工程结构抗震设计课程设计指导书
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课时:2课时教学目标:1. 理解地震对工程结构的影响,掌握抗震设计的基本原则。
2. 掌握地震作用下的结构反应分析方法,包括反应谱分析和时程分析法。
3. 了解不同结构体系的抗震设计方法,包括框架结构、剪力墙结构、钢结构等。
4. 培养学生分析问题、解决问题的能力,提高工程实践能力。
教学重点:1. 地震作用下的结构反应分析方法。
2. 不同结构体系的抗震设计方法。
教学难点:1. 反应谱分析和时程分析的计算过程。
2. 复杂结构体系的抗震设计。
教学过程:第一课时一、导入1. 提问:同学们,你们知道什么是地震吗?地震对我们的生活有什么影响?2. 引入主题:今天我们将学习工程结构抗震设计,了解如何使建筑物在地震中保持稳定。
二、地震基本知识1. 地震的定义、成因、分类。
2. 地震波的传播、地震烈度、地震震级。
3. 地震对工程结构的影响。
三、抗震设计的基本原则1. 强度原则:结构在地震作用下应保持足够的强度,防止结构破坏。
2. 稳定原则:结构在地震作用下应保持足够的稳定性,防止倒塌。
3. 灵活原则:结构在地震作用下应具有足够的灵活性,降低地震对结构的影响。
四、地震作用下的结构反应分析方法1. 反应谱分析法:介绍反应谱分析的基本原理、计算方法及适用范围。
2. 时程分析法:介绍时程分析的基本原理、计算方法及适用范围。
五、不同结构体系的抗震设计方法1. 框架结构:介绍框架结构的抗震设计方法,包括柱、梁、板的截面设计、配筋设计等。
2. 剪力墙结构:介绍剪力墙结构的抗震设计方法,包括剪力墙的布置、截面设计、配筋设计等。
3. 钢结构:介绍钢结构的抗震设计方法,包括梁、柱、支撑的截面设计、配筋设计等。
第二课时一、复习与提问1. 复习上节课所学内容,提问学生掌握情况。
2. 学生分组讨论,解决实际问题。
二、案例分析与讲解1. 案例一:某住宅楼抗震设计案例分析,讲解框架结构抗震设计方法。
2. 案例二:某办公楼抗震设计案例分析,讲解剪力墙结构抗震设计方法。
抗震设计课程设计计算书一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握抗震设计的基本原理和方法,能够运用相关知识对建筑结构进行抗震设计。
具体目标如下:1.掌握地震波的产生和传播原理。
2.了解地震动的特性及其对结构的影响。
3.掌握结构动力学的基本理论。
4.学习抗震设计的基本原则和方法。
5.熟悉抗震设计规范和标准。
6.能够进行地震波的时程分析。
7.能够运用结构动力学理论进行抗震计算。
8.能够根据抗震设计原则进行建筑结构的抗震设计。
9.能够正确运用抗震设计规范进行设计。
情感态度价值观目标:1.培养学生对地震安全的关注和责任感。
2.培养学生对科学研究的兴趣和好奇心。
3.培养学生团队合作和沟通的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.地震工程基本概念:地震的产生、传播和特性。
2.结构动力学基本理论:地震波的时程分析、结构的动力响应计算。
3.抗震设计原则和方法:结构体系的抗震设计、抗震设计的计算方法。
4.抗震设计规范和标准:我国抗震设计规范、国际抗震设计标准。
5.抗震设计案例分析:分析实际工程项目中的抗震设计案例,学习抗震设计的实际应用。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握地震工程的基本概念和理论。
2.案例分析法:分析实际工程项目中的抗震设计案例,使学生了解抗震设计的实际应用。
3.实验法:进行结构动力特性测试和抗震性能试验,使学生更好地理解抗震设计原理。
4.讨论法:学生进行小组讨论,培养学生的团队合作和沟通能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的抗震设计教材作为主要教学资源。
2.参考书:提供相关的专业书籍,供学生深入学习和参考。
3.多媒体资料:制作课件、教学视频等,以直观的方式展示地震工程的基本概念和理论。
4.实验设备:准备结构动力特性测试和抗震性能试验所需的实验设备,为学生提供实践操作的机会。
工程结构抗震设计原理课程设计
一、课程背景
工程结构抗震设计原理课程是土建工程专业必修的一门课程,其重要性不言而喻。
针对中国地处在地震多发区域的特点,工程结构抗震设计原理课程对于工程师的职业素质与能力要求有较高的要求。
本次课程设计,我们将通过理论分析和实践操作,来深入掌握工程结构抗震设
计原理的知识,提高学生的抗震设计理论素质和实践能力。
二、课程目标
本次课程设计的具体目标如下:
1.掌握工程结构抗震设计的基本原理及设计方法;
2.学习如何进行工程结构抗震设计的风险评估,并了解设计中的一些常
用方法与工具;
3.了解一些抗震设计实践中的工程案例,以及因地制宜的抗震设计策略。
三、课程内容
课程设计将涵盖以下内容:
1.地震动理论与地震动力研究;
2.传统抗震设计的基本原理和方法;
3.地震风险评估及抗震等级划分;
4.抗震设计中的新兴理论和方法。
四、实践操作
为了更好地学习与掌握工程结构抗震设计原理,我们将开展多项实践操作。
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建筑抗震设计第二版课程设计
一、设计目标
本课程设计旨在让学生通过理论学习和实践操作,掌握建筑抗震设计的基本原理、方法和技能,能够设计符合抗震要求的建筑结构体系。
具体设计目标如下:
1.了解地震的基本概念、特征及其危害;
2.掌握建筑结构体系的构成、力学特性及其抗震要求;
3.学习抗震设计的基本原则、方法和规范;
4.进行抗震设计案例分析,综合运用所学知识进行实际操作;
5.掌握抗震设计的常用软件和工具的使用。
二、课程内容
1. 地震基础知识
介绍地震的定义、特点、发生原理及其对建筑物的危害,探讨地震的预测和强
震动基本概念。
2. 建筑结构体系及其抗震要求
介绍多种建筑结构体系的构成、力学特性及其抗震要求,并重点讲解框架结构、剪力墙结构、桁架结构和钢筋混凝土框架结构的特点和适用范围。
3. 抗震设计基本原则和方法
详细介绍抗震设计的基本原则和方法,包括等效静力法、反应谱分析法、时程
分析法等,并讲解抗震设防目标和抗震设计的防线要求。
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工程结构抗震课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解工程结构抗震的基本原理,掌握抗震设计的基本概念和方法。
2. 学习各类建筑结构的抗震特点,了解不同结构类型的抗震性能。
3. 掌握我国抗震设防标准,了解抗震设防等级的划分。
技能目标:1. 能够运用所学知识,分析建筑结构的抗震需求,提出合理的抗震设计方案。
2. 学会使用相关软件进行工程结构抗震分析,具备一定的抗震设计能力。
3. 能够针对特定工程,编制抗震设计方案,并进行简要的抗震评估。
情感态度价值观目标:1. 培养学生的安全意识,使其认识到工程结构抗震的重要性。
2. 增强学生的团队合作精神,提高沟通协调能力。
3. 激发学生对土木工程事业的热爱,培养其从事相关工作的责任感。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点和教学要求,注重理论与实践相结合,旨在提高学生的工程结构抗震设计能力。
课程目标具体、可衡量,以便学生和教师在教学过程中明确预期成果。
通过本课程的学习,学生将掌握工程结构抗震知识,具备实际操作技能,同时培养正确的价值观和安全意识。
为实现课程目标,将分解为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 抗震原理概述:介绍地震波、地震作用、抗震设防目标等基本概念。
- 教材章节:第一章 地震与抗震基本概念2. 抗震设计方法:讲解静力法、反应谱法、时程分析法等抗震设计方法。
- 教材章节:第二章 抗震设计方法3. 建筑结构类型及抗震特点:分析框架结构、剪力墙结构、筒体结构等不同结构类型的抗震性能。
- 教材章节:第三章 建筑结构类型及抗震特点4. 抗震设防标准与等级:阐述我国抗震设防标准,介绍抗震设防等级的划分及应用。
- 教材章节:第四章 抗震设防标准与等级5. 抗震设计案例分析:选取典型工程案例,分析其抗震设计要点及措施。
- 教材章节:第五章 抗震设计案例分析6. 抗震设计软件应用:学习使用PKPM、ETABS等抗震设计软件,进行工程结构抗震分析。
- 教材章节:第六章 抗震设计软件应用7. 实践操作与团队协作:分组进行抗震设计方案编制,培养学生的实际操作能力和团队协作精神。
结构抗震设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解结构抗震设计的基本原理和重要性;2. 掌握结构抗震设计的主要方法、步骤和关键参数;3. 了解我国建筑抗震设防标准和相关法规。
技能目标:1. 培养学生运用结构抗震设计原理解决实际问题的能力;2. 提高学生运用计算软件进行结构抗震分析的能力;3. 培养学生团队协作、沟通表达和创新能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对结构抗震设计的兴趣,激发学生学习热情;2. 增强学生的社会责任感和使命感,认识到结构抗震设计在保障人民生命财产安全中的重要性;3. 引导学生树立正确的工程伦理观念,遵循职业道德,关注生态环境。
本课程针对高中年级学生,结合学生已有知识水平和认知特点,注重理论与实践相结合,旨在提高学生结构抗震设计的综合素养。
通过本课程的学习,使学生能够具备一定的结构抗震设计能力,为将来从事相关工作打下坚实基础。
同时,注重培养学生的团队协作、沟通表达和创新等能力,全面提升学生的人文素养和工程意识。
内容可以直接从以下几点展开:教学大纲的制定;本节内容的重点和难点;本节内容的教材章节关联...',二、教学内容本节教学内容主要包括以下几部分:1. 教学大纲制定:- 结构抗震设计原理及方法;- 抗震设防标准与法规;- 结构抗震设计实例分析;- 结构抗震设计软件应用。
2. 本节内容的重点和难点:- 重点:结构抗震设计原理、抗震设防标准、设计方法和步骤;- 难点:结构抗震设计软件的操作与应用。
3. 本节内容的教材章节关联:- 教材第5章:结构抗震设计原理;- 教材第6章:抗震设防标准与法规;- 教材第7章:结构抗震设计方法与实例;- 教材第8章:结构抗震设计软件介绍。
教学内容的安排和进度如下:1. 引言:介绍结构抗震设计的重要性,激发学生学习兴趣(1课时);2. 结构抗震设计原理:讲解基本原理,分析地震作用对结构的影响(2课时);3. 抗震设防标准与法规:解读我国相关法规,了解设防标准(2课时);4. 结构抗震设计方法与实例:分析实际案例,掌握设计方法和步骤(3课时);5. 结构抗震设计软件应用:学习软件操作,进行实际操作练习(3课时)。
《工程结构抗震设计》电子教案第一章地震基础知识与工程结构抗震设防一、学习目的与要求1、了解地震的主要类型及其成因;2、了解世界及我国地震活动性以及地震成灾机制;3、掌握地震波的运动规律和震级、地震烈度等地震强度度量指标;4、掌握建筑抗震设防分类、抗震设防目标和抗震设计方法;5、了解基于性能的工程结构抗震概念设计基本要求二、课程内容与知识点1、地震按其成因可分为三种主要类型,即火山地震、塌陷地震和构造地震。
其中构造地震为数最多,危害最大。
构造地震成因的局部机制可以用地壳构造运动来说明;构造地震成因的宏观背景可以借助板块构造学说来解释。
2、地球上地震活动划分为两个主要地震带:环太平洋地震带和地中海南亚地震带。
我国地处环太平洋地震带和地中海南亚地震带之间,是一个多地震国家,抗震设防的国土面积约占全国面积%。
3、地震灾害主要有地表的破坏、工程结构的破坏造成的直接灾害,地震引发的火灾、水灾、海啸等次生灾害,以及由前面两种灾害导致的工厂停产、城市瘫痪、瘟疫蔓延等诱发灾害。
4、地震波是一种弹性波,它包括体波和面波,体波分为纵波和横波,面波分为瑞雷波和乐甫波。
地震波传播速度以纵波最快,横波次之,面波最慢。
纵波使工程结构产生上下颠簸,横波使工程结构产生水平摇晃,当体波和面波同时到达时振动最为剧烈。
5、地震震级是表示地震本身大小的等级,它以地震释放的能量为尺度,根据记录到的地震波来确定的。
地震烈度是指某地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度,它是按地震造成的后果分类的。
一次地震只有一个震级,烈度随距离震中的远近而异。
6、工程结构抗震设防的依据是中国地震烈度区划图中给出的基本烈度或其他地震动参数。
为反映不同震级和震中距的地震对工程结构影响,《建筑抗震规范》将建筑工程的设计地震划分为三组,不同设计地震分组,采用不同的设计特征周期和设计基本地震加速度值。
7、三水准的抗震设防要求:(1)当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时,建筑物一般不损坏或不需修理仍可继续使用(小震不坏);(2)当遭受本地区设防烈度的地震影响时,建筑物可能损坏,经过一般修理或不需修理仍可继续使用(中震可修);(3)当遭受高于本地区设防烈度的预估罕遇地震影响时,建筑物不倒塌,或不发生危及生命的严重破坏(大震不倒)。
结构工程抗震课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握结构工程抗震的基本原理和设计方法,能够分析结构的地震反应,并运用相关知识进行抗震设计。
具体目标如下:1.知识目标:•了解地震的基本知识,包括地震波的传播和地震动的特性。
•掌握结构工程的抗震设计原则,包括结构体系的选择、地震作用效应的计算和结构抗震性能的评估。
•学习常见的抗震设计方法,包括线性地震反应分析、弹性时程分析、pushover分析和弹塑性时程分析。
2.技能目标:•能够运用结构工程抗震的基本原理进行地震作用的计算和结构抗震设计的分析。
•能够运用相关软件进行结构工程抗震设计和分析,如SAP2000、ETABS等。
•能够分析和评估结构抗震性能,并提出改进措施。
3.情感态度价值观目标:•培养学生的创新意识和解决问题的能力,使其能够独立思考和提出新的设计方案。
•培养学生的团队合作意识,使其能够在团队中协作完成结构工程抗震设计任务。
二、教学内容根据教学目标,本节课的教学内容主要包括以下几个方面:1.地震基本知识:介绍地震的成因、地震波的传播和地震动的特性。
2.结构工程抗震设计原则:讲解结构体系的选择、地震作用效应的计算和结构抗震性能的评估。
3.抗震设计方法:介绍线性地震反应分析、弹性时程分析、pushover分析和弹塑性时程分析等方法,并通过案例进行讲解。
4.结构抗震设计和分析软件的应用:介绍SAP2000、ETABS等软件的使用方法,并进行实际操作演示。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本节课将采用多种教学方法:1.讲授法:讲解地震基本知识、结构工程抗震设计原则和抗震设计方法。
2.案例分析法:通过分析实际案例,让学生更好地理解结构工程抗震设计和分析的方法。
3.实验法:让学生通过实际操作软件进行结构工程抗震设计和分析,提高其实际应用能力。
4.讨论法:鼓励学生积极参与课堂讨论,提出问题和建议,培养团队合作和独立思考的能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本节课将准备以下教学资源:1.教材:选用《结构工程抗震设计》教材,为学生提供系统性的理论知识。
浙江理工大学建筑工程学院土木系工程结构抗震课程设计班级学号姓名指导教师日期框架结构抗震课程设计任务书一、课程设计题目:某三层(局部四层)办公楼框架结构抗震设计二、结构设计内容与设计要求1.设计条件1) 结构形式:现浇钢筋砼框架结构,7度(0.1g),第一组,结构抗震设防等级三级;2) 建筑结构的安全等级为二级;3) 混凝土结构的环境类别:上部为I类;4) 设计基准期50年;5) 本工程场地土为III类场地土。
2.计算简图确定根据经验公式和建筑尺寸选择各构件(板、梁、柱)截面尺寸并计算框架梁和框架柱的线刚度。
3.多遇地震荷载计算1)楼面可变荷载:一班 6 kN/m2;二班 5.5 kN/m2;三班5kN/m2;四班 4.5 kN/m2;已经考虑轻质隔墙重量。
2)其它的荷载计算请按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012规定取值。
3) 根据底部剪力法,先计算各楼层重力荷载代表值,然后求出各层地震力。
4.框架内力分析1)重力荷载效应作用下:采用分层法进行计算。
2)多遇地震荷载作用下:采用D值法进行计算,并进行弹性层间位移验算。
5.框架截面内力组合和截面承载力计算1)仅考虑横向地震力与重力荷载代表值的组合,其它组合不考虑;2)一二班同学每人完成○5轴线二层楼面梁和柱的水平地震内力组合与配筋计算;三四班同学每人完成○5轴线三层楼面梁和柱的水平地震内力组合与配筋计算。
7.梁、柱构件设计1) 根据上述内力组合结果完成○5轴线二层(一二班)或三层(三四班)楼面梁和柱的配筋设计。
2) 框架节点构造应符合《建筑结构制图标准》GB/T_50105-2010的要求,或参照11G101。
8.施工图绘制用Cad绘制一张柱平法图和一张梁平法图1:100(假定所有柱子配筋相同,纵向梁支座1与跨中钢筋与横向梁配筋相同),A4打印合理调整比例,具体绘制细节参照11G101-1。
三、成果要求1)结构计算书:要求计算无误,文字叙述简明扼要,语句精练,条理清楚,书写工整。
《建筑结构抗震设计》课程设计指导书一、课程设计的目标《建筑结构抗震设计》课程主要向学生介绍地震及其影响、我国的抗震设防思想、地震作用的计算理论、地震作用和地震作用效应的分析方法以及各类结构的抗震设计要点等内容。
本次课程设计的目标是使学生能更加熟练地应用工程规范,对我国的抗震设防思想、地震作用的计算理论、地震作用和地震作用效应的分析方法有进一步的掌握和理解,为将来的毕业设计和工程应用打下良好基础。
二、课程设计的实施1、设计资料教师给定合适的设计对象,考虑到时间因素,允许对工程实例作部分简化。
钢筋混凝土框架结构具有典型性,可选为训练对象,也可采用其它的结构形式。
设计对象的资料包括结构物的名称、功能、地点,建筑和结构方案、布置和做法、场地条件等;地震资料包括工程所在地的设防烈度,设计基本地震加速度,设计地震分组等。
所给资料应能使得学生通过查阅规范和有关材料,明确工程的设防类别和标准,工程设防目标,本次设计的阶段和任务,能按规范的要求,正确确定有关计算参数以及正确选择计算模型和方法。
2、分组课程设计分小组进行,每小组5-6人,通过改变设计对象、地震资料、轴线选择、计算方法等尽量做到没有雷同。
3、设计在教师指导下,学生通过查阅资料,独立完成以下主要设计内容:(1)审阅设计资料,确定计算参数和方案(2)计算重力荷载代表值学生根据设计对象的资料,正确计算重力荷载代表值。
(3)计算结构抗侧刚度根据结构类型,较准确地计算结构抗侧刚度。
(4)结构动力特性和地震作用计算根据设计内容、学生的知识结构和要求,提供多种实现方案,如:方案A:简化方法计算周期,采用底部剪力法计算地震作用。
要求学生全面掌握底部剪力法的应用,正确使用设计反应谱。
方案B:迭代法计算前几阶周期和振型,采用振型分解反应谱法计算。
要求学生全面掌握振型分解反应谱法的应用,正确使用设计反应谱。
方案C:对已掌握计算动力学、PKPM等工程设计软件的同学,可以通过电算得到各阶周期和振型,再用振型分解反应谱法计算。
要求学生掌握电算的原理和方法,掌握振型分解反应谱法的应用,正确使用设计反应谱。
(5)楼层地震剪力、水平地震作用下内力计算正确确定楼层地震剪力,正确进行计算榀结构在水平地震作用下的内力(根据工作量酌情处理)。
(6)层间弹性变形验算正确计算层间弹性变形,理解其含义,并作出判断。
4、成果整理报告书应整洁清晰地反应设计过程和内容。
三、要求和评价设计时间为1周,独立查阅资料、规范,独立演算、绘图。
基本要求如下:1.独立按时完成设计;2.设计内容完整,设计思路、方法正确;3.计算书和图纸清晰、整洁,表达内容完整、正确、规范。
计算书应包含:目录,必要的建筑、结构说明,设计思路描述,分步的计算步骤,采用的方法及依据,附有相应图、表的计算过程;4.掌握钢筋混凝土结构抗震设计主要过程;5.熟悉相关结构规范,掌握结构抗震设计的有关规定。
课程设计考核分优秀、良好、中等、及格、不及格五级进行,参考标准如下:优秀:计算模型正确,计算参数合理,计算思路、结果正确;说明书、计算书及图表清晰,文笔流畅;熟悉并能正确使用相关规范;设计内容完整;积极性和工作表现好,独立工作能力强。
良好:计算模型正确,计算参数合理,计算思路、结果正确;说明书、计算书及图表较清晰,文笔较流畅;能正确使用相关规范;设计内容完整;积极性和工作表现较好,独立工作能力较强。
中等:计算模型、参数、思路、结果基本正确;说明书、计算书及图表较清晰,文笔较流畅;能正确使用相关规范;设计内容完整;积极性、工作表现较好,独立工作能力一般。
及格:计算模型、参数、思路、结果有部分错误;说明书、计算书及图表尚清晰;能正确使用相关规范;设计内容不够完整;积极性、工作表现一般,独立工作能力一般。
不及格:计算模型、参数、思路、结果有严重错误,或设计内容残缺,说明书、计算书及图表不能表达设计要求,或工作表现和独立工作能力很差。
四、主要内容4.1审阅设计资料,确定计算参数和方案1.根据设计资料,判断结构抗震设防类别,明确抗震设防标准。
根据我国的抗震设防目标,明确本次设计的阶段我国的设防目标可简述为“小震不坏,中震可修,大震不倒”,分两个阶段实现:第一阶段为承载力设计,采用第一水准(多遇)地震动参数,按弹性方法计算地震作用及其效应,与其它荷载进行组合,再进行构件截面设计,这样既满足了第一水准下具有必要的承载力可靠度,又满足第二水准损坏可修的目标。
大多建筑可只进行第一阶段设计,而通过合理的结构布置等概念设计和抗震构造措施保证第三水准性能目标。
第二阶段为弹塑性变形验算,对于特殊要求的建筑、易倒塌的建筑或存在明显薄弱层的不规则结构,还要取罕遇地震参数对结构薄弱层的弹塑性层间变形进行验算,并采取相应的构造措施来保证“大震不倒”。
本次设计是针对第一阶段。
2.根据设计资料,明确场地类别、设防烈度、设计地震分组,确定地震设计参数根据设计资料提供的场地类别、设防烈度、设计地震分组、结构类型和抗震设防标准,确定结构阻尼比(一般混凝土结构取0.05,钢结构可取0.03)、场地特征周期Tg、水平地震影响系数最大值(max。
根据烈度、结构类型和房屋高度确定抗震等级。
3.明确抗震计算原则根据抗震概念设计的要求,从质量分布、平面及竖向布置等方面对结构的规则性进行判断,确定按层间模型和平面模型进行分析的合理性以及其它结构分析的原则。
4.2重力荷载代表值计算计算地震作用时,建筑结构的重量采用重力荷载代表值。
建筑结构的重力荷载代表值应取永久荷载标准值和可变荷载组合值之和。
雪荷载和屋面积灰荷载的组合系数取0.5,不计屋面活载;按实际情况计算的楼面活载取1.0;按等效均布荷载时,藏书库、档案库、库房取0.8,一般民用建筑取0.5。
计算各层重力荷载代表值,局部突出屋面的质量等效到主体结构的顶层。
4.3结构抗侧刚度计算根据结构类型,较准确地计算结构抗侧刚度。
对框架结构可以采用D值法用柱修正的抗侧刚度计算,梁的线刚度可以考虑翼缘的影响,即现浇边框架梁取 1.5I0,装配整体式边框架梁取1.2I0,现浇中部框架梁取2.0I0,边框架梁取1.5I0,装配式框架梁取1.0I0,I0为矩形部分的惯性矩。
4.4结构动力特性计算根据设计内容、学生的知识结构和要求,提供多种实现方案,如简化方法计算周期;迭代法计算前几阶周期和振型;对已掌握计算动力学、PKPM等工程设计软件的同学,可以通过电算得到各阶周期和振型。
1.顶点位移法适用于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架、框剪、剪力墙结构。
将集中于楼盖的重力荷载代表值作水平力,计算顶点弹性水平位移 (单位:m),用下述公式计算结构的基本周期:(为考虑填充墙影响的折减系数,框架结构取0.6-0.7,框剪结构取0.7-0.8,剪力墙结构取0.9-1.0。
2.迭代法(1)求结构质量矩阵[M]和柔度矩阵[ +,单位t/kN或kg/N(2)求第一振型和频率假定一初始振型向量,如全为1的向量=[1 1 …1]T或其它值计算X(1)=,=将X(1)标准化,即X(1)=进行第2步迭代:X(2)=[D] X(2)= (2)第k次迭代X(k)=[D](k-1) X(k)= (k)第一频率w12=1/如果(k-1)与(k)已很接近,迭代结束,第一振型向量 (k),(3)求高阶振型和频率设初始向量=[1 1 …1]T或其它值求Mi*= iT*M+ i求[D]s+1=[D]s- s sT*M+/ (ws2Ms*)迭代X(1)=[D]s+1(0) X(1)= (1)X(2)=[D]s+1(1) X(2)= (2)第k次迭代,X(k)=[D]s+1(k-1) X(k)= (k)如果(k-1)与(k)已很接近,迭代结束, s+1=(k), ws+12=1/4.5地震作用计算底部剪力法和振型分解反应谱法是工程中最常用的两种计算地震作用的方法。
要求学生全面掌握底部剪力法、振型分解反应谱法的应用,正确使用设计反应谱。
1. 底部剪力法适用条件:建筑高度不超过40m,质量和刚度沿高度分布均匀,以剪切变形为主,位移反应以第一振型为主以及近似于单质点体系的结构。
首先求出等效单质点体系的作用力(即底部剪力),然后再按一定的规则分配到各个质点,最后按静力法计算结构的内力和变形。
结构底部的总地震剪力1——对应基本周期的地震影响系数Geq ——结构等效总重力荷载代表值顶层的地震作用:F=其余层的地震作用:顶部附加地震作用系数查阅规范。
对局部突出屋面的小房间注意鞭稍效应的处理。
2. 振型分解反应谱法对不考虑扭转耦联时,j振型i质点处水平地震作用标准值:j——相应于j振型自振周期的水平地震影响系数Xji——j振型i质点的振型位移j——j振型的参与系数Gi——集中于i质点的重力荷载代表值4.6地震作用效应计算正确确定楼层地震剪力,当采用振型分解反应谱法时要进行振型遇合。
“抗震规范”假定地面运动为平稳随机过程,各振型反应间相互独立,对各阶周期不很接近的情形,采用SRSS 方法(平方和开方)对各阶振型反应值Sj进行组合,作为总的地震效应:组合时,一般可采取3个振型;当自振周期大于1.5s或高宽比大于5时,振型个数应适当增加,才能满足精度要求。
验算楼层最小地震剪力。
结构任一楼层水平地震剪力应符合,为重力荷载代表值,剪力系数查阅规范。
正确进行计算榀结构在水平地震作用下的内力(对采用振型分解反应谱法可仅计算第一振型)。
框架结构可采用D值法计算水平地震作用下的内力,其它类型结构可采取相应的简化计算方法。
对剪力墙、框剪结构尚应符合有关规定,如框剪结构框架剪力要求、剪力墙连梁刚度折减等。
4.7层间弹性变形验算正确计算层间弹性变形,理解其含义,并作出判断。
弹性变形验算的目的是保证结构“小震不坏”设防目标以及避免建筑物非结构构件在小震下出现严重破坏。