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etabs荷载工况组合与加载
第八章荷载工况、荷载组合及施加荷载
ETABS寸于施加荷载的处理方法是首先要定义荷载工况，然后给各个荷载工况中指定荷载。
ETABS
中的荷载工况包括静力荷载工况、反应谱工况、时程工况、静力非线性Pushover工况、施工顺序加
载工况。
静力荷载工况又细分为恒荷载工况、活荷载工况、地震荷载工况、风荷载工况、雪荷载工况等。
ETABS可以按照相关国家的规范自动生成设计荷载组合，同时也允许工程师自己定义需要的设计荷载组合。
本章将介绍静力荷载工况、反应谱工况、风荷载、设计荷载组合的定义方法、荷载的施加以及荷载的显示输出。
8.1荷载工况定义
ETABS定义荷载工况的特点在于其灵活性与科学性。
工程师可以对荷载工况的任意参数进行修改，人为控制荷载的定义。
这就要求工程师对于荷载工况的每一项参数深刻理解。
这对工程师对于结构分析的整体把握是有帮助的。
本节将主要介绍静力荷载工况、反应谱工况、活荷载折减以及荷载组合的定义方法。
8.1.1定义静力荷载工况
进行结构分析之前，首先要定义荷载工况。
ETABS中对于荷载工况的数目没有限制。
如果希望
单独查看某些荷载作用下的结构内力、变形等，则可以将这些荷载单独定义为一个荷载工况。
点击定义〉静荷载工况命令，弹出定义静荷载工况名对话框（图8-1）。
图8-1定义静载工况名对话框
何载
输入荷载工况名称。
名称只能是字母和数字。
类型
下拉框中选择荷载类型。
ETABS根据荷载类型自动进行荷载组合。
自重乘数
自重系数。
自动侧向荷载
在下拉框中选择侧向荷载对应的各国家规范，工况和风荷载工况有效。
此下拉框只对地震荷载
点击
添加新荷载（按
钮）
点击按钮，则将输入域中的工况数据添加到荷载列表中。
修改荷载（按钮）
点击按钮则将输入域中的数据覆盖列表中高亮显示的荷载工况行。
修改侧向荷载（按
钮）
点击则弹出侧向荷载的参数对话框，此按钮只对地震荷载工况、风荷
载工况有效。
删除荷载（按钮）
点击按钮则删除列表中高亮显示的荷载工况，冋时在荷载组合中该工
况也将被删除。
在这一对话框中完成结构分析中静力荷载工况的定义。
在荷载区域中下面列表部分是已经定义
了的荷载工况。
第一列荷载是荷载工况的名称。
荷载工况的名称可以任意设定，最好有物理意义。
但是需要注意不能用“MODE—词，因为ETABS默认已经存在“MODE工况为振型分析工况。
例如，定义X方向的风荷载工况可以命名为WINDX第二列类型是荷载工况的荷载类型。
ETABS内部设定了
关键字。
DEA（恒荷载）、SUPEFDEAD（附加恒荷载）、LIVE（活荷载）、REDUCEIVE（折减活荷载）、QUAKE（自动地震荷载）、WIND（自动风荷载）、SNOW：
雪荷载），OTHER（其它）。
荷载类型的设定方法是点击类型下拉框，选择相应的荷载类型。
ETABS自动生成荷载组合时，将根据荷载类型为各个
荷载工况设定荷载组合系数。
这里SUPERDEAD附加恒荷载）、REDUCELIVE（折减活荷载）不适合
中国规范。
如果将荷载工况类型定义为OTHER时，这一荷载工况将不参与任何荷载组合。
所以，对于工程
师准备自己定义荷载组合的荷载工况，可以将荷载工况类型定义为OTHER第三列自重乘数是该荷
载工况中自动包含自重的系数，其值为0〜1。
如果在某一荷载工况中，设置了非零的自重系数，ETABS
自动计算结构中所有构件的自重，将自重乘以自重系数施加在构件上。
注意：
在荷载工况中定义自重系数时，不要给多个荷载工况定义非零的自重系数。
一个为1的
自重乘数表示在荷载工况中包括结构的全部自重，一般在静力荷载工况中只指定一个为1的自重乘
数，通常为DEAD亘载工况。
因为在自动生成荷载组合时，可能造成重复考虑结构自重的错误。
最后一列自动侧向荷载是在定义横向地震荷载或风荷载时选择使用的规范。
ETABS默认恒荷载工况（DEAD）、活荷载工况（LIVE）。
这两个荷载工况列于荷载区域中。
我们可
以修改或删除它们，但至少保留一项工况数据。
在这一对话框中，如果想添加新的荷载工况，先在
列表区域的最上面一行编辑行中键入新荷载工况的信息，然后点击添加新荷载按钮。
这时编辑行中
的内容添加到下面的荷载工况列表中。
如果修改某个荷载工况的定义，首先在荷载工况列表中高亮显示该荷载工况所在的行。
ETABS自动将这一荷载工况的信息在编辑行中显示，在编辑行中修改数
据后，点击修改荷载按钮。
那么在下面列表中这一荷载工况的内容发生变化。
如果定义横向荷载工况时，应该高亮显示荷载工况所在的列表行，然后点击修改侧向荷载按钮。
在弹出的相应对话框中
进行修改。
8.1.2自动地震荷载工况（底部剪力法）
在静力荷载工况中，荷载工况类型为QUAKE（地震荷载）的荷载工况，对应于中国规范中的底
部剪力法。
点击定义〉静荷载工况命令，在弹出的定义静荷载工况名对话框（图8-1）中，增加X方向的自动地震荷载工况QX在荷载区域上面的编辑行中，分别输入荷载工况名称为QX选择荷载工
况类型为QUAKE自重乘数为0、选择中国规范Chinese2002。
点击添加新荷载按钮。
将自动地震荷载工况添加到荷载工况列表中。
图8-2定义静载工况名对话框
如图8-2所示，此时高亮显示QX工况，点击修改侧向荷载按钮，定义底部剪力法计算地震荷载所需要的参数。
弹出中国2002地震荷载对话框（图8-3）。
图8-3中国2002地震荷载对话框
方向与偏心:
X方向
指定地震方向为X轴方向。
Y方向
指定地震方向为Y轴方向。
X方向+偏心Y
指疋地震方向为X轴方向，并考虑沿Y轴正方向偏心。
默认偏心率为
0.05。
此值可以修改。
Y方向+偏心X
指疋地震方向为Y轴方向，并考虑沿X轴正方向偏心。
默认偏心率为
0.05。
此值可以修改。
X方向-偏心Y
指定地震方向为X轴方向，并考虑沿Y轴负方向偏心。
默认偏心率为
0.05。
此值可以修改。
Y方向-偏心X
指定地震方向为Y轴方向，并考虑沿X轴负方向偏心。
默认偏心率为
0.05。
此值可以修改。
Z方向
指定地震方向为Z轴方向。
%偏心
当工程师选择地震力偏心作用时，输入域呈可编辑状态，并且默认值为
规范规定的0.05。
工程师也能够修改偏心值。
替代（按钮）
按钮用于指疋其他不冋偏心率的楼层。
周期
对于结构周期的计算工程师可以选择由ETABS十算，也可以对结构指定周
期。
计算楼层范围
工程师可以根据实际情况或规范规定指定地震作用范围。
地震系数
影响系数最大值
工程师可按抗震规范取值输入。
地震烈度
下拉菜单中列出了抗震规范规定的各项地震烈度值，可以选择指定。
阻尼比
默认值为0.05，可根据实际情况修改。
场地特征周期
工程师可根据抗震规范输入场地特征周期值。
周期折减因数
考虑填充墙对结构周期的影响系数。
放大系数
工程师输入系数，对整体结构的地震作用进行放大或者缩小。
底部剪力法的计算方法根据抗震规范的5.2水平地震作用计算和5.3竖向地震作用计算的相关
条目编制的。
如果结构需要采用底部剪力法计算地震作用时，应该定义自动地震荷载工况。
如果结构需要采用反应谱法计算地震作用，则不需要定义自动地震荷载工况。
底部剪力法可以考虑X方向、Y方向或Z方向地震作用。
首先在方向与偏心区域中，选择计算的地震方向。
如果选择了X方向土偏心Y、Y方向土偏心X中的任意选项，下面的偏心值输入域自动变为可编辑状态，并且默认值为规范规定的0.05%。
我们也可以在偏心的编辑框中修改偏心值。
当
各楼层考虑不同的偏心值时，点击替代按钮，指定各层的偏心率。
对于底部剪力法地震工况，由于
一个工况只对应一个方向的地震力。
所以定义多个方向的地震力，工程师需要分别定义多个方向的地震工况。
ETABS中计算地震作用时，需要使用周期。
我们可以选择ETABS计算周期Ti,也可以指定结构
周期Ti。
ETABS计算出来的周期Ti是所在方向的第一周期，不一定是结构的第一周期。
如果结构模型中也包括了地下室，需要在计算楼层范围区域内指定计算地震作用的楼层范围。
在地震系数区域中，输入与地震作用计算相关的参数。
在影响系数最大值输入域中输入水平地
震影响系数最大值。
在地震烈度编辑栏的下拉菜单中，列表显示抗震规范规定的各项地震烈度值，可以选择地震烈度。
阻尼比输入域显示默认值为0.05，我们可以根据实际情况修改。
尽管在结构总
体信息中已经定义了场地土类型及设计地震分组，ETABS不是自动查找相应的场地特征周期值。
场
地特征周期值需要在这里定义。
在计算各振型地震影响系数时，考虑非承重墙体的刚度影响，所采用的结构自振周期予以折减。
在周期折减因数编辑域中输入周期折减系数。
根据高规规定对于框架结构，填充墙较多的可取0.60.7,填充墙较少的可取0.7〜0.8;对于框架剪力墙结构可取0.8〜0.9;对于纯剪力墙结构不折减。
在放大系数编辑域中可以输入地震作用放大系数，对整体结构的地震作用进行适当调整。
地震工况是按底部剪力法计算水平地震作用或竖向地震作用的荷载工况，我们设置好参数后，ETABS会自动施加在结构上，而无需人为指定。
ETABS提供了包括中国规范在内的多国规范的地震荷载，以满足各种实际结构分析的需要。
8.1.3反应谱法工况
定义〉反应谱函数
反应谱工况的定义分为两步，首先定义反应谱函数，再定义反应谱工况。
点击命令，弹出定义反应谱函数对话框（图8-4）。
-UMC1
2002
图8-4定义反应谱函数对话框
反应谱
列表
列出所有定义的反应谱函数名称。
点击
从文件中添加反应谱
点击弹出反应谱函数定义对话框，从外部文件导入函数。
下拉菜单
下拉菜单中列出各国规范反应谱函数，供选择。
修改/显示频谱
点击则弹出列表中高亮显示的反应谱函数定义对话框。
删除频谱
删除列表中高亮显示的反应谱函数。
在下拉菜单中选择AddChinese2002Spectrum（中国2002规范反应谱），弹出反应谱中国
函数定义对话框（图8-5）。
图8-5反应谱中国2002函数定义对话框
函数名称
显示反应谱函数名称，名称可以修改
参数
影响系数最大值
工程师可按抗震规范取值输入。
地震烈度
下拉菜单中列出了抗震规范规定的各项地震烈度值，可以选择指定。
阻尼比
默认值为0.05，可根据实际情况修改。
场地特征周期
工程师可根据抗震规范输入场地特征周期值。
周期折减因数
考虑填充墙对结构周期的影响系数。
放大系数
工程师输入系数，对整体结构的地震作用进行放大或者缩小。
定义函数（在函数转换为自定义之前，此栏目不可编辑）
周期
显示图表曲线横坐标周期值。
加速度
显示图表曲线纵坐标加速度值。
添加（按钮）
将输入域中数据添加进列表。
修改（按钮）
将输入域中数据覆盖列表中数据。
删除（按钮）
删除列表中冋亮显示的数值。
函数图表
显示图表
显示反应谱曲线图。
如果没有显示，则点击显示图表按钮显示。
右侧
数据框显示图中光标红点所在曲线位置的坐标值。
在对话框中首先输入函数名称，然后在参数输入域中设置相关地震参数。
此时函数图表中显示
出反应谱函数曲线。
在图表中曲线上得红点位置表示鼠标当前位置，可以用鼠标控制红点移动，同
时在下方的显示框中显示出红点所在位置坐标值。
在定义函数区域列表中显示的是反应谱曲线所有
控制点的坐标值，但并不能进行修改。
如果工程师需要对函数进行修改，可以点击对话框中转换为
工程师定义的按钮，弹出反应谱函数定义对话框（图8-6）。
圍致s菽IruNci
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uHI
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0.1—1
ate
—
0.G
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0.9
a0057
■1.
a（Foi
1.2,
0.0595
114
Q0516
图8-6反应谱函数定义对话框
定义函数
周期
显示图表曲线横坐标周期值。
加速度
显示图表曲线纵坐标加速度值。
添加（按钮）
将输入域中数据添加进列表。
修改（按钮）
将输入域中数据覆盖列表中高亮显示的数据。
删除（按钮）
删除列表中冋亮显小的数值。
函数图表
显示图表刷新显示反应谱曲线图。
如果没有显示，则点击显示图表按钮显示。
右侧数据框显示图中光标红点所在曲线位置的坐标值。
对话框中仅显示反应谱函数值和谱曲线。
工程师可以在定义函数区域中对函数值进行修改。
如
果添加新的数值，在输入域中周期和加速度值，点击添加按钮；如果修改数据，选择该数值，使其
高亮显示，这时数值会自动显示在编辑框中，工程师在编辑框中修改，点击修改按钮，则将新值覆
盖列表中高亮显示的值。
如果删除某行数据，则选择该数值，使其高亮显示，点击删除按钮。
中国2002反应谱默认状态下，谱曲线周期范围是6秒。
在转化为工程师自定义后，工程师可
以将曲线时间段延长。
定义完反应谱函数后，就可以定义反应谱工况了。
点击定义〉反应谱工况命令，弹出定义反应谱
对话框（图8-7）。
图8-7定义反应谱对话框
反应谱
列表
列表中列出所有定义的反应谱工况名称。
点击
添加新反应谱
点击弹出反应谱工况数据对话框，定义反应谱工况。
修改/显示频谱
点击弹出反应谱工况数据对话框，修改显示列表高亮显示的反应谱工况。
删除频谱
删除列表中高亮显示的反应谱工况。
在定义反应谱对话框的反应谱列表中显示出先前定义的反应谱函数。
定义新的反应谱工况时点击
添加新反应谱按钮，弹出反应谱工况数据对话框（图8-8）。
振型组合
CQC
完全二次平方根法。
SRSS
平方和方根法。
ABS
绝对值方法。
GMC
这是被称为Gupta方法的通用模态（振型）组合方法。
方向组合
SRSS
平方和平方根法。
ABS
绝对值方法。
修正的
SRSS（中国）
中国规范修正的平方和平方根法。
激励角
输入反应谱工况的局部坐标1轴与整体坐标系X轴的夹角。
输入反应谱
方向
将已定义的反应谱函数指定给结构局部1、2轴和Z轴方向。
U1
为局部1轴方向，默认状态下与X轴方向一致。
U2
为局部2轴方向，默认状态下与Y轴方向一致。
UZ
为局部3轴方向，默认状态下与Z轴方向一致。
函数
下拉菜单中选择已定义过的反应谱函数。
比例系数
在某个方向指定反应谱函数后，自动弹出比例系数。
其值与重力加速度一
致，可以进行修改。
单位与整体单位制一致。
偏心
偏心率
输入考虑偶然偏心的偏心率值。
替代（按
点击弹出替代偏心对话框（图8-9）。
考虑个别楼层偏心率与整体不同，可
钮）
以对楼层单独指定偏心距。
图8-9替代偏心对话框
替代（偏心被输入为绝对长度）
楼层
下拉菜单中选择楼层。
隔板
下拉菜单中选择给楼层指定的刚性隔板。
偏心长度
输入偏心距离值。
单位与整体单位制一致。
添加
点击添加输入域中数据进入列表。
修改
点击将输入域中数据覆盖至列表中冋亮显小数据。
删除
点击将删除列表中冋亮显小的数据。
在反应谱工况数据对话框中振型组合选项按照中国规范通常选则CQC（耦联）和SRSS（非耦联）
两项；对于方向组合我们一般选择修正的SRSS（中国）；考虑偶然偏心时，在偏心率输入域中输入
0.05，对于偏心的方向ETABS会自动正负取值，因此我们只需要输入正值即可。
在定义完反应谱工况后，荷载将自动施加到结构上，而不再需要人工指定。
并且反应谱工况将自动参与荷载组合。
注意：
在定义反应谱工况之前，要定义质量源。
质量源的定义本书12章中作详细介绍。
8.1.4自动风荷载工况
在进行结构分析时，对于不同的风向，需要定义多个风荷载工况。
给风荷载工况定义名称时建
议名称中体现风荷载方向。
例如X方向风荷载可以定义为WINDX荷载工况类型选择WIND风荷载工况一般不考虑自重，自重乘数取“0”在自动侧向荷载下拉菜单中选择“Chinese2002”（中国规范），然后点击添加新荷载按钮，将风荷载工况添加到荷载列表中（图8-10）。
图8-10静荷载工况名对话框
然后指定风荷载工况的参数。
高亮显示风荷载工况名称所在的行，点击修改侧向荷载按钮，弹
出中国2002风荷载对话框（图8-11）。
图8-11中国2002风荷载对话框
风力作用面与风压系数
风力作用面来自刚性
隔板范围
选择该项即使用在刚性隔板范围自动施加风荷载。
在这里可以指定
风向角度（0度即X轴方向，90度即Y轴方向）。
建筑宽度由ETABS自动计算得出，工程师可进行修改。
体形系数需要工程师根据荷载规范和模型情况进行输入。
风向角度
输入风荷载角度与X轴夹角。
建筑宽度
ETABS自动计算出默认风向角度的刚性隔板范围宽度。
体型系数
输入结构体型系数。
风力作用面来自面对
象
选择该项即使用面对象指定不冋体型系数自动计算风荷载。
风力作用面高度
顶层
指定风荷载作用范围的顶层
底层
指定风荷载作用范围的底层
包括女儿墙
女儿墙咼度
如果工程师勾选“包括女儿墙”项，输入域为可编辑状态。
结构女儿墙如果被考虑进风荷载作用范围内，工程师只需要在此输
入女儿墙高度，ETABS会自动将这部分风荷载添加到模型中去。
风荷载系数
基本风压
输入基本风压值。
（单位KN/mb
地面粗糙度
在下拉菜单中选择地面粗糙度类型。
PhiZ选项（风荷载振型系数）
模态分析
由模态分析计算振型系数。
Z/H比
按咼规规定的咼宽比简化计算方法。
T1来源
模态分析
由ETABS计算结构第一振型的周期。
工程师定义
由工程师指定结构第一周期值T1。
其它参数
阻尼比
输入结构阻尼比。
风力作用面宽度
表格
表格中列由ETABS十算出的自动风荷载作用宽度以及刚性隔板中心坐标。
工程师可以将表格转换为可修改状态，对风荷载作用范围自行指定。
从隔板范围计算
通过ETABS计算的隔板宽度确定风荷载作用范围。
此时，表格为不可编辑状态
工程师定义
表格转换为可编辑状态，可以修改表格中的数据。
在风力作用面与风压系数区域中，我们可以选择风力作用面来自刚性隔板范围或风力作用面来自面对象。
当结构比较规则并且结构中定义了刚性隔板时，选择风力作用面来自刚性隔板范围。
这
时ETABS自动将垂直于风向的刚性楼板宽度定义为迎风面宽度，如图8-5所示，在对话框右上角显
示迎风面宽度列表。
按照高规的相关规定，整个结构按照一个体型系数自动计算风荷载。
并将各层的风荷载施加在各刚性楼板的质心位置上。
如果结构体型复杂或结构中没有定义刚性楼板时，我们应该选择风力作用面来自面对象，通过
在结构的面对象上指定体型系数，自动计算风荷载。
如果需要施加风荷载的位置上没有面对象，则需要设置截面属性为NONE勺虚面对象，用于指定体型系数，施加风荷载。
风力作用来自面对象，ETABS在迎风面上自动计算风荷载的值并且将风荷载施加到面对象的各角点处。
此时，结构在各个面对象上可以指定不同的体型系数，指定体型系数的方法在本章下一节施加荷载中介绍。
在结构高度范围内，我们可以控制风荷载的作用高度范围。
在风力作用面高度区域中，可以选
择风荷载作用的顶层和底层。
如果结构有女儿墙，可以勾选包括女儿墙选项，在女儿墙高度编辑域中输入高度值。
在风荷载系数区域中，需要输入基本风压单位为KN/m，选择地面粗糙度。
在PhiZ选项区域中，我们选择风荷载振型系数的计算方法。
选择模态分析，则ETABS按照振型分析计算风荷载振型系数；
对于规则结构，选择Z/H比，按高规规定的高宽比简化计算方法计算风荷载振型系数。
结构周期Ti来源，可以选择模态分析，由ETABS确定Ti;也可以选择工程师定义，由工程师指定结构第一周期。
在其它参数区域中，输入阻尼比。
设定完各个参数之后，点击确定按钮退出该对话框，完成风荷载工况定义。
8.1.5活荷载折减
根据我国荷载规范在设计墙、柱和基础时，考虑活荷载按照楼层的折减系数，见规范的表4.1.2
活荷载按楼层的折减系数。
ETABS中文版中增加了活荷载折减的功能。
点击选项〉首选项＞活荷载折减命令，弹出活荷载折减系数对话框（图8-12）。
图8-12活荷载折减系数对话框
在方法区域中，选择中国（GB50009-2001），点击确定按钮。
ETABS在进行墙、柱设计时对活荷载工况（LIVE）中施加的荷载进行折减。
对于一些特殊情况，如果实际工程需要定义与我国规范规定不同的活荷载折减系数。
ETABS提
供工程师自定义的活荷载折减系数。
在活荷载折减系数对话框的方法区域中选择最后一项按楼层工程师自定义。
此时，定义按钮变为可编辑状态。
点击定义按钮，弹出按楼层活荷载折减对话框（图
8-13）。
图8-13按楼层活荷载折减对话框
在活荷载折减系数数据区域中，楼层区间数量列输入计算截面以上的楼层数；折减系数列中输
入折减系数。
在列表的第一行编辑栏中输入新数据，然后点击添加按钮。
这行数据自动列在下面的
列表中。
如果修改某一行数据，首先在这行数据上点击鼠标左键，这行数据自动显示在最上面的编辑行上。
在编辑行上修改数据后，点击修改按钮。
如果删除某一行数据，首先在这行数据上点击鼠
标左键，高亮显示这行数据，点击删除按钮。
8.2设计荷载组合定义
ETABS可以根据中国规范对荷载工况进行自动定义设计荷载组合。
根据荷载规范、抗震规范和高规、高钢规中的相关规定，编制了ETABS中文版的默认设计荷载组合。
主要考虑的设计荷载组合
如下：
验算构件承载力自动生成的荷载组合如下：
（1）重力荷载组合
永久荷载效应起控制作用1.35恒荷载+0.7X1.4活荷载
可变荷载效应起控制作用1.2恒荷载+1.4活荷载
永久荷载对结构有利1.0恒荷载+1.4活荷载
（2）重力荷载+风荷载
楼面活荷载效应起控制作用1.2恒荷载+1.4活荷载土0.6X1.4风荷载楼面活荷载效应起控制作用1.0恒荷载+1.4活荷载土0.6X1.4风荷载风荷载效应起控制作用1.2恒荷载+0.7X1.4活荷载土1.4风荷载
（3）重力荷载+水平地震作用（7、8度，HW60m）
不考虑风荷载及竖向地震作用1.2（恒荷载+丫活荷载）±1.3水平地震作用
不考虑风荷载及竖向地震作用1.0（恒荷载+丫活荷载）±1.3水平地震作用
（4）重力荷载+水平地震作用+风荷载（7、8度，H>60m）
不考虑竖向地震作用1.2（恒荷载+丫egX活荷载）±1.3水平地震作用土0.2X1.4风荷载
不考虑竖
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