YJK软件隔震模块YJK-GEZN
YJK软件隔震模块YJK-GEZN
北京盈建科软件股份有限公司
Beijing YJK Building Software Co., Ltd
YJK V5版本
目录
设防、罕遇地震反应谱分析
三、
罕遇地震弹性时程分析
四、
罕遇(或极罕遇)地震弹塑性时程分析
五、
隔震基本概念
一、
YJK隔震设计流程
二、
V4.3和V5版本新增功能
六、
3
一、 隔震基本概念
4
隔震层位置
较规则的多层结构中基础隔震或地下室顶板处隔震;
在裙房和塔楼处设置的层间隔震;
4
隔震结构设计
上部结构
隔震层
下部结构
基础
隔震概念
《
抗
规
》
12.1.1
隔
震
设
计
是
指
在
房
屋
基
础
、
底
部
或
下
部
与
上
部
结
构
之
间
设
置
的
由
橡
胶
隔
震
支
座
和
阻
尼
装
置
等
部
件
组
成
具
有
整
体
复
位
功
能
的
隔
震
层
,
以
延
长
整
个
结
构
体
系
的
自
振
周
期
,
减
少
输
入
上
部
结
构
的
水
平
地
震
作
用
,
达
到
预
期
防震要求。
一、隔震基本概念
5
一、隔震基本概念
隔震支座种类
1
、普通橡胶支座
普通橡胶支座中无铅芯,由橡胶层、钢板等叠层粘结而成;
普通橡胶支座阻尼系数较小
,
一般只利用其较小的水平刚度
,
以延长结构的周期
,
避免地震力对建筑的破坏;
YJK
中普通橡胶支座
注:隔震支座具有宜受压、不宜受拉的特性。
6
隔震支座种类
2
、铅芯橡胶支座
铅芯橡胶支座由铅芯棒、橡胶层、钢板等叠层粘结而成;
铅芯棒増大支座的阻尼
,
吸收能量,并且可以提供较大的竖向刚度
;
由于铅芯可以屈服,铅芯橡胶支座具有非线性属性;
铅芯橡胶支座既具有较高的承载性
,
又具有较大的阻尼、较大的水平位移能力和复位功能
,
它是一种集支承与耗能于一体的隔震装置;
YJK
中铅芯橡胶支座
一、隔震基本概念
7
《建筑抗震设计规范》
GB50011-2010
《建筑隔震设计标准》
GB/T 51408-2021
《
基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则》(征求意见稿)
盈建科已有的隔震模块基础
一、隔震基本概念
盈建科软件隔震模块开发依据
2021
年
9
月开始执行
8
二、 YJK隔震设计流程
9
规范对于隔震结构计算方法的要求
《隔标》
4.1.3
《隔标》
4.3.3
4.3.3 当采用时程分析方法时,计算模型的确定应符合下列规定:
2
在设
防地
震作
用下
,隔
震建
筑上
部和
下部
结构
的荷
载-位
移关
系特
性可
采用
线弹
性力
学模
型;
隔震
层应
采用
隔震
产品
试验
提供
的滞
回模
型,
按
非
线
性
阻
尼
特
性
以
及
非
线
性
荷
载
-位
移
关
系
特
性
进
行
分
析
。
在
罕
遇
地
震
或
极
罕遇地震作用下,隔震建筑上部结构和下部结构宜采用弹塑性分析模型。
《隔标》
3.1.3
3.1.3
在
设
防
地
震
作
用
下
,
应
进
行
结
构
以
及
隔
震
层
的
承
载
力
和
变
形
验算;在
罕遇地震作用
下,应进行结构以及隔震层的
变形
验算,
并
应
对
隔
震
层
的
承
载
力
进
行
验
算
;
在
极
罕
遇
地
震
作
用
下
,
对
特
殊
设防类建筑
尚应进行结构及隔震层的
变形
验算。
综上,对于隔震结构设计,需要进行:
1、设防、罕遇地震下反应谱分析
2、罕遇地震下时程分析
3、罕遇、极罕遇地震下弹塑性时程分析
二、
YJK
隔震设计流程
YJK弹
性
时
程
分
析
、
弹
塑
性
时
程
分
析
模
块
是
可
以
考
虑
隔
震
支
座
拉
压
刚
度
的
非
线
性
,
所
以
需
要
进
行
罕
遇
地
震
下
的
时
程
分
析
,
由
此
得
出
支
座的最大拉应力是准确的。
10
YJK隔震结构设计三大步骤
10
1、设防、罕遇地震反应谱分析
2、罕遇地震弹性时程分析
3、罕遇(或极罕遇)地震弹塑性时程分析
二、
YJK
隔震设计流程
11
设置计算参数
隔震参数页
计算分析+设计
设置隔震支座属性
设置支墩及相连构件
设置性能设计构件类型
查看结果
隔震层验算
支座应力及位移
支座内力及变形
设防、罕遇地震反应谱分析流程
二、
YJK
隔震设计流程
-1
:
设防、罕遇地震反应谱分析
依据《隔标》
3.1.3
和
4.1.3
12
罕遇地震弹性时程分析流程
地震波选择
生成数据+计算
查看结果
隔震支座验算
抗倾覆验算
恢复力验算
滞回曲线
工况定义
工况组合
生成人工波
选波器自动选择地震波
二、
YJK
隔震设计流程
-2
:
罕遇地震弹性时程分析
依据《隔标》
3.1.3
和
4.1.3
13
罕遇(或极罕遇)地震弹塑性时程分析流程
地震波选择
选波器自动筛选地震波
设置弹塑性计算参数
生成数据
模型显示
查看结果
生成隔震分析报告
或隔震送审报告
设置特殊构件
设置重要构件
设置构件可屈服/不屈服
二、
YJK
隔震设计流程
-3
:
罕遇(或极罕遇)地震弹塑性时程分析
隔震支座验算
抗倾覆验算
恢复力验算
滞回曲线
依据《隔标》
3.1.3
和
4.3.3
14
三、 设防、罕遇地震反应谱分析
软件特点
1.
前处理设置“隔震减震”集成页面
2.
支持新隔标地震影响系数曲线
3.
支持复阵型分解反应谱法
4.
支持直接设计法
5.
支持迭代计算确定隔震支座等效刚度和阻尼
6.
自动计算隔震支座的附加弯矩
7.
前处理参数页设置包络设计选项
8.
支持构件补充定义
9.
支持查看多个子模型结果
10.
隔震层验算结果丰富完整
11.
一键生成隔震分析报告
16
1.前处理设置“隔震减震”集成页面
当此处选择
“
直接设计法
”
时:
程
序
默
认
选
中
“
复
阵
型
分
解
反
应
谱
法
”
和
“
迭代确定
”
;
地
震
信
息
中
地
震
影
响
系
数
最
大
值
按
中震取值;
上
部
结
构
计
算
、
弹
性
时
程
均
采
用
隔
震标准设计反应谱;
地
震
组
合
的
构
件
设
计
按
照
隔
震
标
准
4.4.6
条
进
行
设
防
地
震
下
的
性
能
化
设
计;
软
件
按
照
用
户
输
入
的
隔
震
层
层
号
进
行
后
续
隔
震
层
偏
心
率
、
屈
重
比
、
抗
风
承
载
力
、
总
水
平
力
等
结
果
的输出;
支
持
计
算
中
震
非
隔
震
子模型
方便快捷
17
2. 支持新隔标地震影响系数曲线
GB50011-2010
《建筑抗震设计规范》反应谱
GB/T 51408-2021
《建筑隔震设计标准》反应谱
区别:《
GB50011-2010
》建筑抗震设计规范反应谱在
5Tg~6s
区间内为直线下降;
《
GB/T 51408-2021
》建筑隔震设计标准反应谱在
5Tg~6s
区间仍采用曲线下降;
当选择
“
直接设计法
”
时,上部结构计算、弹性时程均采用隔震标准设计反应谱;
18
3. 支持复阵型分解反应谱法
复阵型分解反应谱法
19
3. 支持复阵型分解反应谱法
反应谱法对比
抗震规范:
实阵型分解反应谱法
隔震标准:
复阵型分解反应谱法
结构为
线性
阵型是实数,物理意义是各频率下结构的最大位移
频率由频率方程
求出,认为结构的阻尼
很小,忽略阻尼,直接用无阻尼体系得到的结构频率
当结构阻尼矩阵为
比例阻尼
时,
满足阵型正交性
结构为
线性,但阻尼为非比例阻尼
将运动方程转化为状态空间形式,并使状态空间表达式
中的各特征矩阵写为对称阵,求得的阵型矩阵与状态空
间的各特征矩阵就
可满足阵型正交
再与实阵型分解法相同的思路求解结构响应,由此求得
的
频率和阵型都是复数
,所以称为复阵型分解反应谱法
20
3. 支持复阵型分解反应谱法
反应谱法对比
为何隔震结构不能用实阵型分解反应谱法求解?
隔震层为非线性
隔震层等效线性化后,阻尼比较大,与上部结构不同,为非比例阻尼,不满足阵型正交性
同一结构体系中
不同部位的阻尼比不同
,构成非比例阻尼。
典型的非比例阻尼结构包括:
不同材料组成的组合结构(下混凝土结构
+
上钢结构)
减震隔震结构
21
4. 支持直接设计法
分部设计法、直接设计法对比
分部设计法
直接设计法
直接设计法
仅建立隔震结构模型
,
验
算
承
载
力
(
中
震
)
和
变
形
(
中
震、大震),不用计算减震系数
。
抗震措施按
底部剪力比
调整。
底
部
剪
力
比
=
隔
震
结
构
的
底
部
剪
力
/
非
隔震结构的底部剪力
22
5. 支持迭代计算确定隔震支座等效刚度和阻尼
2
、
当
选
择
“
迭
代
确
定
”
,
软
件
按
照
用
户
输
入
的
非
线
性
参
数
进
行
反
应
谱
迭
代
计
算
,
得
到
隔
震
元
件
的
等
效刚
度和
等效
阻尼
。
隔震
标准
4.3.2
条
:采
用振
型分
解反
应谱
法时
,应
将下
部结
构、
隔震
层及
上部
结构
进行整体分析,其中
隔震层的非线性可按等效线性化的迭代方式考虑
。
1
、当选择
“
采用输入的等效线性属性
”
,直接采用用户输入的有效刚度和有效阻尼
3
、
当
选
择
“
自
动
采
用
弹
性
时
程
计
算
结
果
”
,
软
件
在
弹
性
时
程
模
块
提
供
了
按
照
时
程
分
析
结
果
自
动
计
算
减
隔
震
元
件
有
效
刚
度
和
阻
尼
的
功
能
,
选
择
该
项
,
反
应
谱
计
算
可
自
动
读
取
弹
性
时
程
计
算
的
有
效
刚
度
和
阻
尼
结
果
,
接
力
反
应
谱
进
行
地
震
作
用
计
算
,
选
择
该
项
时
,
用
户
应
首
先
在
弹
性
时
程
模
块
中
完
成
计
算
并
勾
选
“
计算减
/
隔震元件有效刚度和阻尼
”
选项。
23
6. 自动计算隔震支座的附加弯矩
勾选该项时,软件自动考虑附加弯矩对结构的内力影响
24
6. 自动计算隔震支座的附加弯矩
EXGZ+ -- +X
方向地震附加弯矩下的标准内力
EXGZ- --
-X
方向地震附加弯矩下的标准内力
EYGZ+ -- +Y
方向地震附加弯矩下的标准内力
EYGZ-
-- -Y
方向地震附加弯矩下的标准内力
反应谱计算中的隔震支座附加弯矩的实现方法为:
对
应
4
个
方
向
地
震
,
增
加
4
个
附
加
弯
矩
工
况
,
采
用
重
力
荷
载
代
表
值
+
相应
地震
工况
的标
准组
合轴
力乘
以支
座最
大位
移,
此弯
矩作
用到
隔
震
结
构
上
,
计
算
出
附
加
弯
矩
工
况
下
的
结
构
内
力
,
然
后
与
相
同
方
向的地震工况同时组合,不同方向不组合。
25
7.前处理参数页设置包络设计选项
软件在此处设置包络设计参数,
自动在计算目录下生成大震计
算模型,自动进行支墩构件的大震包络设计
,支墩构件配筋采
用
设防地震设计、罕遇地震抗剪弹性、抗弯不屈服
的较大值;
在此选项下设置大震计算模型的周期折减系数、阻尼比、连梁
刚度折减系数、中梁刚度系数等;
26
8.支持构件补充定义
支墩及相连构件
隔标4.7.2条规定隔震层支墩、支柱及相连构件应进行大震性能包络设计,此参数用于对构件进行“支墩及相连构件”
属性的设置,设置了支墩及相连构件属性的构件才会进行包络设计。
27
8.支持构件补充定义
构件类型
隔标规定构件设计采用中震下的性能设计,隔震结构构件根据性能要求分为关键构件、普通竖向构件、重要水平构件
和普通水平构件,对不同类型的构件按照
隔震标准4.4.6
分别采用弹性和不屈服的设计方法;
构件类型
所属默认构件
备注
关键构件
支墩、支柱及相连构件,支撑隔震
支座的下部结构
1
,底部加强部位
的剪力墙,转换梁、转换柱
1.隔震标准4.7.3条条文说明中
,底盘中直接支撑隔震塔楼的
结构及其相邻一跨的相关构件
应为关键构件;
普通竖向构件
除关键构件外的框架柱非底部加强
部位的剪力墙
重要水平构件
除关键构件外的框架梁、连梁
28
8.支持构件补充定义
性能设计
性能设计可更加灵活的指定罕遇地震下的构件性能,可分别
对正截面及斜截面指定弹性或者不屈服
;
当用户对某
个构件设置
了支墩及相
连构件属性
后,软件会
自动将其大
震性能设置
为抗剪弹性,
抗弯不屈服;
29
9. 支持查看多个子模型结果
整体模型
大震不屈服模型
大震弹性模型
非隔震模型
前处理参数中设置包络性能设计后
可以查看不同子模型的结果
30
10. 隔震层验算结果丰富完整
隔震层验算
直观清晰
3
2
1
图形结果
和
文本结果
两种方式
提供
详细的
验算计算书
隔震层验算
依据新《隔标》
31
10. 隔震层验算结果丰富完整
支座应力及位移验算
抗震设防类别可以切换为
标准设防类
特殊设防类
重点设防类
验算内容中的限值会根据隔标表4.6.3设
防类别发生改变
验算内容包括:
S1:重力荷载代表值的压应力
S2:罕遇地震下的最大压应力
D1:罕遇地震下的支座水平位移
注
:
罕
遇
地
震
下
的
最
大
拉
应
力
需
要
查
看
时
程
分
析
结
果
(
因
为
此
处
无
法
考
虑
隔
震
支
座
拉
压
刚
度
的非线性,均是用抗压刚度计算的S2和S3)。
2
1
图形结果
和
文本结果
两种方式
提供
详细的
验算计算书
直观清晰
32
10. 隔震层验算结果丰富完整
支座内力及变形
支持查看各个工况和组合的内力和变形
33
11.一键生成计算报告
3
2
1
6
5
3
2
1
5
4
输出设计依据规范标准
输出直接设计法分析结果
输出隔震支座布置
输出隔震层验算结果
输出隔震结构层间位移角
输出隔震隔震支座验算结果
分别选择隔震模型路径和非隔震模型路径
34
四、 罕遇地震弹性时程分析
软件特点
1.
YJK选波器可自动快速筛选地震波
2.
人工波生成器可快速生成人工波
3.
支持自定义工况组合系数
4.
输出隔震支座、隔震层验算结果
5.
一键生成隔震送审报告
36
1.
YJK选波器可自动快速筛选地震波
2
1
2
1
隔震模型自振周期变长,可能选波困难
YJK自带长周期波库,适用隔震结构
弹性时程分析
——
地震波选择对话框
增加
“
极罕遇地震
”
地震水准,并依照《隔标》表
4.2.1
和表
4.2.4
取地震影响
系数最大值和峰值加速度;
罕遇地震和极罕遇地震作用时,场地特征周期应按《抗规》分别增加
0.05s
和
0.1s
。
37
2. 人工波生成器可快速生成人工波
支持参照《隔震标准》规范谱生成人工波
可以选择生成XYZ三向人工波
GB/T 51408-2021
《建筑隔震设计标准》反应谱
38
3. 支持自定义工况组合系数
《隔标》
6.2.1
条文说明
在
罕
遇
地
震
作
用
下
,
隔
震
支
座
将
会
在
重
力
荷
载
代
表
值
产生的竖向压应力基础上叠加较大的竖向拉、压应力:
最
大
压
应
力
=1.0*恒
载
+0.5*活
载
+1.0*罕
遇
水
平
地
震
作
用
产
生
的
最
大
轴
力
+0.4*竖
向
地
震
作
用
产
生
的轴力
最
小
压
应
力
=1.0*恒
载
-1.0*罕
遇
水
平
地
震
作
用
产
生的最大轴力-0.5*竖向地震作用产生的轴力
在罕遇地震作用下,隔震橡胶支座的水平位移限值取决于支座直径的0.55倍和各层橡胶厚度之和3.0倍二者的较小值。
采用的荷载组合:1.0×恒荷载+0.5×活荷载+1.0×水平地震
《隔标》
6.2.2
条文说明
39
4、输出隔震支座、隔震层验算结果
2
1
2
1
输出罕遇地震下初始荷载的压应力、最大压应力、最大拉应力
抗倾覆验算、恢复力验算
2
3
可以考虑支座拉压刚度非线性
40
5. 一键生成隔震送审报告
弹性时程分析-隔震送审报告
3
2
1
6
5
3
2
1
5
4
输出偏心率计算结果
输出设防地震(中震)分析结果
输出隔震支座压应力验算
输出罕遇地震(大震)分析结果
输出隔震结构层间位移角
输出抗风承载力验算
41
五、 罕遇(或极罕遇)地震弹塑性时程分析
软件特点
1.
YJK-EP和Y-Paco均可无缝接力计算
2.
YJK-EP支持自定义工况组合系数
3.
YJK-EP输出隔震支座、隔震层验算结果
4.
YJK-EP和Y-Paco后处理结果均丰富完整
5.
YJK-EP支持《导则》中地震时使用验算功能
43
1、YJK-EP和Y-Paco均可无缝接力计算
配筋信息数据源提供二选一选项
配筋信息数据源提供二选一选项
Y-Paco可以接力YJK施工图实配钢筋
YJK-EP可以接力YJK施工图实配钢筋
Y-Paco与YJK-EP作为两套独立的弹塑性分析软件,
Y
-Paco提供显式计算方法,YJK-EP提
供隐式计算方法。
44
2、YJK-EP支持自定义工况组合系数
支持定义瑞利阻
尼或阵型阻尼
支持定义不同工况组合以满足隔标规范要求
45
3、YJK-EP输出隔震支座、隔震层验算结果
2
1
2
1
输出罕遇地震下初始荷载的压应力、最大压应力、最大拉应力
抗倾覆验算、恢复力验算
2
3
可以考虑支座拉压刚度非线性
46
4、YJK-EP和Y-Paco后处理结果均丰富完整
YJK-EP结果-能量图
Y-PACO结果-能量图
YJK-EP结果-混凝土受压损伤云图
Y-PACO结果-阻尼器滞回曲线
结果
层结果曲线
能量图
损伤云图
性能水平
阻尼器滞回曲线
附加阻尼比结果
47
5. YJK-EP支持《导则》中地震时使用验算功能
YJK V4.2版本贯入了《 基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则》(征求意见稿)
《导则》中对正常使用建筑应进弹塑性时程分析提出要求
3.2.4
地震时正常使用建筑应进行结构弹塑性时程分析,计算设防地震和罕遇地震
作用下的结构层间位移和楼面水平加速度。
承载力验算
层间位移验算
楼面水平加速度验算
设防地震
√
√
√
罕遇地震
√
√
抗震承载力验算依据
《导则》
4.2
条
,结构层间变形满足
《导则》
4.3
条
,楼
面水平加速度满足
《导则》
4.4
条
。
《导则》中对承载力验算、层间位移验算、楼面水平加速度验算均提出要求。
48
V4.2版本弹性时程分析结果中增加地震时使用验算功能
5. YJK-EP支持《导则》中地震时使用验算功能
49
六、V4.3和V5版本新增功能
新增功能
1.
全面支持摩擦摆隔震支座
2.
新增弹性滑板支座
3.
新增隔震支座自动布置功能
4.
弹性时程、弹塑性时程支持多个隔震层
5.
支持隔震支座型号导入导出产品库
6.
弹性时程增加隔震默认组合
7.
新增支持考虑导则中的参数
8.
丰富楼层质心绝对加速度的结果输出
51
1、全面支持摩擦摆隔震支座
摩擦摆支座是一种通过球面摆动延长结构振动周期和滑动界面摩擦消耗地震能量实现隔震功能的支座。
摩擦摆构造分解图
摩擦摆支座简化力学模型
摩擦摆支座实物图
注:摩擦摆支座支持考虑附加弯矩作用
52
1、全面支持摩擦摆隔震支座
摩擦摆支座是一种通过球面摆动延长结构振动周期和滑动界面摩擦消耗地震能量实现隔震功能的支座。
YJK摩擦摆支座模拟界面
53
2、新增弹性滑板支座
YJK-V5版本支持模拟弹性滑板隔震支座,在反应谱、弹性时程、弹塑性时程分析中均可以准确模拟其属性。
弹
性
滑
板
支
座
属
于
“隔
震
橡
胶
支
座
”体
系
中
的
一
部
分
,
由
多
层
橡
胶
和
多
层
钢
板
交
替
重
叠
组
合
而
成
。
与
之
相
近
的
隔
震
支
座
有
:
桥
梁
隔
震
橡
胶
支
座
、
建
筑隔震橡胶支座、普通橡胶支座。
弹性滑板支座实物图
注:弹性滑板支座支持考虑附加弯矩作用
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3、新增隔震支座自动布置功能
隔
震
支
座
自
动
计
算
功
能
可
以
长
期
面
压
、
隔
震
层
偏
心
率
、
屈
重
比
、
目
标
减
震
系
数
作
为
可
选
控制参数
,来进行
橡胶隔震支座的自动布置。
55
4、弹性时程、弹塑性时程支持多个隔震层
弹性时程、弹塑性时程支持多个隔震层,隔震支座应力及位移、隔震层抗倾覆及恢复力验算均按层输出。
隔震层1支座应力
隔震层2支座应力
有些项目会存在多个隔震层的情况
56
5、支持隔震支座型号导入导出产品库
支持将用户自定义的隔震支座型号导入软件产品库中,以及将产品库中的型号导出;以EXCEL文件
作为导入导出的中间文件。
57
6、弹性时程增加隔震默认组合
默
认
组
合
可
用
于
自
动
生
成
隔
震
分
析
的
默
认
组
合
,
分
别
生
成
水
平
位
移
验
算
、
最
大
压
应
力
验
算
、
最
大
拉
应
力
(最
小
压
应力)验算所需组合
,其中最大压应力和最大拉应力组合按照
隔震标准6.2.1条条文说明
生成;
竖
向
地
震
考
虑
方
式
可
采
用
时
程
方
法
或
者
简
化
方
法
,
时
程
方
法
即
设
置
竖
向
峰
值
加
速
度
,
简
化
方
法
取
重
力
荷
载
代
表
值的比例系数;
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7、新增支持考虑导则中的参数
导
则
4.2.4条
,
普
通
水
平
构
件
承
载
力
标
准
值
,
对
钢
梁
支
座
或
节
点
边
缘
截
面
可
考
虑
将
钢
材
屈
服
强
度
标
准
值
提
高
25%,
隔
震
减
震
中
选
择
“考
虑
钢
筋
超
强
系
数
”时
执
行
此
项规定。
支持考虑导则中普通水平构件的钢梁强度超强系数
支持导则要求的基础构件正截面不屈服设计
导
则
4.2.5条
要
求
基
础
构
件
的
正
截
面
承
载
力
应
进
行
不
屈
服
设
计
,
基
础
-参
数
设
置
-性
能
设
计
中
设
置
“正
截
面
不
屈
服
承
载
力
设
计
”
选
项
,
减
震
结
构
设
计
方
法
选
择
导
则
中
震
法
时
,
该
选
项
默
认
选
中
,
其
他
情
况
默
认
不
选
中
,
如
有
需
要可勾选采用。
59
8、丰富楼层质心绝对加速度的结果输出
弹性时程-楼层结果-图形表格,在楼层指标中增加楼面质心绝对加速度,分主次方向显示单工况的楼层质心加速度结果,方
便与楼面水平加速度验算文本中的结果进行比对;同时可以在楼层时程曲线中输出某一层的质心绝对加速度时程曲线。
60
在地震时正常使用验算-楼面水平加速度验算文本中增加各角度单向质心绝对加速度的输出。
8、丰富楼层质心绝对加速度的结果输出
THE END