9-底部剪力法ppt课件

1、底部剪力法底部剪力法3.6 3.6 计算程度地震作用的底部剪力法计算程度地震作用的底部剪力法一、底部剪力的计算一、底部剪力的计算3jF第第j j振型振型2jF1 jFj j振型的底部剪力为振型的底部剪力为nijijFV10jjjijjiGxFniijijjGx1niijijjGGxG111GG构造的总重力荷载代表值构造的总重力荷载代表值niiGG1组合后的构造底部剪力组合后的构造底部剪力GqGGxGVFnjniijijjnjEKj11121112)(0 njniijijjGGxq1121)(高振型影响系数高振型影响系数( (规范取规范取0.85)0.85)eqEKGF1Geq构造等效总重力荷载

2、代表值，构造等效总重力荷载代表值，0.85GiiiiGxFF1111二、各质点的程度地震作用规范值的计算二、各质点的程度地震作用规范值的计算1HkHH1G1GkHknF1FkFiiGH11nkkknkkEKGHFF11111nkkkGH111nkkkEKGHF111/EKnkkkiiiFGHGHF1地震作用下各楼层程度地震层间剪力为地震作用下各楼层程度地震层间剪力为nikkiFVEKnnFF三、顶部附加地震作用的计算三、顶部附加地震作用的计算 当构造层数较多时，按上式计算出的程度地当构造层数较多时，按上式计算出的程度地震作用比振型分解反响谱法小。震作用比振型分解反响谱法小。 为了修正，在顶部附

3、加一个集中力为了修正，在顶部附加一个集中力 。nFH1G1GkHk1HkHnF1FkFnF)1(1nEKnkkkiiiFGHGHF-构造总程度地震作用规范值；构造总程度地震作用规范值；EkF1-相应于构造根本周期的程度地震相应于构造根本周期的程度地震影响系数；多层砌体房屋、底部框架影响系数；多层砌体房屋、底部框架和多层内框架砖房，宜取程度地震影和多层内框架砖房，宜取程度地震影响系数最大值；响系数最大值；eqG- - 构造等效总重力荷载；构造等效总重力荷载；iF- i- i质点程度地震作用；质点程度地震作用；eqEkGF1iG-i-i质点重力荷载代表值；质点重力荷载代表值；iH- i- i质点的

4、计算高度；质点的计算高度；n- - 顶部附加地震作用系数，多层内框架顶部附加地震作用系数，多层内框架 砖房取砖房取0.2,0.2,多层刚混、钢构造房屋按多层刚混、钢构造房屋按 下表下表, ,其它可不思索。其它可不思索。gTT4 . 11gTT4 . 11)(sTg35. 055. 035. 055. 007. 008. 01T01. 008. 01T02. 008. 01T000顶部附加地震作用系数顶部附加地震作用系数四、底部剪力法适用范围四、底部剪力法适用范围 底部剪力法适用于普通的多层砖房等砌体构造、内底部剪力法适用于普通的多层砖房等砌体构造、内框架和底部框架抗震墙砖房、单层空阔房屋、单层

5、工业框架和底部框架抗震墙砖房、单层空阔房屋、单层工业厂房及多层框架构造等低于厂房及多层框架构造等低于40m40m以剪切变形为主的规那以剪切变形为主的规那么房屋。么房屋。以以“剪切变形为主：剪切变形为主： 在构造侧移曲线中，楼盖出平面转动产生的侧移所在构造侧移曲线中，楼盖出平面转动产生的侧移所占的比例较小。且房屋高度小于占的比例较小。且房屋高度小于40m40m。“规那么房屋：规那么房屋： 1. 1.相邻层质量的变化不宜过大。相邻层质量的变化不宜过大。 2. 2.防止采用层高特别高或特别矮的楼层，相邻层和防止采用层高特别高或特别矮的楼层，相邻层和延续三层的刚度变化平缓。延续三层的刚度变化平缓。 3

6、. 3.出屋面小建筑的尺寸不宜过大宽度出屋面小建筑的尺寸不宜过大宽度b b大于高度大于高度h h且出屋面高度与总高度之比满足且出屋面高度与总高度之比满足h/H1/5h/H1/5，部分缩进，部分缩进的尺寸也不宜大缩进后的宽度的尺寸也不宜大缩进后的宽度B1B1与总宽度与总宽度B B之比满足之比满足 ；4/36/5/1BBbhHB 4. 4.楼层内抗侧力构件的布置和楼层内抗侧力构件的布置和质量的分布要根本对称；质量的分布要根本对称； 5. 5.抗侧力构件在平面内呈正交抗侧力构件在平面内呈正交夹角大于夹角大于7575度分布，以便在两度分布，以便在两个主轴方向分别进展抗震分析；个主轴方向分别进展抗震分析

7、； 6. 6.平面部分突出的尺寸不大部分伸出部分在长度平面部分突出的尺寸不大部分伸出部分在长度方向的尺寸方向的尺寸l l大于宽度方向的尺寸大于宽度方向的尺寸b b，且宽度，且宽度b b与总宽度与总宽度B B之比满足之比满足b/B1/5-1/4b/B1/5-1/4； 对于不满足规那么要求的建筑对于不满足规那么要求的建筑构造，那么不宜将底部剪力法作为构造，那么不宜将底部剪力法作为设计根据。否那么，要采取相应的设计根据。否那么，要采取相应的调整，使计算结果合理化。调整，使计算结果合理化。bBlbBlbBllbBl五、底部剪力法运用举例五、底部剪力法运用举例例例1 1：试用底部剪力法计算图示框：试用底

8、部剪力法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。知构架多遇地震时的层间剪力。知构造的根本周期造的根本周期T1=0.467s ,T1=0.467s ,抗震设抗震设防烈度为防烈度为8 8度度,类场地类场地, ,设计地震设计地震分组为第二组。分组为第二组。解：解： 1 1计算构造等效总重力荷载代表值计算构造等效总重力荷载代表值8.9)180270270(85.085.0nikkeqGGkN6.5997tm2701tm2702tm1803MN/m2451KMN/m1952KMN/m983K10.5m7.0m3.5m2 2计算程度地震影响系数计算程度地震影响系数查表得查表得16.0max1.401.400.9

9、0(1.20)0.90(1.20)0.50(0.72)0.50(0.72)-罕遇地震罕遇地震0.320.320.16(0.24)0.16(0.24)0.08(0.12)0.08(0.12)0.040.04多遇地震多遇地震 9 8 7 6地震影响地震影响烈度烈度地震影响系数最大值阻尼比为地震影响系数最大值阻尼比为0.050.05解：解： 1 1计算构造等效总重力荷载代表值计算构造等效总重力荷载代表值kN6.5997eqG例例1 1：试用底部剪力法计算图示框架多遇地：试用底部剪力法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。知构造的根本周期震时的层间剪力。知构造的根本周期T1=0.467s ,T1=0.46

10、7s ,抗震设防烈度为抗震设防烈度为8 8度度,类场地类场地, ,设计地震分组为第二组。设计地震分组为第二组。tm2701tm2702tm1803MN/m2451KMN/m1952KMN/m983K10.5m7.0m3.5m2 2计算程度地震影响系数计算程度地震影响系数16.0maxs4.0gT地震特征周期分组的特征周期值地震特征周期分组的特征周期值s s0.90 0.65 0.450.35第三组第三组0.75 0.55 0.400.30第二组第二组0.65 0.45 0.35 0.25第一组第一组 场地类别场地类别s31 TTgmax21)(TTg139.0)(sT01 . 0gTgT50

11、. 6max2max45. 0max2)(TTgmax12)5(2 . 0gTT3 3计算构造总的程计算构造总的程度地震作用规范值度地震作用规范值eqEKGF1kN7.8336.5997139.0例例1 1：试用底部剪力法计算图示框架多遇地：试用底部剪力法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。知构造的根本周期震时的层间剪力。知构造的根本周期T1=0.467s ,T1=0.467s ,抗震设防烈度为抗震设防烈度为8 8度度,类场地类场地, ,设计地震分组为第二组。设计地震分组为第二组。解：解： 1 1计算构造等效总重力荷载代表值计算构造等效总重力荷载代表值kN6.5997eqGtm2701tm270

12、2tm1803MN/m2451KMN/m1952KMN/m983K10.5m7.0m3.5m2 2计算程度地震影响系数计算程度地震影响系数16.0maxs4.0gT139.013 3计算构造总的程度地震作用规范值计算构造总的程度地震作用规范值kN7.833EKF4 4顶部附加程度地震作用顶部附加程度地震作用EKnnFFgTT4 . 11gTT4 . 11)(sTg35. 055. 035. 055. 007. 008. 01T01. 008. 01T02. 008. 01T000顶部附加地震作用系数顶部附加地震作用系数56.04 .1gTgTT4 .110n5 5计算各层的程度地震作计算各层的

13、程度地震作用规范值用规范值)1(1nEKnkkkiiiFGHGHF例例1 1：试用底部剪力法计算图示框架多遇地：试用底部剪力法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。知构造的根本周期震时的层间剪力。知构造的根本周期T1=0.467s ,T1=0.467s ,抗震设防烈度为抗震设防烈度为8 8度度,类场地类场地, ,设计地震分组为第二组。设计地震分组为第二组。解：解： 1 1计算构造等效总重力荷载代表值计算构造等效总重力荷载代表值kN6.5997eqGtm2701tm2702tm1803MN/m2451KMN/m1952KMN/m983K10.5m7.0m3.5m2 2计算程度地震影响系数计算程度地震

14、影响系数16.0maxs4.0gT139.013 3计算构造总的程度地震作用规范值计算构造总的程度地震作用规范值kN7.833EKF4 4顶部附加程度地震作用顶部附加程度地震作用0n5 5计算各层的程度地震作用规范值计算各层的程度地震作用规范值)1 (1nEKnkkkiiiFGHGHF7 .1667 .8335 .108 .918078 .92705 .38 .92705 .38 .92701F5 .3337 .8335 .108 .918078 .92705 .38 .92700 .78 .92702F5 .3337 .8335 .108 .918078 .92705 .38 .92705

15、.108 .91803F例例1 1：试用底部剪力法计算图示框架多遇地：试用底部剪力法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。知构造的根本周期震时的层间剪力。知构造的根本周期T1=0.467s ,T1=0.467s ,抗震设防烈度为抗震设防烈度为8 8度度,类场地类场地, ,设计地震分组为第二组。设计地震分组为第二组。解：解： 1 1计算构造等效总重力荷载代表值计算构造等效总重力荷载代表值kN6.5997eqGtm2701tm2702tm1803MN/m2451KMN/m1952KMN/m983K10.5m7.0m3.5m2 2计算程度地震影响系数计算程度地震影响系数16.0maxs4.0gT139.

16、013 3计算构造总的程度地震作用规范值计算构造总的程度地震作用规范值kN7.833EKF4 4顶部附加程度地震作用顶部附加程度地震作用0n5 5计算各层的程度地震作用规范值计算各层的程度地震作用规范值7 .1661F5 .3332F5 .3333F6 6计算各层的层间剪力计算各层的层间剪力kNFFFV7 .8333211kNFFV0 .667322kNFV5 .33333tm2701tm27025 .3335 .3337 .1665.3330.6677.8338 .3356 .6718 .845振型分解反响谱法结果例例2 2：六层砖混住宅楼，建造于根本烈度为：六层砖混住宅楼，建造于根本烈度为

17、8 8度度区，场地为区，场地为类，设计地震分组为第一组，根类，设计地震分组为第一组，根据各层楼板、墙的尺寸等得到恒荷和各楼面活据各层楼板、墙的尺寸等得到恒荷和各楼面活荷乘以组合值系数，得到的各层的重力荷载代荷乘以组合值系数，得到的各层的重力荷载代表值为表值为G1=5399.7kN, G2=G3=G4=G5=5085kN, G1=5399.7kN, G2=G3=G4=G5=5085kN, G6=3856.9kNG6=3856.9kN。试用底部剪力法计算各层地震。试用底部剪力法计算各层地震剪力规范值。剪力规范值。G12.952.702.702.702.702.70G2G3G4G5G6 由于多层砌体

18、房屋中纵向或横向承重墙体的数量较多，由于多层砌体房屋中纵向或横向承重墙体的数量较多，房屋的侧移刚度很大，因此其纵向和横向根本周期较短，普房屋的侧移刚度很大，因此其纵向和横向根本周期较短，普通均不超越通均不超越0.25s0.25s。所以规范规定，对于多层砌体房屋，确。所以规范规定，对于多层砌体房屋，确定程度地震作用时采用定程度地震作用时采用 。并且不思索顶部附加程。并且不思索顶部附加程度地震作用。度地震作用。max1例例2 2：根本烈度为：根本烈度为8 8度，场地为度，场地为类，设计地震分类，设计地震分组为第一组，组为第一组，G1=5399.7kN, G1=5399.7kN, G2=G3=G4=

19、G5=5085kN, G6=3856.9kNG2=G3=G4=G5=5085kN, G6=3856.9kN。计算各层。计算各层地震剪力规范值。地震剪力规范值。解：解： 构造总程度地震作用规范值构造总程度地震作用规范值G12.952.702.702.702.702.70G2G3G4G5G6eqEKGFmax61max85.0iiGkN1.40256.2959685.016.01.400.90(1.20)0.50(0.72)-罕遇地震罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震多遇地震 9 8 7 6地震影响地震影响烈度烈度地震影响系数最大值阻尼比为地震影响系数最大值阻

20、尼比为0.050.0516.0maxG12.952.702.702.702.702.70G2G3G4G5G6例例2 2：根本烈度为：根本烈度为8 8度，场地为度，场地为类，设计地震分类，设计地震分组为第一组，组为第一组，G1=5399.7kN, G1=5399.7kN, G2=G3=G4=G5=5085kN, G6=3856.9kNG2=G3=G4=G5=5085kN, G6=3856.9kN。计算各层。计算各层地震剪力规范值。地震剪力规范值。解：解： 构造总程度地震作用规范值构造总程度地震作用规范值kN1.4025maxeqEKGFEKnkkkiiiFGHGHF1各层程度地震各层程度地震剪力

21、规范值剪力规范值nikkiFV各层程度地震作用各层程度地震作用层层Gi (kN) Hi (m)Gi Hi (kN.m) Fi (kN)Vi (kN)6 63856.93856.917.4517.455 55085.05085.014.7514.754 45085.05085.012.0512.053 35085.05085.09.359.352 25085.05085.06.656.651 15399.75399.72.952.95 67320.921328.8233815.2547544.7561274.2575003.75306269.72884.5985.7805.3624.8444.4

22、280.44025.1884.51870.22675.53300.33744.74025.129596.6例例3 3：四层钢筋混凝土框架构造，建造于根本烈度为：四层钢筋混凝土框架构造，建造于根本烈度为8 8度区，场度区，场地为地为类，设计地震分组为第一组，层高和层重力代表值如下类，设计地震分组为第一组，层高和层重力代表值如下图。构造的根本周期为图。构造的根本周期为0.56s,0.56s,试用底部剪力法计算各层地震剪试用底部剪力法计算各层地震剪力规范值。力规范值。解：解：构造总程度地震作用规范值构造总程度地震作用规范值4.363.363.36G4 =831. 6G3 =1039. 6G2 =10

23、39. 6G1 =1122.73.361.400.90(1.20)0.50(0.72)-罕遇地震罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震多遇地震 9 8 7 6地震影响地震影响烈度烈度地震影响系数最大值阻尼比为地震影响系数最大值阻尼比为0.050.05地震特征周期分组的特征周期值地震特征周期分组的特征周期值s s0.90 0.65 0.450.35第三组第三组0.75 0.55 0.400.30第二组第二组0.65 0.45 0.35 0.25第一组第一组 场地类别场地类别16.0maxs35.0gT例例3 3：四层钢筋混凝土框架构造，建造于根本烈度为：四层钢筋

24、混凝土框架构造，建造于根本烈度为8 8度区，场度区，场地为地为类，设计地震分组为第一组，层高和层重力代表值如下类，设计地震分组为第一组，层高和层重力代表值如下图。构造的根本周期为图。构造的根本周期为0.56s,0.56s,试用底部剪力法计算各层地震剪试用底部剪力法计算各层地震剪力规范值。力规范值。解：解：构造总程度地震作用规范值构造总程度地震作用规范值4.363.363.36G4 =831. 6G3 =1039. 6G2 =1039. 6G1 =1122.73.3616.0maxs35.0gT)(sT01 . 0gTgT50 . 6max2max45. 0max2)(TTgmax12)5(2

25、. 0gTTggTTT51max21)(TTg1048.016.0)(9.01TTgeqEKGF1iG85.01kN3.359)7.112225.10396.831(85.01048.0例例3 3：四层钢筋混凝土框架构造，建造于根本烈度为：四层钢筋混凝土框架构造，建造于根本烈度为8 8度区，场度区，场地为地为类，设计地震分组为第一组，层高和层重力代表值如下类，设计地震分组为第一组，层高和层重力代表值如下图。构造的根本周期为图。构造的根本周期为0.56s,0.56s,试用底部剪力法计算各层地震剪试用底部剪力法计算各层地震剪力规范值。力规范值。解：解：构造总程度地震作用规范值构造总程度地震作用规范

26、值4.363.363.36G4 =831. 6G3 =1039. 6G2 =1039. 6G1 =1122.73.3616.0maxs35.0gTkN3.3591eqEKGF顶部附加程度地震作用顶部附加程度地震作用s49.035.04.11TgTT4 . 11gTT4 . 11)(sTg35. 055. 035. 055. 007. 008. 01T01. 008. 01T02. 008. 01T000顶部附加地震作用系数0548.001.008.01TnkN7.193.3590548.0EKnnFF例例3 3：四层钢筋混凝土框架构造，建造于根本烈度为：四层钢筋混凝土框架构造，建造于根本烈度为

27、8 8度区，场度区，场地为地为类，设计地震分组为第一组，层高和层重力代表值如下类，设计地震分组为第一组，层高和层重力代表值如下图。构造的根本周期为图。构造的根本周期为0.56s,0.56s,试用底部剪力法计算各层地震剪试用底部剪力法计算各层地震剪力规范值。力规范值。解：解：构造总程度地震作用规范值构造总程度地震作用规范值4.363.363.36G4 =831. 6G3 =1039. 6G2 =1039. 6G1 =1122.73.36kN3.3591eqEKGF顶部附加程度地震作用顶部附加程度地震作用0548.0nkN7.19nF)1(1nEKnkkkiiiFGHGHF各层程度地震作用各层程度地震作用131.6238.9313.7359.319.7111.9107.374.845.6339.612019.311517.78024.94895.036445.914.4411.087.724.36831.61039.51039.51122.74033.34321 Vi(kN)(kN) Fi (kN) GiHi(kN.m) H