哈工大地震工程工程地震部分第五章强地
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大工19秋《工程抗震》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。
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=2550kN=1500kN=(a )计算简图4600kN=5450kN=题目二:振型分解反应谱法。
某3层钢筋混凝土框架结构,阻尼比0.05ξ=,部分尺寸如下图所示。
各楼层重力荷载代表值为11200kN G =,21000kN G =,3650kN G =,场地土Ⅱ类,设防烈度8度(设计基本地震加速度为0.20g),地震分组在第二组。
现算得前3个振型的自振周期为10.68sT=,20.24sT=,30.16sT=,振型如下图所示。
试用振型分解反应谱法求该框架结构的层间地震剪力标准值。
3212.1481.7351.000 1.000 1.000-1.138 1.4670.139-1.316(a)框架(b)计算简图(c)第一振型(d)第二振型(e)第三振型题目三: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。
题目四:什么叫鞭端效应?设计时如何考虑这种效应?题目五:多高层钢筋混凝土结构抗震设计的防震缝设计有哪些要求?作业具体要求:1. 封面格式(见文件最后部分)封面名称:大连理工大学《工程抗震》大作业,字体为宋体加黑,字号为小一;姓名、学号、学习中心等字体为宋体,字号为小三号。
工程抗震辅导资料一主题:第一章绪论(第1—3节)学习时间:2013年9月30日-10月6日内容:这周我们将学习第一章中的第1—3节,这部分主要介绍地震相关概念以及地震灾害学说,下面整理出的框架供同学们学习,希望能够帮助大家更好的学习这部分知识。
一、学习要求1、掌握构造地震、震中、震源等概念;2、了解地震波和地震动三要素3、掌握震级和烈度、基本烈度的概念;4、了解地震灾害和地震破坏作用。
二、主要内容(一)地震与构造地震1、地震的类型与成因地震是一种自然现象,按照地震的类型与成因可分为:(1)构造地震——由于地壳运动,推挤地壳岩层使其薄弱部位发生断裂错动而引起的地震。
构造地震发生的数量多,破坏性大,影响范围广,是地震工程的主要研究对象。
(2)火山地震——由火山爆发,岩浆猛烈冲出地面而引起。
(3)诱发地震——水库蓄水、地下核爆炸等。
(4)陷落地震——地表或地下岩层,如石灰岩地区较大的地下溶洞或古旧矿坑等,突然发生大规模的陷落和崩塌所引起的小范围内的地面震动。
2、构造地震的成因(1)断层说地下岩石受到长期的构造作用积累了应变能。
当积累的能量超过一定限度时,地下岩层突然破裂,形成断层;或者是沿已有的断层发生突然的滑动,释放出很大的能量,其中一部分以地震波的形式传播出去,形成地震。
(2)板块构造说地球表面的岩石层是由许多板块组成的。
由于板块下岩流层的对流运动使板块进行刚体运动,从而使板块之间相互挤压和顶撞,致使其边缘附近岩石层脆性破裂而引发地震。
(二)我国的地震形势1、我国地处(西)环太平洋地震带、欧亚地震带。
环太平洋地震带是世界上地震最活跃的地带,全球80%的地震,发生在这条带上。
欧亚地震带上发生的地震占全球的15%左右。
2、我国是内陆地震最多的国家之一。
我国大陆7级以上的地震占全球大陆7级以上地震的三分之一,因地震死亡人数占全球的二分之一。
全国有41%的国土、一半以上的城市位于地震基本烈度七度或七度以上地区,六度或六度以上地区占国土总面积的79%。
大工19秋《工程抗震》大作业题目及要求标准答案XXX《工程抗震》大作业研究中心:姓名:学号:题目二:底部剪力法。
一个六层钢筋混凝土框架结构建造于基本烈度为7度的区域,场地为Ⅱ类,设计地震分组为第二组。
结构首层层高为4m,其余各层层高为3m。
经质量集中后,各楼层G1=900kN,G2=G3=G4=G5=700kN,G6=650kN。
重力荷载代表值分别为:该结构的基本周期为0.65s,阻尼比为ξ=0.05.求各层水平地震作用标准值。
解:根据题目可知,抗震设防烈度为7度(由于题目没有给出基本地震加速度的值,一般理解为0.15g),且为多遇地震。
查《建筑设计抗震规范》表5.1.4-1表可得:a max=0.08.由题目可知,设计地震分组为第二组,Ⅱ类场地类别,查《建筑设计抗震规范》表5.1.4-2表可得:Tg=0.40s。
钢筋混凝土结构阻尼比题目已给出,为ξ=0.05,则水平地震影响系数曲线衰减系数为:γ=0.9+(0.05-ξ)/(0.3+6ξ)=0.9阻尼比调整系数为:η2=1+(0.05-ξ)/(0.08+1.6ξ)=1则:α1=(Tg/T1)rη2αmax=(0.40/0.65)0.9×1.0×0.08≈0.05由于T1=0.65s>1.4Tg=1.4×0.40=0.56s,0.35<Tg=0.40s≤0.55.查《建筑设计抗震规范》表5.2.1表可知,δn=0.08T1+0.01=0.08×0.65+0.01≈0.06总水平地震作用标准值为:FEk=α1Geq=0.05×(900+700+700+700+700+650)×85%=184.88KN各楼层水平地震作用标准值为:Fi=GiHiFEk(1-δn)/∑GjHj (i=1,2,3,n)GjHj=900×4+700×7+700×10+700×13+700×16+650×19=KN ·mF1k=[900×4×184.88×(1-0.06)]/=12.99KNXXX[700×7×184.88×(1-0.06)]/=17.69KNXXX[700×10×184.88×(1-0.06)]/=25.27KNXXX 32.84KN。
1.论述烈度的含义;媒体报道中时常出现“某某建筑物可抗7级大地震”的说法,此说法是否准确,简述对此说法的理解。
烈度:用于标度地震引起地震震动及其影响的强弱强度,以人的感觉、器物反应、房屋结构和地表破坏程度综合评定,反应的是一定地域范围内的平均水平。
媒体报道的“能够抵御7级大地震”的说法是不准确的,应该是“可抗地震烈度为Ⅶ”。
地震的震级是基于某次地震释放的能量计算得到的,而烈度主要受震级、距离、震源深度、地质构造、场地条件等多种因素的影响。
量度地震能量的震级对应一次地震只有唯一值,而一次地震不同地点有各自的烈度值。
一般情况下,震源附近的震中烈度最高,震源越浅,烈度越大,场地条件和地质构造是烈度分布变得不规则。
2.什么是地震的原生灾害和次生灾害?地震原生灾害:指由地震引起的原生现象,如地震断层错动,大范围地面倾斜、升降和变形,以及地震波引起的地面震动等所造成的直接后果,也称地震直接灾害。
地震次生灾害:指在强烈地震发生后,自然以及社会原有的状态被破坏,造成的山体滑坡,泥石流,海啸,水灾,瘟疫,火灾,爆炸,毒气泄漏,放射性物质扩散对生命产生威胁等一系列的因地震引起的灾害,统称为地震次生灾害。
3. 简述砂土液化现象及其破坏结果。
砂土液化:是指饱和砂土在动力作用(如地震)下的特殊现象,使得地基丧失承载力、且失稳而引起土体大范围流动或滑移。
破坏结果:(1)垂直方向①因地基丧失承载力导致房屋等结构发生倾斜或倾倒②因液化而浮力增加导致下水道的检查井、排灌设施等埋地或半埋地型结构物上浮破坏。
③液化土因剪切变形而压缩,产生沉降。
(2)水平方向①土体大面机流动破坏。
②水平侧向变形破坏。
③在水平往复振动作用下,液化层和土体形成多处裂缝或隆起,破坏埋地管道和路面。
4.产生灾难性海啸的三个要素及海啸的特点。
三要素:(1)海底大地震。
只有超过7级的海底大地震才有足够能量错断海底,而且还要产生竖向错动才能够造成水体上下振荡。
(2)地震位于深海。
抗震规范4-5章强条解读抗震强条学习4~5章4.1.6 建筑的场地类别,应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按表4.1.6划分为四类,其中Ⅰ类分为Ⅰ0、Ⅰ1两个亚类。
当有可靠的剪切波速和覆盖层厚度且其值处于表4.1.6所列场地类别的分界线附近时,应允许按插值方法确定地震作用计算所用的特征周期。
现在讨论为什么选择剪切波的速度来判断土的类型?1.土层剪切波速:剪切波在土层中传播的速度。
等效剪切波是实际工程中测量出来的。
这里说的剪切波就是地震横波,其质点的振动方向与波前进的方向相互垂直。
周期较长,振幅较大,使建筑物产生水平运动。
其实地震波有很多种,横波不是最强大的,最强大的,对地表建筑物影响最大的是面波。
面波又有两种不同的波,R 波和L 波,R 波在x,z 平面做与波前进方向相反的椭圆运动,L 波在XY 平面做与波前进方向垂直的蛇形运动。
而不管是R 波还是L 波 它都会有剪切的分量。
222. 根据公式:ρμμμρμ)21)(1()1(;)1(2-+-=+=E V E V P s根据弹性模量,剪切模量,泊松比的关系VS 可以简化成(公式摘自王社良主编《抗震结构设计》第3版P3,弹性模量、泊松比 剪切比 在高等教育出版社的《材料力学》上下册,里面有详细说明。
) ) 由上式可知:泊松比μ对剪切波速度影响不太大,相对稳定,而对压缩波影响很大(例如μ=0.2→0.48时)。
这种变化特征对于现场测试VP 时的要求很高,而实际上很难做到。
土可以认为是由骨架(矿物、砂粒等)与填充物(气体、液体等)组成。
剪切波不能在气体或液体中传播,即VS 只与土的骨架性质有关,而与填充特无关。
岩土的骨架和颗粒之间的连接形式,是在一定的历史时期形成的,它相对稳定。
而压缩波则不同,它可以在任何介质中传播,所以VP除了与土的压实程度和弹性常数有关外,还和岩土的含水量和人类活动等因素有关。
因此,用VS则更能客观地反映土的性质。
(资料中字体倾斜且画线的是我自己总结和理解的,且总结并不来源于规范。