的重力荷載代表值的乘積作為豎向地震作用的結果。?
程序可根據不同的設防烈度確定該參數的缺省值，同時用戶可人工干預。
11、地震計算時不考慮地下室的結構質量
勾選此項，軟件在計算地震作用時，將不考慮地下室各層的質量。
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