清华大学出版社抗震结构与抗震设计第四章
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《建筑结构抗震》(清华大学出版社)计算题及例题解答1.某两层房屋计算简图如图1所示。
已知楼层集中质量为1100tm=,250tm=,每层层高均为h,楼板平面内刚度无限大,沿某抗震主轴方向的层间剪切刚度为120000kN mk=,210000kN mk=。
求该结构体系在该抗震主轴方向的自振周期、振型和振型参与系数。
图1 动力模型计算简图【解】1m100t=,2m50t=,m/kN20000k1=,m/kN10000k2=(1)自振圆频率⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+++⎪⎪⎭⎫⎝⎛-±++=ω)(2212112222112212122,1mk2mkk2mkmkmkmkmkk21⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯++⨯+⎪⎭⎫⎝⎛-±++=)(50100002100100002000021001000050100001002000050100001001000020000212)(30020030021±+==100400⎧⎨⎩s/rad101=ω∴,s/rad202=ω∴(2)自振周期628.01014.322T11=⨯=ωπ=314.02014.322T 22=⨯=ωπ=(3)振型第一主振型:210000101001000020000k m k k X X 22211211112=⨯-+=ω-+=第二主振型:110000201001000020000k m k k X X 22221212122=⨯-+=ω-+=(4)振型参与系数3225011002501100X m X m X m X m Xm Xm 222122211112211121i 21ji21i 1ii1=⨯+⨯⨯+⨯=++==γ∑∑== 3115011001501100X m X m X m X m Xm X m 222222221122221121i 22ii21i 2ii2=-⨯+⨯-⨯+⨯=++==γ∑∑==)()(2. 某三层钢筋混凝土框架,如图2和图3所示。
第一章结构抗震基本知识学习目的:1、了解地震的主要类型及其成因2、了解地震波的运动规律3、掌握震级、地震烈度、基本烈度等术语4、了解地震的三大特性及其规律5、掌握建筑抗震设防分类、抗震设防目标和两阶段抗震设计方法6、了解多遇地震烈度和罕遇地震烈度的确定方法§1.1 地震的基本知识㈠地球的构造图到目前为止,所观测到的最深的地震发生在地下700KM 左右。
因此,可以认为地震仅发生在地球的地壳和地幔上部。
㈡地震的类型与成因1、 地震按其成因主要分为⎪⎩⎪⎨⎧错动使其薄弱部位发生断裂地壳运动推挤地壳岩层构造地震规模陷落地表或地下岩层突然大陷落地震火山爆发引起的地震火山地震:::前两种地震影响范围和破坏程度较小,而构造地震的分布范围广、破坏作用大,因此,构造地震是我们这门课程的主要研究对象。
2、 构造地震的成因:在地球内部不断运动的过程中,始终存在着巨大的能量,构成地壳岩层不停地连续变动,不断地发生变形,而当应力产生的应变超过某处岩层的极限应变时,岩层就会发生突出断裂和错动,从而引起震动,震动以波的形式传到地面,便形成地震。
构造地震与地质构造密切相关,这种地震往往发生在地应力比较集中、构造比较脆弱的地段,即原有断层的端点或转折处及不同断层的交会处。
地球表面的岩石层不是一块整体,而由六大板块和若干小板块组成,这六大板块即欧亚板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、澳洲板块和南极板块。
由于地幔的地流,这些板块在地幔软流层上异常缓慢而又持久地相互运动着,由于它们的边界是相互制约的,因而板块之间处于张拉、挤压和剪切状态,从而产生应力。
地球上的主要地震带就位于这些大板块的交界地区。
㈢世界的地震活动世界范围内的两个主要地震带:1、环太平洋地震带:沿南、北美洲西海岸、阿留申群岛,向西南到日本列岛,再经我国台湾省,达菲律宾、新几内亚和新西兰。
(世界上大多数地震都发生在这一地震带)2、欧亚地震带:西起大西洋的亚速岛,经意大利、土耳其、伊朗、印度北部、我国西部和西南地区,经缅甸到印度尼西亚与太平洋地震带相衔接。
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. s m v m 5.2444208.32602.82008.51802.220=+++=因m v 小于s m 250,场地为中软场地。
6. 设计地震分组为第二组,烈度为7度,取80=N砂土的临界标贯值:[])(1.09.00w s cr d d N N -+=,其中m d w 5.1=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1-i 实测标贯点所代表土层的底面;其下界取下部非液化土层的顶面或相邻实测标贯点的深度的均值。
抗震结构设计第四版答案【篇一:《抗震结构设计》模拟试题1-4及答案 2】xt>一、填空题1、根据建筑使用功能的重要性,按其受地震破坏时产生的后果,将建筑分为、个抗震设防类别。
2、多层混合结构房屋的结构布置方案应优先采用结构布置方案,其次采用结构布置方案。
3、建筑场地类别的划分主要根据和因为场地覆盖层厚度对建筑物的震害有一定影响。
4和采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。
5、建筑结构抗震验算基本方法包括和。
二、名词解释1、场地2、液化3、时程分析法4、抗震设防烈度5、地震影响系数三、简答题1、简述建筑场地类别划分依据?2、影响液化的因素主要有哪些?3、简述两阶段设计的基本内容。
4、什么是“强柱弱梁”?四、计算题1、计算7度时三层砖房的各楼层地震作用标准值和总水平地震作用标准值。
各楼层的重力荷载代表值和层高度见表1 表12eiiiti《抗震结构设计》模拟试题一答案一、填空1、甲类、已类、丙类、丁类。
2、横墙承重、纵横墙承重3、土层的等效剪切波速,场地的覆盖层厚度。
4、建筑物的类型,高度 5、结构抗震承载力的验算,结构抗震变形验算。
二、名词解释1、场地:指建筑物所在的区域,其范围大体相当于厂区、居民点和自然村的区域,范围不应太小,一般不小于0.5km2。
2、液化:指物体有固体转化为液体的一种现象。
3、时程分析法:是由建筑结构的基本运动方程,输入对应于建筑场地的若干条地震加速度记录或人工加速度波形(时程曲线),通过积分计算求得在地面加速度随时间变化周期内结构内力和变形状态随时间变化的全过程,并以此进行结构构件截面抗震承载力验算和变形验算。
4、抗震设防烈度:按国家规定权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。
5、地震影响系数:即设计反应谱,它是地震系数(地面峰值加速度与重力加速度的比值)与地震动力放大系数(或称标准反应谱)的乘积。
它与建筑所在地的设防烈度、影响本地区的地震的震级和震中距,以及建筑场地条件有关,是根据现有的实际强地震记录的反应谱统计分析并结合我国的经济条件确定的。