抗震结构设计第四版课后答案
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抗震结构设计第四版课后答案
【篇一:王社良版《抗震结构设计》要点及重要习题及
答案,考试必胜】
两层钢筋混凝土框架,集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等
g1?g2?1200kn,每层层高皆为4.0m,各层的层间刚度相
同?d1??d2?8630kn/m;Ⅱ类场地,设防烈度为7度,设计基本地
震加速度为0.10g,设计分组为第二组,结构的阻尼比为??0.05。
(1)求结构的自振频率和振型,并验证其主振型的正交性
(2)试用振型分解反应谱法计算框架的楼层地震剪力
解1):(1)计算刚度矩阵
k11?k1?k2?8630?2?17260kn/m
k12?k21??k2??8630kn/m
k22?k2?8630kn/m
(2)求自振频率
1?12,2?[(m1k22?m2k11)?(m1k22?m2k11)2?4m1m2(k11k22?k1 2k21)] 2m1m2
1?[(120?8630?120?17260)?2?120?120
(120?8630?120?17260)2?4?120?120[(1726?0863?0(?863)20] ?27.47/188.28
?1?5.24rad/s ?2?13.72rad/s
(3)求主振型
当?1?5.24rad/s
x12m1?12?k11120?5.242?172601.618???x11k12?86301
当?2?13.72rad/s
2x22m1?2?k11120?13.722?17260?0.618 ???x21k12?86301(4)验证主振型的正交性
质量矩阵的正交性
?1.000?t{x}1[m]{x}2???1.618??t?1200??0120????1.000????0 ?0.618??
?1.000????0 ?0.618??刚度矩阵的正交
性?1.000?t{x}1[k]{x}2????1.618?t?17260?8630???86308630???解2):由表3.2查得:Ⅱ类场地,第二组,tg=0.40s
由表3.3查得:7度多遇地震??0.08 max
2??1.200s,tg?t1?5tg 第一自振周期t1??1
2??0.458s,tg?t1?5tg 第二自振周期t2??2
(1)相应于第一振型自振周期t1的地震影响系数:
?tg??0.40???? ?1????max?t??1.200??1?
第一振型参与系数 0.90.9?0.08?0.030
?1??m?
?m?
i?1i?12ni1i?2i1i1200?1.000?1200?1.618?0.724
1200?1.0002?1200?1.6182
于是:f11??1?1?11g1?0.030?0.724?1.000?1200?26.06kn
f12??1?1?12g2?0.030?0.724?1.618?1200?42.17kn
第一振型的层间剪力:
v12?f12?42.17kn
v11?f11?f12?68.23kn
(2)相应于第二振型自振周期t2的地震影响系
数: ?tg??0.40?????2????max?t?0.458???2?
第二振型参与系数 0.90.9?0.08?0.071
?2??m?
?m?
i?1i?12ni2i?2i2i1200?1.000?1200?(?0.618)?0.276
1200?1.0002?1200?(?0.618)2
于是:f21??2?2?21g1?0.071?0.276?1.000?1200?23.52kn
f22??2?2?22g2?0.071?0.276?(?0.618)?1200??14.53kn
第二振型的层间剪力:
v22?f22??14.53kn
v21?f21?f22?8.99kn
(3)由srss法,计算各楼层地震剪力: v2?
v1??vj?2222j2?42.172?(?14.53)2?44.60kn
?68.232?8.992?68.821kn ?v
j?22j1
2、某两层钢筋混凝土框架,集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等g1?g2?1200kn,每层层高皆为4.0m,框架的自振周期
t1?1.028s;各层的层间刚度相同?d1??d2?8630kn/m;Ⅱ类场地,7度第二组(tg?0.40s, ?max?0.08),结构的阻尼比为??0.05,试按底部剪力法计算框架的楼层地震剪力,并验算弹性层间位移是否满足要求(??e??1/450)。
解:(1)求结构总水平地震作
用: ?tg?0.40???max?? ?1?????0.08?0.033?t?1.028???1?
fek??1geq?0.033?0.85(1200?1200)?67.32kn 0.90.9
(2)求作用在各质点上的水平地震作用
t1?1.028s?1.4tg?1.4?0.4?0.56s
?n?0.08t1?0.01?0.08?1.028?0.01?0.092
?fn??nfek?0.092?67.32?6.2kn
f1?g1h1
?ghj
j?1nfek(1??n) j
1200?4?67.32(1?0.092)?20.37kn 1200?4?1200?8
ghf2?n22fek(1??n)??fn
gjhj ??
j?1
?1200?8?67.32(1?0.092)?6.2?46.95kn 1200?4?1200?8
v1?f1?f2?20.37?46.95?67.32kn (3)求层间剪力
v2?f2?46.95kn
(4)验算层间弹性位移
?1?67.32/8630?0.0078m?7.8mm
?1?7.8/4000?1/512?1/450(满足)
?1?46.95/8630?0.00544m?5.44mm
?1?5.44/4000?1/735?1/450 (满足)
3、某三层钢筋混凝土框架,集中于楼盖处的重力荷载代表值分别为g1?g2?1000kn,
g3?600kn,每层层高皆为5.0m,层间侧移刚度均为40mn/m,框架的基本自振周期
t1?0.6332s;Ⅰ类场地,8度第二组,设计基本加速度为0.30g,结构的阻尼比为??0.05,
试按底部剪力法计算框架的楼层地震剪力,并验算弹性层间位移是否满足规范要求。
(1)求结构总水平地震作
用: ?tg??0.30???? ?1???t?max?0.6332??0.24?0.122 ???1? fek??1geq?0.122?0.85(1000?1000?600)?269.6kn0.90.9
(2)求作用在各质点上的水平地震作用
t1?0.6332s?1.4tg?1.4?0.3?0.42s
?n?0.08t1?0.07?0.08?0.6332?0.07?0.121
?fn??nfek?0.121?269.6?32.62kn
f1?g1h1?ghj
j?1nfek(1??n) j
1000?5?269.6(1?0.121)?49.37kn 1000?5?1000?10?600?15
ghf2?n22fek(1??n) ?gjhj ?j?1
1000?10?269.6(1?0.121)?98.75kn 1000?5?1000?10?600?15
ghf3?n33fek(1??n)??fn ?gjhj?j?1
600?15?269.6(1?0.121)?32.62?88.87?32.62?121.49kn
1000?5?1000?10?600?15
(3)求层间剪力
v1?f1?f2?f3?49.37?98.75?121.49?269.6kn?
v2?f2?f3?98.75?121.49?220.24kn
v3?f3?121.49kn
(4)验算弹性位移
v1269.6?1035?1???0.0063?[?]h??0.009 ek140?106550
满足规范要求
/4、二质点体系如图所示,各质点的重力荷载代表值分别为m1=60t,m2=50t,层高如图所示。
该结构建造在设防烈度为8度、场地土特
征周期tg=0.25s的场地上,其水平地震影响系数最大值分别
为?max =0.16(多遇地震)和?max=0.90(罕遇地震)。
已知结构
的主振型和自振周期分别为
?x11??0.488??x21???1.710?? ?????????
x1.000x??12???22??1.000?
t1?0.358s t2? 0.156s
要求:用底部剪力法计算结构在多遇地震作用下各层的层间地震剪
力vi。
提示: t1?0.1s~tg时,???max;
0.9?tg?? t1?tg~5tg时,??????max; t?1?
t1?1.4tg且tg?0.35s时,
?n?0.08t1?0.07;
tg?0.35~0.55s时,
?n?0.08t1?0.01
?tg??0.25?解:
tg?t1?0.358s5tg,?1????max????0.16=0.116 ?0.358??t1?
geq?0.85?(60?50)?9.8=916.3kn 0.90.9
fek??1geq?0.116?916.3?106.29kn
t1?1.4tg?1.4?0.25?0.35s,tg?0.25s?0.35s
?n?0.08t1?0.07?0.08?0.358?0.07?0.10
f1?g1h160?9.8?4fek(1??n)??106.29?(1?0.10)?35.87kngh60?9.8 ?4?50?9.8?8ii
f2?
63kn?fn?fe??90.?1010.k?n106.2
v2?f2??fn?59.79?10.63=70.42kn
v1?f1?v2?35.87?70.42=106.29kn
g2h250?9.8?8fek(1??n)??106.29?(1?0.10)?59.79kn60?9.8?4?50 ?9.8?8gihi
1、地震烈度:
指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。
2、抗震设防烈度:
一个地区作为抗震设防依据的地震烈度,应按国家规定权限审批或颁发的文件(图件)执行。
3、场地土的液化:
饱和的粉土或砂土,在地震时由于颗粒之间的孔隙水不可压缩而无法排出,使得孔隙水压力增大,土体颗粒的有效垂直压应力减少,颗粒局部或全部处于悬浮状态,土体的抗剪强度接近于零,呈现出液态化的现象。
4、等效剪切波速:
若计算深度范围内有多层土层,则根据计算深度范围内各土层剪切波速加权平均得到的土层剪切波速即为等效剪切波速。
5、地基土抗震承载力:
6、场地覆盖层厚度:
我国《建筑抗震设计规范》(gb50011-2001)定义:一般情况下,可取地面到剪切波速大于500m/s的坚硬土层或岩层顶的距离。
7、重力荷载代表值:
结构抗震设计时的基本代表值,是结构自重(永久荷载)和有关可变荷载的组合值之和。
8、强柱弱梁:
结构设计时希望梁先于柱发生破坏,塑性铰先发生在梁端,而不是在柱端。
9、砌体的抗震强度设计值:
10、剪压比:
剪压比为v/fcbh0,是构件截面上平均剪力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值,用以反映构件截面上承受名义剪应力的大小。
1、简述两阶段三水准抗震设计方法。
答:我国《建筑抗震设计规范》(gb50011-2001)规定:进行抗震设计的建筑,其抗震设防目标是:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理可继续使用,当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时,可能损坏,经一般修理
或不需修理仍可继续使用,当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的
罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
具体为两阶段三水准抗震设计方法:
第一阶段是在方案布置符合抗震设计原则的前提下,按与基本烈度
相对应的众值烈度的地震动参数,用弹性反应谱求得结构在弹性状
态下的地震作用效应,然后与其他荷载效
【篇二:抗震结构设计复习题及答案】
示地震本身大小的尺度,是按一次地震本身强弱程度而定的等级;(3)地震烈度:表示地震时一定地点地面振动强弱程度的尺度;(4)震中:震源在地表的投影;(5)震中距:地面某处至震中的水平距离;(6)震源:发生地震的地方;(7)震源深度:震源至地面的垂直距离;(8)极
震区:震中附近的地面振动最剧烈,也是破坏最严重的地区;(9)等
震线:地面上破坏程度相同或相近的点连成的曲线;(10)建筑场地:
建造建筑物的地方,大体相当于一个厂区、居民小区或自然村;(11)
沙土液化:处于地下水位以下的饱和砂土和粉土在地震时有变密的
趋势,使孔隙水的压力急剧上升,造成土颗粒局部或全部将处于悬
浮状态,形成了犹如“液化”的现象,即称为场地土达到液化状态;(12)结构的地震反应:地震引起的结构运动;(13)结构的地震作用效应:由地震动引起的结构瞬时内力、应力应变、位移变形及运动加
速度、速度等;
(14)地面运动最大加速度与重力加速度的比值;单质点体系最大绝
对加速度与地面运动最大加速度的比值;(16)地震影响系数:地震系
数与动力系数的乘积;(17)振型分解法:以结构的各阶振型为广义坐
标分别求出对应的结构地震反应,然后将对应于各阶振型的结构反
应相组合,以确定结构地震内力和变形的方法,又称振型叠加法;(18)基本烈度:在设计基准期(我国取50年)内在一般场地条件下,可能遭遇超越概率(10%)的地震烈度。
(19)设防烈度:按国家规定权限批准的作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。
(20)罕遇烈度:50年期限内相应的超越概率2%~3%,即大震烈度的地震。
(21)设
防烈度 (22)多道抗震防线:一个抗震结构体系,有若干个延性较好
的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接起来协同作用;(24)鞭
梢效应;(25)楼层屈服强度系数;(26)重力荷载代表值:建筑抗震设
计用的重力性质的荷载,为结构构件的永久荷载(包括自重)标准
值和各种竖向可变荷载组合值之和;(27)等效总重力荷载代表值:单
质点时为总重力荷载代表值,多质点时为总重力荷载代表值的85%;
(28)轴压比:名义轴向应力与混凝土抗压强度之比;(29)强柱弱梁:
使框架结构塑性铰出现在梁端的设计要求;(30)非结构部件:指在结
构分析中不考虑承受重力荷载以及风、地震等侧向力的部件
判断题
构造地震分布最广,危害最大。
(√)
体波可以在地球内部和外部传播。
( x)
横波向外传播时,其介质质点的振动方向与波的前进方向相垂直。
(√ )
地震现象表明,横波使建筑物产生上下颠簸。
(x )
一般来说,离震中愈近,地震影响愈大,地震烈度愈小。
(x )
纵波的特点是周期较长,振幅较大。
(x )
横波只能在固体内传播。
(√ )
对应于一次地震,震级只有一个,烈度也只有一个。
(x )
震害表明,坚硬地基上,柔性结构一般表现较好,而刚性结构有的
表现较差。
(√)一般来讲,震害随场地覆盖层厚度的增加而减轻。
(x )
地基土的抗震承载力小于地基土的静承载力。
(x )
结构的自振周期随其质量的增加而减小,随刚度的增加而加大。
(x )
一般而言,房屋愈高,所受到的地震力和倾覆力矩愈大,破坏的可
能性也愈大。
(√)弯曲构件的延性远远小于剪切构件的延性。
( x)在同等设防烈度和房屋高度的情况下,对于不同的结构类型,其次
要抗侧力构件抗震要求可低于主要抗侧力构件。
(√)
在进行梁端弯矩调幅时,可先进行竖向荷载和水平荷载的梁端弯矩
组合后再进行调幅。
(x)钢筋混凝土构造柱可以先浇柱,后砌墙。
(x )
构造柱必须单独设置基础。
(x )
地震时内框架房屋的震害要比全框架结构房屋严重,比多层砖房要轻。
( x)
中心支撑与偏心支撑相比具有较大的延性。
( x )
耗能梁段的屈服强度越高,屈服后的延性越好,耗能能力越大。
(x )
简答题
抗震设防的目标是什么?实现此目标的设计方法是什么?
答:目标是对建筑结构应具有的抗震安全性能的总要求。
我国《抗震规范》提出了三水准的设防要求,概括起来是“小震不坏,中震可修,大震不倒”。
第一水准是建筑物在遭受频度较高、强度较低的多遇地震时,一般不损坏也不需要修理。
第二水准是建筑物在遭受基本烈度的地震影响时,允许结构部分达到或超过屈服极限,或者结构的部分构件发生裂缝,结构通过塑性变形消耗地震能量,结构的变形和破坏程度发生在可以修复使用的范围之中。
第三水准是建筑物遭受预估的罕遇的强烈地震时,不至于发生结构倒塌或危机生命安全的严重破坏。
方法:依据三个地震烈度水准,使用两阶段抗震设计方法实现。
建筑场地选择的原则是什么?
答:选址时应当选择有利地段,避开不利地段。
当无法比开始应采取有效地抗震措施。
在危险地段,不应建造非临时性的建筑物,尤其是严禁建造甲、乙类建筑物。
哪些建筑可不进行地基及基础的抗震承载力验算?
答:(1)砌体房屋(2)地基主要受力范围内不存在软弱粘性土层的下列建筑物:一般单层厂房、单层空旷房屋。
不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋。
基础荷载与上述一般民用框架房屋相当的多层框架厂房。
(3)抗震规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。
影响液化的因素有哪些?液化对建筑物有哪些危害?
答:(1)土层的地质年代(2)土的组成和密实程度(3)液化土层的埋深(4)地下水位深度
(5)地震烈度和持续时间。
危害:地面开裂下沉使建筑物产生过度下沉或整体倾斜,不均匀沉降引起建筑物上部结构破坏,使梁板等构件及其节点破坏,使整体开裂和建筑物体型变化处开裂。
简述确定水平地震作用的振型分解反应谱法的主要步骤。
答:
简述确定结构地震作用的底部剪力法的适用条件及计算步骤。
答:适用条件:(1)结构的质量和刚度沿高度分布比较均匀(2)房屋的总高度不超过40m
(3)建筑结构在地震作用下的变形以剪切变形为主(4)建筑结构在地震作用时的扭转效应可忽略不计
什么时候应考虑竖向地震作用的影响?
答:《抗震规范》规定,8度和9度时的大跨度结构、长悬臂结构、9度时的高层建筑应考虑竖向地震作用。
何谓时程分析法,在什么时候须用时程分析法进行补充计算?
答:对结构物的运动微分方程直接进行逐步积分求解的一种动力分
析方法。
以下情况:①甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土
结构和钢结构②高度大于150m的钢结构和7-9度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构③烈度8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架④采用隔墙和消能减震设
计的结构。
何谓“抗震概念设计”?“概念设计”与计算设计有何不同?
答:指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。
与计算设计
的不同:计算设计是通过地震作用的取值进行结构的抗震验算,而
概念设计强调,在工程设计一开始,就应该把握好能量输入、房屋
体型、结构体系、刚度分布,构件延性等几个主要方面,从根本上
消除建筑中的抗震薄弱环节,概念设计需要辅以必要地计算设计。
什么是“强柱弱梁”、“强剪弱弯”原则?在设计中如何体现?
答:
怎样保证框架梁柱节点的抗震性能? 如何进行节点设计?
答:节点抗震设计原则:①节点的承载力不应低于其连接件的承载
力②多遇地震时,节点应在弹性范围内工作③罕遇地震时,节点承
载力的降低不得危及竖向荷载的传递④节点配筋不应使施工过分困难。
框架柱抗震设计原则:①强柱弱梁,使柱尽量不要出现塑性铰②在
弯曲破坏发生前不发生剪切破坏,使柱有足够的抗剪能力③控制柱
的轴压比不要太大④加强约束,配置必要地约束箍筋
梁抗震设计原则:①梁形成塑性铰后仍有抗剪承载力②梁纵筋去附后,塑性铰区段应有较好的延性和耗能能力③妥善解决梁纵筋锚固
问题。
框架结构在什么部位应加密箍筋?
答:加密柱端。
在多层砌体结构中设置构造柱和圈梁的作用是什么?
在砌体结构的计算简图中如何确定结构底部固定端标高?
答:(1)对于多层砌体结构房屋,当基础埋置较浅时,取为基础顶
面(2)当基础埋置较深时,可取为室外地坪下0.5m处(3)当设有
整体刚度很大的全地下室时,取为地下室顶板顶部(4)当地下室整体刚度较小或半地下室时,取地下室室内地坪处。
1、某两层钢筋混凝土框架,集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等g1?g2?1200kn,每层层高皆为4.0m,各层的层间刚度相
同?d1??d2?8630kn/m;Ⅱ类场地,设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,设计分组为第二组,结构的阻尼比为??0.05。
(1)求结构的自振频率和振型,并验证其主振型的正交性
(2)试用振型分解反应谱法计算框架的楼层地震剪力
解1):(1)计算刚度矩阵
k11?k1?k2?8630?2?17260kn/m
k12?k21??k2??8630kn/m
k22?k2?8630kn/m
(2)求自振频率
?12,2?
?
1[(m1k22?m2k11)?(m1k22?m2k11)2?4m1m2(k11k22?k12k21)]2 m1m2
1[(120?8630?120?17260)?2?120?120(120?8630?120?17260)2?4 ?120?120[(17260?8630?(?8630)2]
?27.47/188.28
?1?5.24rad/s ?2?13.72rad/s
(3)求主振型
当?1?5.24rad/s
x12m1?12?k11120?5.242?172601.618???xk?86301 12 11
当?2?13.72rad/s
2x22m1?2?k11120?13.722?17260?0.618???x21k12?86301(4)验证主振型的正交性
质量矩阵的正交性
?1.000?t{x}1[m]{x}2????1.618?
刚度矩阵的正交性 t?1200??0120???
?17260??8630??1.000????0?0.618???1.000?t{x}1[k]{x}2???1. 618??t?8630?8630???1.000????0??0.618?
解2):由表3.2查得:Ⅱ类场地,第二组,tg=0.40s 由表3.3查得:7度多遇地震?max?0.08t1?
第一自振周期2??1
2??1.200s,tg?t1?5tgt2?
第二自振周期?2?0.458s,tg?t1?5tg
(1)相应于第一振型自振周期t1的地震影响系数:
?tg?1???t?1
n??0.40??????max?1.200???0.90.9?0.08?0.030 第一振型参与
系数
?1??m?
?m?
i?1i?12i1i?2i1i1200?1.000?1200?1.618?0.7241200?1.0002?1200 ?1.6182 于是:
f11??1?1?11g1?0.030?0.724?1.000?1200?26.06kn
f12??1?1?12g2?0.030?0.724?1.618?1200?42.17kn第一振型的层间剪力:
v12?f12?42.17knv11?f11?f12?68.23kn
(2)相应于第二振型自振周期t2的地震影响系数:
【篇三:建筑结构抗震设计习题解答李国强版】
=txt>第一章的习题答案
1. 震级是衡量一次地震强弱程度(即所释放能量的大小)的指标。
地震烈
度是衡量一次地震时某地区地面震动强弱程度的尺度。
震级大时,
烈度就高;但某地区地震烈度同时还受震中距和地质条件的影响。
2. 参见教材第10面。
3. 大烈度地震是小概率事件,小烈度地震发生概率较高,可根据地
震烈度
的超越概率确定小、中、大烈度地震;由统计关系:小震烈度=基
本烈度-1.55度;大震烈度=基本烈度+1.00度。
4. 概念设计为结构抗震设计提出应注意的基本原则,具有指导性的
意义;
抗震计算为结构或构件达到抗震目的提供具体数据和要求;构造措
施从结构的整体性、锚固连接等方面保证抗震计算结果的有效性以
及弥补部分情况无法进行正确、简洁计算的缺陷。
5. 结构延性好意味可容许结构产生一定的弹塑性变形,通过结构一
定程度
的弹塑性变形耗散地震能量,从而减小截面尺寸,降低造价;同时
可避免产生结构的倒塌。
第二章的习题答案
1. 地震波中与土层固有周期相一致或相近的波传至地面时,其振幅
被放大;与土层固有周期相差较大的波传至地面时,其振幅被衰减
甚至完全过滤掉了。
因此土层固有周期与地震动的卓越周期相近,
2. 考虑材料的动力下的承载力大于静力下的承载力;材料在地震下
地基承载力的安全储备可低于一般情况下的安全储备,因此地基的
抗震承载力高于静力承载力。
3. 土层的地质年代;土体中的粘粒含量;地下水位;上覆非液化土
层厚度;地震的烈度和作用时间。
4. a 中软场地上的建筑物抗震性能比中硬场地上的建筑物抗震性能
要差(建筑物条件均同)。
b. 粉土中粘粒含量百分率愈大,则愈容易液化.c.液化指数越小,地
震时地面喷水冒砂现象越轻微。
d.地基的抗震承载力为承受竖向荷
载的能力。
5. vm?
20
2.25.88.2
3.8
???180200260420
?244.5ms因vm小于250s,场地为中软场地。
6. 设计地震分组为第二组,烈度为7度,取
n0?8
砂土的临界标贯值:ncr?n0?0.9?0.1(ds?dw)?,其中dw?1.5m
土层厚度:第i实测标贯点所代表的土层厚度的上界取上部非液化
土层的底面或第其下界取下部非液化土层的顶面或相邻实测标贯点
i?1实测标贯点所代表土层的底面;的深度的均值。
由计算结果可知:场地的液化程度为中等。
第三章的习题解答
一、问答题
1.高度≤40m,以剪切变形为主,质量、刚度分布较均匀的结构采
用底部
剪力法计算;其他结构采用振型分解反应譜法计算;重要建筑、超
高层建筑或特别不规则建筑采用时程分析法补充计算。
2.结构由地震产生的位移、速度、加速度、内力及变形等称为结
构的地
震反应;结构由地震引起惯性,而由惯性产生的动力作用称为结构
的地震作用。
3.在一个确定的地震运动下,各种结构体系的最大地震加速度反
应与自
振周期间的关系曲线称为地震反应譜;将不同地震运动下的结构的
地震反应譜按可靠度的原理进行平滑处理得到的地震反应譜称为设
计反
应譜。
4.重力荷载=恒载+部分活载;活载取值取决于活载的变异程度,变异
大者取值大。
5.反映地震烈度对地面运动影响程度的系数称为地震系数;反映
结构在
不同烈度地震作用下,结构加速度与其自振周期的关系的系数称为
地震影响系数。
二者的影响对象不一样;但两者间有着直接的关系,地震影响系数与地震系数呈线性关系。
6.软场地的刚度较小,其自振周期较长,不同振动混合在一起的
地震波
传入后,与场地自振周期接近的振动波得以保留或放大,反之则衰
减或滤掉;因此软场地的tg>硬场地的tg。
远震经过的距离长,高
频波(振动周期短)易衰减,保留下来的成分多为长周期的低频波,因此远震的tg要大一些。
7.进行小震作用下的结构承载力和变形能力的计算,以保证结构
的安全
性;进行大震作用下的结构的弹塑变形能力的计算,以保证结构不
倒塌。
8.一般结构应采用非线性时程分析法计算,层数不多、刚度无突
变的钢
筋混凝土、钢结构的框架结构、厂房结构可采用简化计算方法。
9.结构楼层按其构件实际尺寸、配筋和材料强度计算得到的抗剪能力与
大震作用下楼层应承受的弹性地震剪力的比值称为楼层屈服强度系数。
10.根据楼层屈服强度系数的分布来判断:如其沿高度分布较均匀时,薄
弱层为底层,如分布不均匀时,薄弱层为楼层屈服强度系数较小的
楼层;厂房结构的薄弱层为上柱层。
11.大跨度结构、高耸结构、超高层结构等需考虑竖向地震作用。
12.原因为:a.动力荷载下材料强度高于静力荷载下材料强度;b.地震作用下的结构可靠度要求可低于一般条件下结构的可靠度要求。
二、计算题
1.解:k11?k1?k2?20800?2?41600m
k12?k21??k2??20800??20800m
k22?k2?20800m
?4.16?5?2
所以频率方程为:?
??2.08
?2.08?
?104?0 2?2.08?5??
即: ?5?2??6.24?5?2??4.3264?0
2
?12?31.2?31.22?4?25?4.3264?0.1589 ?1?0.3986s?22
31.22
2
?
??31.2??4?25?4.3264?1.0891 ?
?1.043s
x21m1?12?k11?5?0.1589?4.16??1041.618
??? 4x11k121?2.08?10
2x22m1?2?k11?5?1.0891?4.16??104?0.618
??? x12k121?2.08?104
2.解:查表3-2,得 tg?0.35s
查表3-3,得 ?max?0.16
因 t1?tg,故 ?1??0.350.467?.09?0.16?0.1234
0.1?t2?tg、 0.1?t3?tg 故 ?2?0.16、?3?0.16
?1
?2
?mx
?
mx
iiii
i12i1
?
2.7?0.334
?2.7?0.334?2.7?0.667?1.8?1??104
2
?2.7?0.667?1.8?1?10
2
4
?1.363
mx?
mx
i22i2
?
2.7?0.6672.7?4.019
?-2.7?0.667-2.7?0.666?1.8?1??104
2
?2.7?0.6662?1.8?1?104
?0.429
?3
?mx?
mx
ii
i32i3
?
?2.7?4.019?2.7?3.035?1.8?1??104
2
?2.7?3.035?1.8?1?10
2
4
?0.063
质点上的地震作用:
第一振型下:f11=?1?1x11g1=151.68 kn
f21=?1?1x21g2=303.36 kn f31=?1?1x31g3=302.75 kn 第二振型下:f12=?2?2x12g1=?123.47 kn。