建筑抗震設(shè)計(jì)-練習(xí)題-計(jì)算題專題.ppt

,天津城建大學(xué) TIANJIN CHENGJIAN UNIVERSITY,建筑抗震設(shè)計(jì),主講人：王慶鵬,計(jì)算題專題,多層砌體房屋,5,地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算,3,框架、抗震墻與框架-抗震墻,4,底部框架-抗震墻、多層內(nèi)框架磚砌房屋,6,抗震設(shè)計(jì)原則,1,單層鋼筋混凝土柱廠房,1. 下表為某工程場(chǎng)地地質(zhì)鉆孔地質(zhì)資料，試確定該場(chǎng)地類別。,場(chǎng)地、地基與基礎(chǔ),2,場(chǎng)地類別的判別,場(chǎng)地、地基與基礎(chǔ),2,2. 試按下表計(jì)算場(chǎng)地的等效剪切波速，并判斷場(chǎng)地類別。,土層的剪切波速,場(chǎng)地類別的判別,場(chǎng)地、地基與基礎(chǔ),2,3.某場(chǎng)地地基，上覆非液化土層厚度du=5.5m。其下為砂土，地下水位深度為dw=6m。基礎(chǔ)埋深db=2m，該場(chǎng)地為8度區(qū)。確定是否考慮液化影響。,地基液化的判別,場(chǎng)地、地基與基礎(chǔ),2,4.某工程按8度設(shè)防，其工程地質(zhì)年代屬Q(mào)4，鉆探資料自上向下為：砂土層至2.1m，砂礫層至4.4m，細(xì)砂層至8.0m，粉質(zhì)黏土層至15m；砂土層及細(xì)砂層黏粒含量均低于8%；地下水位深度1.0m；基礎(chǔ)埋深1.5m；設(shè)計(jì)地震場(chǎng)地分組屬于第一組，試驗(yàn)結(jié)果如下表所示。試對(duì)該工程場(chǎng)地液化可能作出評(píng)價(jià)。,液化分析表,地基液化的判別,場(chǎng)地、地基與基礎(chǔ),2,5.某工程按7度設(shè)防。某工程地質(zhì)年代屬Q(mào)4，鉆孔地質(zhì)資料自上向下為：雜填土層1.0m，砂土層至4.0m，砂礫石層至6m，粉土層至9.4m，粉質(zhì)黏土層至16m；其他實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示。該工程場(chǎng)地地下水位深1.5m，結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)埋深2m，設(shè)計(jì)地震分組屬于第二組。試對(duì)該工程場(chǎng)地進(jìn)行液化評(píng)價(jià)。,工程場(chǎng)地標(biāo)貫實(shí)驗(yàn)表,地基液化的判別,地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算,3,1.已知一水塔結(jié)構(gòu)，可簡(jiǎn)化為單自由度體系，m=10000kg，K=1kN/cm。自振周期T=1.99s，位于類場(chǎng)地第二組，基本烈度為7度（地震加速度為0.1g），=0.03，求該結(jié)構(gòu)多遇地震下的水平地震作用。,用反應(yīng)譜法計(jì)算單質(zhì)點(diǎn)體系水平地震作用,地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算,3,振型分解反應(yīng)譜法,2.試按振型分解反應(yīng)譜法確定圖示鋼筋混凝土框架（梁的剛度EI=）的多遇水平地震作用Fij ，并繪出地震剪力圖和彎矩圖。建筑場(chǎng)地為類，抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g，結(jié)構(gòu)的阻尼比=0.05。,地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算,3,振型分解反應(yīng)譜法,3. 已知T1=0.433s,T2=0.202s,T3=0.136s；,結(jié)構(gòu)處于8度區(qū)（地震加速度為0.20g），類場(chǎng)地第一組，結(jié)構(gòu)阻尼比為0.05。試采用振型分解反應(yīng)譜法，求結(jié)構(gòu)在多遇地震下的最大底部剪力和最大頂點(diǎn)位移。,地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算,3,振型分解反應(yīng)譜法,4.有一鋼筋混凝土三層框架，位于 類場(chǎng)地，設(shè)計(jì)基本加速度0.2g,設(shè)計(jì)地震組別為第一組，已知結(jié)構(gòu)各階周期和振型為T1=0.467s,T2=0.208s,T3=0.134s,試用振型分解反應(yīng)譜，求多遇地震下框架底層地震剪力和框架頂點(diǎn)位移。,地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算,3,底部剪力法,5.結(jié)構(gòu)處于8度區(qū)（地震加速度為0.20g），T1=0.433s, 類場(chǎng)地第一組，結(jié)構(gòu)阻尼比為0.05。試采用底部剪力法，求結(jié)構(gòu)在多遇地震下的最大底部剪力和最大頂點(diǎn)位移。,地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算,3,底部剪力法,6.已知各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值分別為m1=60t， m2=50t，層高如圖所示。該結(jié)構(gòu)建造在設(shè)防烈度為8度、場(chǎng)地土特征周期Tg=0.25s的場(chǎng)地上，其水平地震影響系數(shù)最大值為, max =0.16（多遇地震），自振周期T1=0.358s,求：用底部剪力法計(jì)算結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下各層的層間地震剪力,地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算,3,底部剪力法,7.試用底部剪力法計(jì)算三質(zhì)點(diǎn)體系在多遇地震下的各層地震剪力。已知設(shè)計(jì)基本加速度為0.2g，類場(chǎng)地一區(qū)，m1=116.62t,m2=110.85t,m3=59.45t,T1=0.716s, n=0.0673.,地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算,3,能量法,8.用能量法求結(jié)構(gòu)的基本周期,地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算,3,折算質(zhì)量法,9.用折算質(zhì)量法求結(jié)構(gòu)的基本周期,地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算,3,頂點(diǎn)位移法,10.用頂點(diǎn)位移法求結(jié)構(gòu)的基本周期,框架、抗震墻與框架-抗震墻,4,反彎點(diǎn)法,反彎點(diǎn)法 適用條件：當(dāng)梁的線剛度和柱的線剛度之比大于3時(shí)，節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角將很小，對(duì)框架的內(nèi)力影響不大。 基本假定：梁的線剛度為無(wú)窮大；同一層柱兩端的相對(duì)水平位移均相同，底層柱的反彎點(diǎn)在距離基礎(chǔ)2/3柱高處，其余層柱的反彎點(diǎn)均位于柱高的中點(diǎn)。,框架、抗震墻與框架-抗震墻,4,D值法,D值法（改進(jìn)抗側(cè)剛度和反彎點(diǎn)高度的反彎點(diǎn)法） 適用條件：梁的線剛度和柱的線剛度之比大于3時(shí)。 基本假定：柱以及與其相鄰的各桿的桿端轉(zhuǎn)角相同；柱及其相鄰上下柱的線剛度相同，且它們的弦轉(zhuǎn)角相同。 在計(jì)算梁的線剛度時(shí)，可以考慮樓板對(duì)梁的剛度的有利影響，即板作為梁的翼緣參加工作。 計(jì)算步驟：（1）計(jì)算各層柱的側(cè)移剛度； （2）計(jì)算各柱所分配的剪力； （3）計(jì)算柱的反彎點(diǎn)高度； （4）確定柱端彎矩； （5）按節(jié)點(diǎn)彎矩平衡條件和梁的 轉(zhuǎn)動(dòng)剛度確定梁端彎矩。,框架、抗震墻與框架-抗震墻,4,分層法,分層法 適用范圍：框架的結(jié)構(gòu)與荷載沿高度比較均勻；節(jié)點(diǎn)的梁柱線剛度比3。 計(jì)算步驟：將框架的各層梁及其上下柱所組成的框架作為一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算單元分層用力矩分配法進(jìn)行計(jì)算，分層計(jì)算所得的梁彎矩即為梁的最后彎矩；因?yàn)槊恳桓纪瑫r(shí)屬于上下兩層，所以每一個(gè)柱的柱端彎矩需由上下兩層計(jì)算所得的彎矩值相加得到。,框架、抗震墻與框架-抗震墻,4,彎矩二次分配法,彎矩二次分配法 適用范圍：無(wú)側(cè)移、規(guī)則的框架。 計(jì)算步驟：先根據(jù)梁、柱的線剛度計(jì)算各節(jié)點(diǎn)桿件的彎矩分配系數(shù)，然后計(jì)算各跨梁的固端彎矩及各節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩；將各節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩同時(shí)進(jìn)行分配，并向遠(yuǎn)端傳遞（傳遞系數(shù)均為1/2