工程結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算題大全匯編

1、學(xué)習(xí)-好資料（二）計(jì)算題工程結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算1已知一個(gè)水塔，可簡(jiǎn)化為單自由度體系。m=10000kg，k=1kncm，該結(jié)構(gòu)位于類場(chǎng)地第二組，基本烈度為7度（地震加速度為0.10g），阻尼比x=0.03，求該結(jié)構(gòu)在多遇地震下的水平地震作用。解：（1）計(jì)算結(jié)構(gòu)的自振周期t=2p（2）計(jì)算地震影響系數(shù)m10000=2p=1.99sk110310-2查表2得，t=0.4s，查表3得，agmax=0.08。由于x=0.030.05應(yīng)考慮阻h=1+0.05-x0.08+1.6x0.08+1.60.03尼比對(duì)地震影響系數(shù)形狀的調(diào)整。0.05-0.03=1+=1.162g=0.9+由上圖2可知，0.05-x0.

2、05-0.03=0.9+=0.940.3+6x0.3+60.030.40.94(0.081.16)=0.0205=tga=gatmax1.99更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料（3）計(jì)算水平地震作用f=ag=0.0205100009.81=2011n2計(jì)算僅有兩個(gè)自由度體系的自由振動(dòng)頻率。假設(shè)m=m1k0k=k11k21k12220m2解：根據(jù)多自由度體系的動(dòng)力特征方程k-w2m=0，有k11-w21k0k-w2m=k21km12220m2=0整理得mmw4-(km+km)w2+(kk-kk1211222111221221)=0w2=11+22-11+22-11222mm2m1mmmw2=11+22+1

3、1+22-11222mm2mmmm解方程得1kk1kk2kk-kk12211122121kk1kk2kk-kk122121212123圖示鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的基本周期t=0.467s，抗震設(shè)防烈度為8度，1類場(chǎng)地，設(shè)計(jì)地震分組為第二組（t=0.40s）。通過計(jì)算已經(jīng)求得相應(yīng)于結(jié)構(gòu)g基本自振周期的水平地震影響系數(shù)值a=0.139，試用底部剪力法計(jì)算多遇地震時(shí)1的層間剪力。更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料.3m5m=180t3k=98mk/m3mm2=270t.35mm1=270t.35k=195mk/m2k=245mk/m1解：（1）計(jì)算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值g=0.85g=0.85(g+g+geq1

4、23=0.85(270+270+180)9.8=5997.6kn（2）計(jì)算結(jié)構(gòu)總水平地震作用)fek=ag=0.1395997.6=833.7kn1eq（3）計(jì)算頂部附加水平地震作用1.4t=1.40.40=5.6st=0.467s故，不需考慮頂部附加水平地震作g1用，即d=0。n（4）計(jì)算各樓層水平地震作用（如下圖所示）根據(jù)公式f=gihiinghjj(1-d)fnek分別計(jì)算各樓層水平地震作用，如下：2709.83.5+2709.87+1809.810.52709.83.5+2709.87+1809.810.5j=1f=2709.83.5833.7=166.7kn12709.87.0f=8

5、33.7=333.5kn2更多精品文檔2709.83.5+2709.87+1809.810.5學(xué)習(xí)-好資料f=2709.810.5833.7=333.5kn3（5）計(jì)算各樓層的層間地震剪力（如下圖所示）v=f+f+f=833.7kn1123v=f+f=667.0kn223v=f=333.5kn33f=333.5kn3f=333.5kn2f=166.7kn1v=333.5kn3v=667.0kn2v=833.7kn14某多層砌體接結(jié)構(gòu)承重墻段a，如下圖所示，兩端均設(shè)構(gòu)造柱，墻厚240mm，長(zhǎng)度4000mm，采用燒結(jié)普通磚砌筑。砌體抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=0.14mpav時(shí)，對(duì)應(yīng)于重力荷載代表值的砌體截

6、面平均壓應(yīng)力s=0.3mpa。求，該墻段截面0抗震受剪承載力（kn）構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)2構(gòu)構(gòu)2402400422402404000解：兩端均有構(gòu)造柱約束的承重墻體g更多精品文檔re=0.9。f0.14學(xué)習(xí)-好資料該墻體的s0=0.3=2.14，查表得正應(yīng)力影響系數(shù)x=1.138。nv為：代入式子fve=xf中，得到砌體沿階梯型截面破壞的抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值nvfve=xf=1.1380.14=0.159mpanv代入式子v=fvea中，則得該墻段截面抗震受剪承載力為：grev=fa0.1594000240ve=g0.9re=169.6kn三計(jì)算題（38分）1.某二層鋼筋混凝土框架，層高h(yuǎn)1=h2=4m，

7、跨度為8m，集中于樓蓋和屋蓋處的重力荷載代表值相等g1=g2=1176kn,相應(yīng)質(zhì)量m1=m2=120000kg,柱的截面尺寸400mmx400mm，層間剛度k1=k2=20000kn/m要求計(jì)算結(jié)構(gòu)自振周期和相應(yīng)振型，并驗(yàn)算振型剛度矩陣的正交性（10分）g2g1h2k2h1k1解：（1）更多精品文檔k=k1+k2(106n/m學(xué)習(xí)-好資料-k2-k2k11k1240.-20.k2k21k22-20.20.)m=m1m20()105kg00g1/g=01.20g2/g01.2k220m2=由k11k21k12m1-w20k11-m1wk212k12k22-m2w2=0可得w21,2=1/2(k

8、11/m1+k22/m2)1/4(k11/m1+k22/m2)2-(k11k22-k12k21)/m1=w21=63.66w1=7.98/st=2p/w=0.79s11w22=436.339w2=20.89/st=2p/w=0.301s225分相應(yīng)的振型為：x11-k120.618x12-k12-1.618=x21k11-w2m11x22k11-w2m1112驗(yàn)算振型正交性：,110=201x21x11,k11k21k12x12x22k22=0.61840-20-20-1.61860.00310602二質(zhì)點(diǎn)體系如圖所示，各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值分別為g1=600kn，g2=500kn，層高如圖所

9、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)最大值分別為amax=0.16（多遇地震）。已知結(jié)構(gòu)的阻尼比為0.05，主振型和自振周期分別為110.488x1.000xx21-1.7101.000x=12=22t=0.358st=0.156s12要求：用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下各層的層間地震剪力v(10i分)解：由已知條件得amax=0.16t=0.25s，gg2更多精品文檔k2g14m學(xué)習(xí)-好資料=1a1ttgghamax0.250.9=0.3581.00.16=0.116a=ha2max=0.16xt1mx1g1=txmr1=1.

10、233xt2mx2g2=txmr2=-0.233f=aggx1111111=41.88knf=aggx2112121=71.514kn3分f=aggx1221212=38.25knf=aggx2222222=-18.64kn3分最后求層間剪力。第二層層間剪力：v2=f2+f2=73.90(kn)21222分第一層層間剪力：v1=(f11+f21)2+(f12+f22)2=115.075(kn)gg3如圖所示體系，各層重力荷載代表值g12700kn、22700kn、31800kn，剛度k1245000kn/m、k2195000kn/m、k398000kn/m，層高h(yuǎn)1=3.5m、h2=3.5m、

11、h3=3.5m，建筑場(chǎng)地為二類，抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，試求結(jié)構(gòu)的基本自振周期并用底部剪力法求結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下各層的水平地震作用(結(jié)構(gòu)阻尼比為0.05)。（15分）g3更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料g2h3k3g1u1+g2u2+g3u3=0.465sg1h2k2h1k1解：求結(jié)構(gòu)基本自振周期將各質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值作為水平力分別作用在各質(zhì)點(diǎn)處，1，2，3質(zhì)點(diǎn)水平位移為：u1=(g1+g2+g3)/k1=0.0294mu2=u1+(g2+g3)/k2=0.0525mu3=u2+g3/k3=0.0709m采用能量法，結(jié)構(gòu)基本自振周期為：t1=2g1u12+g2u22+g3u327分

12、由已知條件查表得amax=0.16t=0.4s，ga=hatggt1max0.40.9=0.4651.00.16=0.14t11.4t=0.35s，gfek=ageq=0.140.85(2700+2700+1800)=856.8kn各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為：f=1g1h1g1h1+g2h2+g3h3fek=171.36kng1h1+g2h2+g3h3ek=342.72knf=2g2h2fg1h1+g2h2+g3h3ek=342.72knf=3g3h3f其中h1=h1h2=h1+h2h3=h1+h2+h3更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料五、計(jì)算題（本大題共2個(gè)小題，共30分）。1根據(jù)下表計(jì)算場(chǎng)地的等效

13、剪切波速。（10分）土層的剪切波速土層厚度v(m/s)s2.21805.82008.22604.54204.35302試用底部剪力法計(jì)算下圖體系在多遇地震下的各層地震剪力。已知設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本加速度為0.2g，類場(chǎng)地一區(qū)，m3=59.45t,t1=0.716s,n=0.0673,=0.05.（20分）m1=116.62t,m2=110.85t,aamaxt)gaa=(tgmaxa=0.2-1(t-5t)ah0.45h2amaxgh2gmaxt(s)00.1tg5tg當(dāng)=0.05時(shí)，2=1.01=0.02=0.9地震影響系數(shù)曲線水平地震影響系數(shù)最大值更多精品文檔6.0學(xué)習(xí)-好資料地震影響

14、多遇地震罕遇地震6度0.047度0.080.5烈度8度0.160.909度0.321.4特征周期(s)特征周期分區(qū)一區(qū)二區(qū)三區(qū)0.250.300.350.350.400.45場(chǎng)地類別0.450.550.650.650.750.902.2+5.8+8.2+4.5=20.7m20m，故d=20m五、計(jì)算題1.解（1）確定覆蓋層厚度因?yàn)榈乇硐聉s500m/s土層上表面距地表的距離為0（2）計(jì)算等效剪切波速v=20se2.25.88.23.8+180200260420=244.47m/s2.解：查附表的tg=0.45s，max=0.16因tgt15tg得：a1=(tgt1)0.90.16=(0.450

15、.716)0.90.16=0.105結(jié)構(gòu)的底部剪力為：fek=geqa=0.85(116.62+110.85+59.45)9.80.105=250.95kn1df=dfnnek=0.0673250.95=16.89kngh=116.626.5+110.8512.5+59.45(5.0+6.0+6.5)9.8=3184.039.8=3120jj作用在結(jié)構(gòu)各樓層上的水平地震作用為：ghek=(1-0.0673)250.95=55.72knf=g1h11j更多精品文檔j(1-dn)f116.626.53184.03學(xué)習(xí)-好資料f=ghek=(1-0.0673)250.95=101.86kn222gh

16、jj(1-dn)f110.8512.53184.03f=ghek=(1-0.0673)250.95=76.48kn333ghjj(1-dn)f59.4517.53184.03各樓層的地震剪力為：v=f+f+f+df=250.95kn1123nv=f+f+df=195.23kn223nv=f+df=93.37kn33n1、某兩層鋼筋混凝土框架，集中于樓蓋和屋蓋處的重力荷載代表值相等g=g=1200kn，每層層高皆為4.0m，各層的層間剛度相同12sd1=sd2=8630kn/m；類場(chǎng)地，設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g，設(shè)計(jì)分組為第二組，結(jié)構(gòu)的阻尼比為z=0.05。（1）求結(jié)構(gòu)的自

17、振頻率和振型，并驗(yàn)證其主振型的正交性（2）試用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算框架的樓層地震剪力解1）：（1）計(jì)算剛度矩陣k=k+k=86302=17260kn/mk=k=-k=-8630kn/mk=k=8630kn/m111212212222（2）求自振頻率1,2=w212mm12(mk122+mk211)m(mk122+mk211)2-4mm(k1211k22-k12k21)=12120120(1208630+12017260)m(1208630+12017260)2-4120120(172608630-(-8630)2=27.47/188.28w1=5.24rad/sw2=13.72rad/s（3）

18、求主振型當(dāng)w1=5.24rad/sxx1211mw2-k1205.242-172601.6181111=k-8630112更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料當(dāng)w2=13.72rad/sxx2221mw2-k12013.722-17260-0.6181211=k-86301121.618（4）驗(yàn)證主振型的正交性質(zhì)量矩陣的正交性1.000txtmx=12剛度矩陣的正交性120001201.000=0-0.618-8630xtkx121.000t17260=1.618-86301.0008630-0.618=0解2）：由表3.2查得：類場(chǎng)地，第二組，tg=0.40s由表3.3查得：7度多遇地震amax=0.08第一自振周期t21=wp1=1.200s,tgt5t1g第二自振周期t22=wp=0.458s,tgt11.4t=1.40.4=0.56sd=0.08t+0.01=0.081.028+0.01=0.0921gn1df=dfnnek=0.09267.32=6.2knnghf=g1h11jjf(1-d)=ekn1200412004+1200867.32(1-0.092)=20.37knj=1nghf=g2h22jjf(1-d)+df=eknn1200812004+1200867.32(1-0.092)+6.2=46.95knq=7.8/4000=