题目一:底部剪力法
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底部剪力法计算过程底部剪力法是结构力学中常用的一种计算方法,用于计算梁或框架结构底部的剪力分布。
底部剪力法的基本原理是将梁或框架结构看作一个整体,通过平衡力的原理来计算底部的剪力分布。
下面将详细介绍底部剪力法的计算过程。
我们需要确定结构的荷载情况和边界条件。
荷载情况包括集中荷载、均布荷载、弯矩等,边界条件包括支座情况和悬臂长度。
在计算中,我们需要将这些荷载和边界条件转化为力的大小和作用点。
接下来,我们需要画出结构的受力图。
受力图是结构受力情况的图形表示,它可以帮助我们清楚地了解结构的力学状态。
在画受力图时,我们需要标出结构的支座和荷载的作用点,并根据荷载的大小和方向画出相应的力。
然后,我们需要选择一个截面,以该截面为界将结构分成两部分。
在底部剪力法中,我们通常选择底部截面作为分界面。
分界面的选择应该尽可能靠近荷载的作用点,这样可以减少计算的复杂性。
接下来,我们将结构分成两个部分,分别计算每个部分的受力情况。
首先,我们可以通过受力图来确定每个部分的受力大小和方向。
然后,我们可以根据平衡力的原理来计算每个部分的底部剪力分布。
在计算底部剪力分布时,我们可以使用力的平衡条件。
即每个部分受到的底部剪力的合力为零。
根据这个条件,我们可以列出方程,并求解出每个部分的底部剪力。
我们可以将每个部分的底部剪力分布绘制在受力图上。
这样,我们就可以清楚地了解结构底部的剪力分布情况。
底部剪力法的计算过程比较复杂,需要一定的力学基础和计算能力。
在实际工程中,我们通常使用计算软件来进行底部剪力的计算,这样可以减少计算的复杂性和错误的可能性。
总结起来,底部剪力法是一种常用的结构计算方法,用于计算梁或框架结构底部的剪力分布。
它通过平衡力的原理来计算底部的剪力分布,可以帮助我们清楚地了解结构的力学状态。
在实际应用中,我们通常使用计算软件来进行底部剪力的计算,以提高计算的准确性和效率。
底部剪力法应用的原理1. 引言底部剪力法是一种常用于结构分析与设计的方法,它通过计算结构底部的剪力来评估结构的稳定性和耐久性。
本文将介绍底部剪力法的原理,并通过列点的方式来说明其应用。
2. 底部剪力法的原理底部剪力法是基于结构静力平衡原理的一种方法。
它假设结构各部分的刚度和变形情况已知,并将结构简化为一系列剪力框图。
底部剪力法通过计算结构底部的剪力来推导出结构的整体刚度和变形情况。
底部剪力法的原理可以分为以下几个步骤:2.1 确定支座反力首先,需要确定结构的支座反力。
支座反力可以通过结构平衡方程和支座条件来计算得到。
支座反力的计算是底部剪力法的基础。
2.2 绘制剪力框图在得到支座反力后,可以绘制剪力框图。
剪力框图是一个简化的结构图,通过将结构简化为一系列剪力框,来反映结构的内力分布。
剪力框图的绘制需要根据结构的几何形状和支座反力进行计算。
2.3 确定底部剪力在绘制好剪力框图后,可以通过运用结构静力平衡原理,计算出各个剪力框的底部剪力。
底部剪力是剪力框底部的剪力大小,可以通过求解剪力框中的未知力来得到。
2.4 计算结构整体刚度和变形情况通过计算得到的底部剪力,可以进一步推导出结构的整体刚度和变形情况。
结构的刚度可以通过底部剪力与变形之间的关系来确定。
而结构的变形情况可以通过底部剪力引起的结构变形来推导。
3. 应用案例下面通过一个简单的应用案例,来说明底部剪力法的具体应用。
3.1 问题描述假设有一个悬臂梁,其长度为L,梁的截面形状为矩形,宽度为b,高度为h。
求解在悬臂梁上的底部剪力分布。
3.2 解决方法步骤1:确定支座反力根据悬臂梁的支持条件,可以确定支座反力为: - 悬臂梁左端的支座反力为P1 = 0 - 悬臂梁右端的支座反力为P2 = P步骤2:绘制剪力框图根据悬臂梁的几何形状和支座反力,可以绘制出剪力框图。
剪力框图如下:|----P1----||------P2------|步骤3:确定底部剪力根据剪力框图,可以确定剪断面内的底部剪力分布。
大工15秋《高层建筑结构》大作业及要求注意:从以下五个题目中任选两个进行解答(注意:从题目一、二中选择一道计算题,并从题目三、四、五中选择一道问答题,分别进行解答,不可同时选择两道计算题或者问答题);解答前,需将所选题目复制(使老师明确你所选的题目)。
题目一:底部剪力法计算题某钢筋混凝土框架结构,地上十层,高度为40m 。
房屋所在地区的抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g ,设计地震分组为第一组,Ⅳ类场地。
已知该楼的基本自振周期1 1.0s T =,经计算已知每层楼屋面的永久荷载标准值为12000kN ,每层楼面和屋面的活荷载标准值均为2000kN 。
要求:确定该楼各层的水平地震作用值EK F 。
解:1、该楼高度40米,且各层的质量和刚度沿高度分布较均匀,可采用底部剪力法。
2、根据抗震设计规范,知设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g 。
设计地震分组为第一组。
3、查表水平地震影响系数最大值 特征周期阻尼比 衰减指数 4、各楼层的重力荷载代表值结构的总重力荷载代表值5、 地震影响系数6、 顶部附加地震作用系数08.0max =αs T g 65.0=05.0=ξ9.0=γi iG kN G kN G 923.012000130005.020000.11200010===⨯+⨯=KNG G E eq 109650)20005.012000130009(85.085.0=⨯++⨯==sT s T g 65.011=>=0543.008.00.1)0.165.0()(9.0max 21=⨯⨯==αηαγT T g s T s T g 91.065.04.14.111=⨯=>=06.002.0108.002.008.01=-⨯=-=T n δ7、结构总水平地震作用标准值8、主体结构水平地震作用标准值题目二:结构扭转效应计算题某一结构的第j 层平面图,如下图所示。
图中除标明各轴线间距离外,还给出了各片结构沿x 方向和y 方向的抗侧移刚度D 值,已知沿y 向作用总剪力5000kN y V =,求考虑扭转后,各片结构的剪力。
底部剪力法的基本假定底部剪力法是一种结构分析方法,它是建立在一定的假定基础上的。
这些假定是为了简化结构分析过程,使得计算更加方便和准确。
本文将介绍底部剪力法的基本假定。
1. 结构为刚性体系底部剪力法假定结构为刚性体系,即结构的变形非常小,可以忽略不计。
这个假定是为了简化结构的分析,使得计算更加方便。
在实际工程中,结构的变形是不可避免的,但是在分析过程中,我们可以通过适当的假定来简化结构的分析。
2. 结构为静定体系底部剪力法假定结构为静定体系,即结构的支座反力可以通过平衡方程求解。
这个假定是为了简化结构的分析,使得计算更加方便。
在实际工程中,结构的支座反力是需要通过实验或者计算来确定的,但是在分析过程中,我们可以通过适当的假定来简化结构的分析。
3. 结构为线弹性体系底部剪力法假定结构为线弹性体系,即结构的材料是线性弹性材料,其应力和应变之间的关系是线性的。
这个假定是为了简化结构的分析,使得计算更加方便。
在实际工程中,结构的材料是非线性的,但是在分析过程中,我们可以通过适当的假定来简化结构的分析。
4. 结构为平面问题底部剪力法假定结构为平面问题,即结构的变形只发生在一个平面内。
这个假定是为了简化结构的分析,使得计算更加方便。
在实际工程中,结构的变形是三维的,但是在分析过程中,我们可以通过适当的假定来简化结构的分析。
5. 结构为静力学问题底部剪力法假定结构为静力学问题,即结构的变形是缓慢的,可以忽略惯性力和动力效应。
这个假定是为了简化结构的分析,使得计算更加方便。
在实际工程中,结构的变形是动态的,但是在分析过程中,我们可以通过适当的假定来简化结构的分析。
6. 结构为连续体底部剪力法假定结构为连续体,即结构的各个部分之间是连续的,不存在间隙。
这个假定是为了简化结构的分析,使得计算更加方便。
在实际工程中,结构的各个部分之间可能存在间隙,但是在分析过程中,我们可以通过适当的假定来简化结构的分析。
底部剪力法的基本假定包括结构为刚性体系、结构为静定体系、结构为线弹性体系、结构为平面问题、结构为静力学问题和结构为连续体。
简述底部剪力法的适用条件
底部剪力法是一种用于分析结构层间剪力分配的方法,适用于以下条件:
1.结构受到荷载作用时,底部的剪力承担的比例较大。
2.结构的受力性质均匀,且不受剪跨影响,才能满足底部剪力法的前
提条件。
3.结构构件之间的刚度差异不太明显,以确保剪力的合理分布。
4.结构的各个构件都可以近似看作刚性件,也就是说它们的变形主要
取决于刚度。
5.结构整体的斜截面及冲击系数较小,这样分析的结果比较准确。
综上所述,底部剪力法适用于大型通用性较强的工程结构,例如桥梁、高层建筑等。
大工16春高层建筑结构》大作业题目及参考答案题目一:底部剪力法计算题、题目三:大工16春《高层建筑结构》大作业题目及参考答案题目一:底部剪力法计算题某钢筋混凝土框架结构,地上十层,高度为40m。
房屋所在地区的抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,设计地震分组为第一组,Ⅳ类场地。
已知该楼的基本自振周期T1=1.0s,经计算已知每层楼屋面的永久荷载标准值为kN,每层楼面和屋面的活荷载标准值均为2000kN。
要求:确定该楼各层的水平地震作用值FEK。
题目二:结构扭转效应计算题某一结构的第j层平面图,如下图所示。
图中除标明各轴线间距离外,还给出了各片结构沿x方向和y方向的抗侧移刚度D值,已知沿y向作用总剪力Vy=5000kN,求考虑扭转后,各片结构的剪力。
题目三:简述剪力墙在房屋设计中应如何布置?剪力墙的布置应在建筑结构的主要荷载方向和平面布置上进行,以保证其对建筑结构的抗震作用。
同时,应根据建筑结构的特点和荷载特点,合理地布置剪力墙,使其能够承担建筑结构的水平荷载,确保建筑结构的抗震能力。
题目四:为什么框架—剪力墙结构中的剪力墙布置不宜过分集中?框架—剪力墙结构中剪力墙的布置要求是什么?框架-剪力墙结构中,剪力墙的布置不宜过分集中,主要是因为过分集中的剪力墙会导致结构刚度不均匀,从而影响结构的抗震性能。
剪力墙的布置应根据建筑结构的特点和荷载特点,合理地分布在建筑结构的主要荷载方向和平面布置上,以保证其对建筑结构的抗震作用。
题目五:承载力验算和水平位移限制为什么是不同的极限状态?这两种验算在荷载效应组合时有什么不同?承载力验算和水平位移限制是不同的极限状态,主要是因为它们对建筑结构的要求不同。
承载力验算是要求建筑结构在荷载作用下不发生破坏或失稳,而水平位移限制是要求建筑结构在地震或风荷载作用下不产生过大的变形,从而保证建筑结构的安全性和使用性。
在荷载效应组合时,承载力验算和水平位移限制的计算方法和要求不同,需要根据实际情况进行综合考虑和分析。
底部剪力法名词解释嘿,朋友们!今天咱来唠唠底部剪力法。
这底部剪力法啊,就像是建筑界的一把秘密武器!你想想看,一栋大楼稳稳地矗立在那,它得经受住各种力量的拉扯和摇晃吧。
这时候底部剪力法就派上用场啦!它就像是一个超级英雄,专门来搞定那些让大楼摇摇晃晃的力量。
说它是秘密武器,可一点都不夸张。
它能把复杂的地震力啊啥的,给简单化、具体化,让工程师们能清楚地知道该怎么给大楼加固,怎么让大楼更结实。
就好比你要去打一场仗,你得先知道敌人的兵力分布和攻击方向吧。
底部剪力法就是帮你搞清楚这些的,让你能有的放矢地去应对。
咱平常住的房子,工作的办公楼,那些高大的建筑,可都离不开底部剪力法的功劳呢!要是没有它,那建筑的安全性可就大打折扣啦,说不定哪天一阵风刮来,房子就摇摇晃晃要倒了呢,那多吓人呀!而且啊,底部剪力法操作起来也不难。
工程师们就像是掌握了一门独特技艺的大师,通过一些计算和分析,就能把它运用得恰到好处。
这可不是随便谁都能做到的哦,得有真本事才行!它就像一个忠诚的卫士,默默地守护着建筑的安全。
你说,这底部剪力法是不是特别牛?它虽然不像那些华丽的装饰一样引人注目,但却是建筑稳稳站立的重要保障啊!咱再想想,如果没有底部剪力法,那世界会变成啥样?到处都是摇摇欲坠的房子,人们走在路上都提心吊胆的,生怕头顶上的房子掉块砖头下来,那可太可怕啦!所以啊,可别小瞧了这底部剪力法,它可是建筑领域的大功臣呢!它让我们能安心地住在坚固的房子里,不用担心哪天会有危险。
总之呢,底部剪力法就是这么厉害,这么重要!它为我们的生活保驾护航,让我们的建筑更加安全可靠。
咱得好好感谢那些研究和运用底部剪力法的工程师们,是他们让我们的生活变得更美好呀!。
底部剪力法步骤
底部剪力法是一种在结构设计中常用的计算方法,用于确定混凝土结构底部的最大剪力承载力。
该方法的步骤如下:
1. 根据结构的几何形状和荷载情况,确定结构底部跨中的最不利断面位置。
2. 将该断面按照剪力作用的方向分为两个部分,并计算出每个部分的受力面积。
3. 根据混凝土的强度和钢筋的应力,计算出每个部分的承载力,分别记为Vc和Vs。
4. 计算出混凝土和钢筋的总承载力V,即V=Vc+Vs。
5. 根据结构的设计要求和安全系数,确定底部的承载力Vd,如果Vd<V,则需要增加底部的钢筋或加宽底部的混凝土部分,以满足设计要求。
6. 如果底部的承载力Vd>V,则结构底部可以满足要求,设计可通过。
总之,底部剪力法是一种简单有效的结构设计计算方法,可以帮助设计师确定混凝土结构底部的最大剪力承载力,保证结构的安全性和稳定性。
- 1 -。
地震测量方法底部剪力说实话底部剪力在地震测量方法里,我一开始也是瞎摸索。
我刚接触的时候,就知道底部剪力是个很重要的概念,在计算地震对结构的影响时很关键。
当时我就想简单啊,不就是把所有作用在建筑物底部的剪力算出来嘛。
我就开始找各种力,什么重力啊,风荷载产生的侧向力啊,我以为把这些和地震相关的力加起来就是底部剪力了。
可这么做之后,发现结果和标准的值差得老远了。
这才知道自己大错特错。
后来我查阅了很多资料,也向一些前辈请教。
我才明白这可不是单纯的力的相加。
例如对于一个多层建筑,每一层的质量不同,地震时每一层质量产生的惯性力是不一样的。
这个惯性力是底部剪力中很重要的一部分。
这就好比一群人在一个大车上,车突然晃动,不同体重的人晃动时产生的力不一样,计算这个力可不是简单一加一等于二的事。
然后我就开始按照规范的方法来计算。
先把建筑物按照层分成很多个单元,算出每一层的重力荷载代表值。
这就像要给每层楼称重一样。
然后根据结构的自振周期等因素确定一个地震影响系数。
这系数就像是一个调整的开关,根据不同的结构特性和地震情况来调整计算。
把每一层的重力荷载代表值乘以地震影响系数再乘以一个反应某层高度影响的系数,最后把所有层算出来的值加起来才是底部剪力。
我在计算过程中,还容易在地震影响系数这块出错。
有时候没把场地类别啊、设防烈度这些因素考虑全,结果又不对了。
所以一定要仔细考虑每一个影响地震影响系数的因素。
我还试过自己去编一个小表格,把不同场地类别、不同设防烈度对应的系数都列清楚,这样计算的时候就不容易乱了。
这就是我摸索地震测量方法中的底部剪力的一些经历了,虽然现在不敢说完全掌握得很好,但总算不再像刚开始那样一头雾水了。
底部剪力法算例
4Hr=:>/00KN
4E 1=?7CCKK
例题:三层框架结构,假定横梁刚度无穷大,两柱截面相同,各层重量及三个振型及对应 的周期如图,设防烈度为7度,I 类场地设计地震动分组为第二组,结构阻尼比,试用底 部剪力法求水平地震作用下框架梁弯矩.(Tl=)
[解]等效总重力荷载代表值 山于为结构阻尼比可知%二 查表5. 1. 4-1水平地震影响系数最大值久疵二
查表5. 1- 4-2特征周期值Tg 二
对于第一振型Tg <T1<5 Tg 可知:r 二
查地震影响系数曲线 总水平地震作用 F Ek = ^G^O.054 x 6120 =330.48kN
由于T1 => = x 且TgW
查表得顶部附加地震作用系数^=0.08^ +0.07=0.08x0.4665 +0.07=0」073
第三层柱所受层间总剪力V 3=F 3 = 141.58kN
第二层柱所受层间总剪力V 2=F 2 +童=125.94 +141.58kN = 267.52kN
第一层柱所受层间总剪力¥=耳+耳+耳=62.97 +125.94 +141.58kN = 330.49kN
上述地震作用在框架引起的弯矩如下。
大连理工大学《工程抗震》大作业
学习中心:浙江省奥鹏学习中心
*名:***
学号: ************
题目一:底部剪力法。
钢筋混凝土5层框架经质量集中后计算简图如下图所示,各层高均为3m ,
集中于各楼层的重力荷载代表值分别为:
1500kN G =,2550kN G =,3580kN G =,4600kN G =,5450kN G =。
结构阻尼比0.05ξ=,自振周期为10.55s T =,Ⅰ1类场地类别,设计地震分组为第一组,抗震设防烈度为8度(设计基本地震加速度为0.30g )。
按底部剪力法计算结构在多遇地震时的水平地震作用及地震剪力。
3580kN
G =2550kN G =1500kN
G =(a )计算简图
4600kN
G =5450kN
G =
解:由题目可知,抗震设防烈度为8度(设计基本地震加速度为0.30g ),且为多遇地震,
查表可得:αmax =0.24
由题目可知,设计地震分组为第一组,Ⅰ
1
类场地类别,
查表可得:Tg=0.25s
钢筋混凝土结构取阻尼比为ξ=0.05
水平地震影响系数曲线衰减系数:γ=0.9+(0.05-ξ)/(0.3+6ξ)=0.9 阻尼比调整系数:η2=1+(0.05-ξ)/(0.08+1.6ξ)=1
α
1=(Tg/T1)rη2α
max
=(0.25/0.55)0.9×1.0×0.24=0.118≈0.12
查上表可知,T1=0.55s>1.4Tg=1.4×0.25=0.35s,Tg=0.25s<0.35。
取δn=0.08T1+0.07=0.08×0.55+0.07=0.114≈0.11
总水平地震作用标准值:
FEk=α
1
Geq=0.12×(500+550+580+600+450)×85%=273.36KN
各楼层水平地震作用标准值:
Fi=GiHiFEk(1-δn)/∑GjHj (i=1,2,3,n)
∑GjHj=500×3+550×6+580×9+600×12+450×15=23970KN·m
F1k=[500×3×273.36×(1-0.11)]/23970=15.22KN
F2k=[550×6×273.36×(1-0.11)]/23970=33.49KN
F3k=[580×9×273.36×(1-0.11)]/23970=52.98KN
F4k=[600×12×273.36×(1-0.11)]/23970=73.08KN
F5k=[450×15×273.36×(1-0.11)]/23970=68.51KN
各楼层的地震剪力:
V1= F1k+ F2k+ F3k+ F4k+ F5k=243.28
V2= F2k+ F3k+ F4k+ F5k=228.06
V3= F3k+ F4k+ F5k=194.57
V4= F4k+ F5k=141.59
题目三:怎样判断土的液化?如何确定土的液化严重程度,并简述抗液化措施。
答:1、土的液化判别分为两步进行,即初步判别和标准贯入试验判别,凡经初步判别定为不液化或不考虑液化影响。
则可不再进行标准贯入试验的判别。
①初步判别:根据对地震液化现场资料的研究成果,饱和的砂土或粉土当符合下列条件之一时,可初步判别为不液化或不考虑液化影响。
1地质年代为第四纪晚更新世(Q3)及其以前时,7、8度时可判为不液化。
2粉土的粘粒(粒径小于0.005mm的颗粒)含量百分率,7度、8度和9度分别不小于10、13和16时,可判为不液化土。
3采用天然地基的建筑,当上覆非液化土层厚度和地下水位深度符合条件时,可不考虑液化影响。
②当初步判别认为需进一步进行液化判别时,应采用标准贯入试验判别法。
2、在计算出液化指数ILE后,便可确定液化等级。
当液化指数较小,即O <ILE≤5时,为轻微液化,当液化指数增大到5<ILE≤15时,为中等液化,当液化指数ILE>15时,为严重液化。
3、全部消除地基液化沉陷措施,应符合下列要求:1采用桩基时,桩端伸入液化深度以下稳定土,应按计算确定,且对碎石土、砾、粗、中砂,坚硬粘性土和密实粉土尚不中的长度(不包括桩尖部分)应小于0.5m,对其他非岩石尚不宜小于1.5m。
2采用深基础时,基础底面应埋入液化深度以下稳定土层中,其深度不应小于0.5m。
3采用加密法(如振冲、振动加密、挤密碎石桩、强夯等)加固时,应处理至液化深度下界,振冲或挤密碎石桩加固后,桩间土的标准贯入锤击数不宜小于液化判别标准贯入锤击数临界值。
4用非液化土替换全部液化土。
5采用加密法或换土法处理时,在基础边缘以外的处理宽度,应超过基础底面下处理深度的1/2且不小于基础宽度的1/5。
部分消除地基液化沉陷措施,应符合下列要求:1处理深度应使处理后的地基液化指数减少,当判别深度为15m时,其值不宜大于4,当判别深度为20m时;其值不宜大于5;对独立基础和条形基础,尚不应小于基础底面下液化土特征深度和基础宽度的较大值。
2采用振冲或挤密碎石桩加固后,桩间土的标准贯入锤击数不宜小于液化判别标准贯入锤击数临界值。
3基础边缘以外的处理宽度,应超过基础底面下处理深度的1/2且小于基础宽度的1/5。
减轻液化影响的措施,应按下列各项综合考虑:1选择合适的基础埋置深度。
2调整基础底面积,减少基础偏心。
3加强基础的整体性刚度,如采用箱基,筏基或钢筋混凝土交叉条形基础,加设基础圈梁等。
4减轻荷载,增强上部结构的整体刚度和均匀对称性,合理设置沉降缝,避免采用对不均匀沉降敏感的结构形式等。
5管道穿过建筑处应预留足够尺寸或采用柔性接头等。