大工14春《工程抗震》大作业答案
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大连理工大学《工程抗震》大作业
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姓 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:1500kNG,2550kNG,3580kNG,
4
600kNG
,5450kNG。结构阻尼比0.05,自振周期为10.55sT,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。
3
580kNG
2
550kNG
1
500kNG
(a)计算简图
4
600kNG
5
450kNG
解:
地震影响系数最大值(阻尼比为0.05)
地震影响
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)
场地类别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
第一组 0.25 0.35 0.45 0.65
第二组 0.30 0.40 0.55 0.75
第三组 0.35 0.45 0.65 0.90
抗震设防烈度8度,多遇地震下,查表得:=0.16
Ⅰ类场地,地震分组第一组,查表得<<
=()rξ=()0.9×0.16=()0.9×0.16=0.078
==0.078×0.85×∑=0.078×0.85×(++++)
=0.0663×2680
=177.68KN
顶部附加水平地震作用
>1.4×0.25=0.35s
=0.08+0.01=0.08×0.55+0.01=0.054
==0.054×177.68=9.59KN
层高均为3m,
∑=3×500+6×550+9×580+12×600+15×450=23970
各层水平地震作用=
=×177.68×(1-0.054)=10.52
=×177.68×(1-0.054)=23.14
=×177.68×(1-0.054)=36.61
=×177.68×(1-0.054)=50.49
=×177.68×(1-0.054)=47.33
各层水平地震剪力=
=+9.59=10.52+9.59=20.11
=++9.59=10.52+23.14+9.59=43.25
=+++9.59=10.52+23.14+36.61+9.59=79.86
=++++9.59=10.52+23.14+36.61+50.49+9.59=130.35
=+++++9.59=10.52+23.14+36.61+50.49+47.33+9.59
=177.68
题目四:
什么叫鞭端效应?设计时如何考虑这种效应?
答:1、鞭端效应又叫鞭梢效应,是指高层建筑物末端形状和刚度发生变化
时,端部产生的力和变形突然增大,远远大于其按重力分配到得地震荷载,是高
层建筑结构抗震设计考虑的重要方面。地震作用下突出建筑物屋面的附属小建筑
物,如电梯间、女儿墙、附墙烟囱等由于重量和刚度突然变小,高振型影响较大,
震害较为严重,即称为鞭端效应。只有在靠近顶端处建筑物体形发生很大变化(一
般是收缩),才会像鞭子那样形成一个鞭梢,进而产生鞭梢效应
2、高层在设计立面是要求上下一致,变化不要太大。
1)、在高层框架结构中,突出物顶点位移和主体顶部位移的比值随着突出物
质量的增大而减小,即鞭梢效应会随着突出物质最的增大而减弱。因此,在一定
范围内,可以通过增大突出物的质量来减小鞭梢效应的影响。
2)、在高层框架结构中,突出物的k/m(突出物刚度突出物/质量)值影响
着突出物鞭梢效应的强弱。当突出物的自振频率和主体频率相等增或接近时,突
出物的鞭梢效应最为明显。由此,通过适当调整结构的刚度或质量分布可使突出
物的频率与整体结构的频率差值增大,可减少鞭梢效应的影响。
3)、在高层框剪结构中,λ(框剪结构的刚度特征值)小于某一值时,位移
比值随着λ的增大而大幅度减小,且鞭梢效应较明显;λ大于某一值时,位移比
值也会随着λ的增大而减小,但趋势较为平缓,鞭梢效应的强度有所减弱;在一
定范围内,可以通过调节框架和剪力墙的刚度比值来减小鞭梢效应的影响,建议
将λ控制在1~4内。