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1、
大連理工大學《工程抗震》大作業(yè)
學習中心: 奧鵬福州直屬學習中心
姓 名:
學 號:
題目一:底部剪力法。
鋼筋混凝土5層框架經質量集中后計算簡圖如下圖所示,各層高均為3m,集中于各樓層的重力荷載代表值分別為:,,,,。結構阻尼比,自振周期為,Ⅰ1類場地類別,設計地震分組為第一組,抗震設防烈度為8度(設計基本地震加速度為0.30g)。按底部剪力法計算結構在多遇地震時的水平地震作用及地震剪力。
解:
地震影響系數(shù)最大值(阻尼比為0
2、.05)
地震影響
烈度
6
7
8
9
多遇地震
0.04
0.08(0.12)
0.16(0.24)
0.32
罕遇地震
——
0.50(0.72)
0.90(1.20)
1.40
地震特征周期分期的特征周期值(s)
場地類別
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
第一組
0.25
0.35
0.45
0.65
第二組
0.30
0.40
0.55
0.75
第三組
0.35
0.45
0.65
0.90
抗震設防烈度8度,多遇地震下,查表得:αmax=0.16
Ⅰ類場地,地震分組第一組,查表得Tg<T1<5Tg
α1=(T
3、gT)rξαmax=(TgT1)0.90.16=(0.250.55)0.90.16=0.078
Fβk=α1Geq=0.0780.85∑Gi=0.0780.85(G1+G2+G3+G4+G5)
=0.06632680
=177.68KN
頂部附加水平地震作用
T1>1.40.25=0.35s
δn=0.08T1+0.01=0.080.55+0.01=0.054
?Fn=δnFEK=0.054177.68=9.59KN
層高均為3m,
∑HkGk=3500+6550+95
4、80+12600+15450=23970
各層水平地震作用Fi=HiGik=inNkGkFEK(1-n)
F1=350023970177.68(1-0.054)=10.52
F2=655023970177.68(1-0.054)=23.14
F3=958023970177.68(1-0.054)=36.61
F4=1260023970177.68(1-0.054)=50.49
F5=1545023970177.68(1-0.054)=47.33
各層水平地震剪力Vi=k=inFk+DFn
Vi=F1+9.59=10.52+9.59=20.11
V2=F1+F2+9.59=
5、10.52+23.14+9.59=43.25
V3=F1+F2+F3+9.59=10.52+23.14+36.61+9.59=79.86
V4=F1+F2+F3+F4+9.59=10.52+23.14+36.61+50.49+9.59=130.35
V5=F1+F2+F3+F4+F5+9.59=10.52+23.14+36.61+50.49+47.33+9.59=177.68
題目四:什么叫鞭端效應?設計時如何考慮這種效應?
答:1、鞭端效應又叫鞭梢效應,是指高層建筑物末端形狀和剛度發(fā)生變化時,端部產生的力和變形突然增大,遠遠大于其按重力分配到得地震荷載,是高層建筑結構抗震設
6、計考慮的重要方面。地震作用下突出建筑物屋面的附屬小建筑物,如電梯間、女兒墻、附墻煙囪等由于重量和剛度突然變小,高振型影響較大,震害較為嚴重,即稱為鞭端效應。只有在靠近頂端處建筑物體形發(fā)生很大變化(一般是收縮),才會像鞭子那樣形成一個鞭梢,進而產生鞭梢效應
2、高層在設計立面是要求上下一致,變化不要太大。
1)、在高層框架結構中,突出物頂點位移和主體頂部位移的比值隨著突出物質量的增大而減小,即鞭梢效應會隨著突出物質最的增大而減弱。因此,在一定范圍內,可以通過增大突出物的質量來減小鞭梢效應的影響。
2)、在高層框架結構中,突出物的k/m(突出物剛度突出物/質量)值影響著突出物鞭梢效應的強弱。當突出物的自振頻率和主體頻率相等增或接近時,突出物的鞭梢效應最為明顯。由此,通過適當調整結構的剛度或質量分布可使突出物的頻率與整體結構的頻率差值增大,可減少鞭梢效應的影響。
3)、在高層框剪結構中,λ(框剪結構的剛度特征值)小于某一值時,位移比值隨著λ的增大而大幅度減小,且鞭梢效應較明顯;λ大于某一值時,位移比值也會隨著λ的增大而減小,但趨勢較為平緩,鞭梢效應的強度有所減弱;在一定范圍內,可以通過調節(jié)框架和剪力墻的剛度比值來減小鞭梢效應的影響,建議將λ控制在1~4內。