深圳大学建筑抗震设计学习教案

1、会计学1深圳大学深圳大学 建筑建筑(jinzh)抗震设计抗震设计第一页，共134页。2022-4-17211 (3.96)njijjX 1( )( )(3.94)nijjijjx tXt ( )( )( )(3.97)iigF tm xtx t 第1页/共134页第二页，共134页。2022-4-1731( )( )(3.98)ngjj igjxtXxt ( )gxt 1( )( )(3.99)nijjijjx tXt 11 (3.96)njijjX 1( )( )(3.94)nijjijjx tXt 第2页/共134页第三页，共134页。2022-4-174( )( )gjxtt 1( )(

2、 )( )(3.100)niijjigjjF tmXxtt ( )( )( )(3.97)iigF tm xtx t 第3页/共134页第四页，共134页。2022-4-175max( )( )(3.101)jiijjigjFmXxtt gg max( )( )jiijjigjFmXxtt n上式即为上式即为:max( )( )gjjiijjixttFm gXg ？iG第4页/共134页第五页，共134页。2022-4-176max()( )( )ajgjjSxttgg max( )( )gaxtx tSgg 第5页/共134页第六页，共134页。2022-4-177 (1,2, ;1,2,

3、)(3.102)jijjjiiFX Gin jn max( )( )(3.101)jiijjigjFmXxtt 第6页/共134页第七页，共134页。2022-4-17821(3.103)mjjSS 第7页/共134页第八页，共134页。2022-4-17921(3.103)mjjSS nS 水平地震作用效应（包括内力和变形）。水平地震作用效应（包括内力和变形）。nSj 第第 j 振型水平地震作用产生的作用效应。振型水平地震作用产生的作用效应。nm 参与组合的振型个数。参与组合的振型个数。n一般情况下：一般情况下：m=23n当基本当基本(jbn)周期周期T1 1.5s或房屋高宽比或房屋高宽比H

4、/B5时，适当增加参加组合的振型个数。时，适当增加参加组合的振型个数。 第8页/共134页第九页，共134页。2022-4-1710(3.104)nEkijj iVG 第9页/共134页第十页，共134页。2022-4-1711类别类别7度度8度度9度度扭转效应明显扭转效应明显或基本周期小或基本周期小于于3.5s的结构的结构0.016(0.024)0.032(0.048)0.064基本周期大于基本周期大于5.0s的结构的结构0.012(0.018)0.024(0.032)0.040表表3-4 楼层楼层(lu cn)最小地震剪力系数最小地震剪力系数注：基本周期介于注：基本周期介于3.5s和和5.

5、0s的结构，可插入取值；的结构，可插入取值； 括号括号(kuho)内数值用于设计地震加速度为内数值用于设计地震加速度为0.15g和和0.30g。第10页/共134页第十一页，共134页。2022-4-171220Km 2()0jjKmX 2jjT 12TjjjjijnXXXXX (j=1，2，n)第11页/共134页第十二页，共134页。2022-4-1713第12页/共134页第十三页，共134页。2022-4-171411111221111nniiiiiinniiiiiim XG Xm XG X （3）计算水平地震）计算水平地震(dzhn)作用作用1111iiiFX G ), 2, 1(n

6、i第13页/共134页第十四页，共134页。2022-4-171511nikk iVF (1, 2,)in 第14页/共134页第十五页，共134页。2022-4-171621:mjjSS 根根据据公公式式得得到到下下式式211, 2,mijijVVin （）如果如果(rgu)T1 3.5s，应满足：，应满足： ViVEki （见公式（见公式3.104）。）。最后，画出楼层地震剪力图。最后，画出楼层地震剪力图。第15页/共134页第十六页，共134页。2022-4-1717mkNk41105mkNk42103tm601tm502第16页/共134页第十七页，共134页。2022-4-17182

7、12 017.54/40.32/kmrad srad s 求求得得： 211211222( )00.4881.7101.0001.000jjkmXXXXX 由由振振型型向向量量方方程程求求得得振振型型：和和由频率由频率(pnl)方程：方程：第17页/共134页第十八页，共134页。2022-435817.54220.15640.32TsTs 计算各振型对应计算各振型对应(duyng)的周期：的周期：第18页/共134页第十九页，共134页。2022-4-1720112max15gggTTTTT 取 取下下降降段段：阻尼阻尼(zn)系数系数0.05，则，则0.9，21（

8、1）确定地震影响系数）确定地震影响系数 1第19页/共134页第二十页，共134页。2022-4-17210.912max10.251 0.160.11580.359gTT 因因此此：1112221160 0.48850 11.2360 0.48850 1niiiniiim Xm X 第20页/共134页第二十一页，共134页。2022-4-17221111iiiFX G )2, 1( i11111110.1158 1.23 0.488 60 9.840.9FX GkN 12111220.1158 1.23 1 50 9.869.8FX GkN （4）计算）计算(j sun)第第1振型时的层间

9、地震剪力振型时的层间地震剪力11nikk iVF 由由式式得得：121269.8VFkN111112110.7VFFkN第21页/共134页第二十二页，共134页。2022-4-17232第第振振型型2122222160 1.7150 ( 1)0.23360 1.7150 ( 1)niiiniiim Xm X （1）确定地震影响系数）确定地震影响系数2 因为因为0.1sT2=0.156s 1.4Tg的结构，由于高振型的影响比较大，按式（的结构，由于高振型的影响比较大，按式（3.109）计算，则结构顶部地震剪力偏小，所以）计算，则结构顶部地震剪力偏小，所以(suy)需要调整。需要调整。第38页/

10、共134页第三十九页，共134页。2022-4-1740nnEkFF Tg (s)T1 1.4 Tg T1 1.4 Tg0.55 n= 0.08 T1 -0.02第39页/共134页第四十页，共134页。2022-4-1741n1 (1-) (3.110)iiiEknjjjH GFFH G (1, 2,)in 第40页/共134页第四十一页，共134页。2022-4-1742第41页/共134页第四十二页，共134页。2022-4-1743第42页/共134页第四十三页，共134页。2022-4iiiniiim XTgm X 2112(3.66)niiiniiiG X

11、G X 通常采用通常采用(ciyng)能量法计算，即采用能量法计算，即采用(ciyng)以下公式：以下公式：注意：注意：P.45公式公式3.66有误有误第43页/共134页第四十四页，共134页。2022-4-1745（3）计算）计算(j sun)底部剪力底部剪力10.85(3.108)neqiiGG 1(3.107)EkeqFG 第44页/共134页第四十五页，共134页。2022-4-1746（5）计算各质点）计算各质点(zhdin)上水平地震作用上水平地震作用n1 (1-) (3.110)iiiEknjjjH GFFH G (1, 2,)in 第45页/共134页第四十六页，共134页。

12、2022-4-1747nikk iVF (1, 2,)in （7）如果屋顶有小屋，则顶部）如果屋顶有小屋，则顶部(dn b)小屋的地震作用小屋的地震作用FD这时，顶部这时，顶部(dn b)附加地震作用附加地震作用Fn应当加在主体结构的顶部应当加在主体结构的顶部(dn b)。3DnFF 第46页/共134页第四十七页，共134页。2022-4-1748mkNk41105mkNk42103tm601tm502第47页/共134页第四十八页，共134页。2022-4-174912141(6050) 9.80.021565 10GGk 1G2G1X2X1k2k已知：已知：m1=60t，m2=50tk1

13、=5104kN/mk2=3104kN/m224250 9.80.016333 10Gk 110.02156X 2120.021560.016330.03789X 第48页/共134页第四十九页，共134页。2022-4-17502221111260 0.0216550 0.03789220.3559.8 (60 0.0216550 0.03789)niiiniiim XTsgm X 第49页/共134页第五十页，共134页。2022-4-17512241211141(1.2991.8945)0.6387105 10IIk 2242121421.89450.6315103 10Ik 242121

14、1.270210X 241110.638710 ,X 22211111160 0.021651.299Im X 22221221150 0.037891.8945Im X 第50页/共134页第五十一页，共134页。2022-4-17524411122242211(1.299 0.63871.8945 1.2702)1017.5433/60 0.638750 1.2702 ) (10 )niiiniiiI Xrad sm X 11220.35817.5433Ts 第51页/共134页第五十二页，共134页。2022-4-17530.912max10.251.0 0.160.11580.359g

15、TT 第52页/共134页第五十三页，共134页。2022-4-175410.850.85 (6050) 9.8916.3neqiiGGkN 10.1158 916.3106.108EkeqFGkN 10.080.070.08 0.3580.070.0986nT 0.0986 106.110.5nnEkFFkN 第53页/共134页第五十四页，共134页。2022-4-1755楼层楼层Gi(kN)Hi(m)GiHiFi(kN)Vi(kN)2509.8839200.62559.77470.31609.8423520.37535.864106.1 -62721.095.638-n1 (1-)iii

16、EknjjjH GFFH G 1iinjjjH GH G niknk iVFF 楼层楼层(lu cn)剪力剪力:各层地震作用各层地震作用:第54页/共134页第五十五页，共134页。2022-4-17562270.3nVFF 135.9F 259.8F 10.5nF112106.2nVFFF 水平水平(shupng)地震作用地震作用(kN)层间地震剪力层间地震剪力(kN)第55页/共134页第五十六页，共134页。2022-4-1757第56页/共134页第五十七页，共134页。2022-4-1758第57页/共134页第五十八页，共134页。2022-4-1759第58页/共134页第五十九

17、页，共134页。2022-4-1760第59页/共134页第六十页，共134页。2022-4-1761第60页/共134页第六十一页，共134页。2022-4-1762图图3.25（a）第61页/共134页第六十二页，共134页。2022-4-176311(3111 )ny jjjcny jjkxxak 11(3111 )nxiiicnxiikyybk 第62页/共134页第六十三页，共134页。2022-4-1764(3112 )xmcexxa(3112 )ymceyyb 图图3.25（b）第63页/共134页第六十四页，共134页。2022-4-176500 xyuu和和xyuu和和第64

18、页/共134页第六十五页，共134页。2022-4-1766y jyjuuy xixiuuy 图图3-26 单层偏心单层偏心(pinxn)结结构构第65页/共134页第六十六页，共134页。2022-4-1767()yy jyjo yjmukuxmu ()xxixioximukuymu ()()0 xixiiy jyjjijJkuyykuxx (3-114)第66页/共134页第六十七页，共134页。2022-4x xxxxoxyy yyyoyxykkmuumumukkumuJJkkk iixxxkk jjyyykk22jjjyiiixxkykk jjjyyyxkkk

19、 ;iiixxxykkk (3-115)第67页/共134页第六十八页，共134页。2022-4-1769第68页/共134页第六十九页，共134页。2022-4-1770第69页/共134页第七十页，共134页。2022-4-17712(1,2, ;1,2,)xjijtjjiiyjijtjjiitjijtj ijiiFX GFY GinjmFrG （3-139）-（3-141）第70页/共134页第七十一页，共134页。2022-4-1772第71页/共134页第七十二页，共134页。2022-4-1773222211()(3142)nntjjiijijiji iiiiX GXYrG2222

20、11()(3143)nntjjiijijiji iiiiY GXYrGcossintjxjyj（3-144）第72页/共134页第七十三页，共134页。2022-4-1774111.52228(1)(1)4(1)mmEkjkjkjkjkTTjkTjkTTSS S （3-145）（3-146）第73页/共134页第七十四页，共134页。2022-4-1775第74页/共134页第七十五页，共134页。2022-4-177622(0.85)EkxySSS（3-147）（3-148）22(0.85)EkyxSSS第75页/共134页第七十六页，共134页。2022-4-1777第76页/共134页第

21、七十七页，共134页。2022-4-1778第77页/共134页第七十八页，共134页。2022-4-1779第78页/共134页第七十九页，共134页。2022-4-1780第79页/共134页第八十页，共134页。2022-4-1781第80页/共134页第八十一页，共134页。2022-4-1782maxEvkveqiiviEvkjjFGG HFFG H 竖向地震竖向地震(dzhn)作用计作用计算简图算简图（3-156）（3-153）第81页/共134页第八十二页，共134页。2022-4-1783第82页/共134页第八十三页，共134页。2022-4-178410.75neqiiGG

22、 （3-154）第83页/共134页第八十四页，共134页。2022-4-1785第84页/共134页第八十五页，共134页。2022-4-1786表注：括号中数值分别用于设计基本地震表注：括号中数值分别用于设计基本地震(dzhn)加速度为加速度为0.15g和和0.30g的地区。的地区。第85页/共134页第八十六页，共134页。2022-4-1787第86页/共134页第八十七页，共134页。2022-4-1788第87页/共134页第八十八页，共134页。2022-4-1789设防烈度、场地类别设防烈度、场地类别房屋高度范围（房屋高度范围（m）8度度、类场地和类场地和7度度1008度度、类

23、场地类场地809度度60第88页/共134页第八十九页，共134页。2022-4-1790地震影响地震影响6度度7度度8度度9度度多遇地震多遇地震18cm/s235(55)70(110)140罕遇地震罕遇地震-220(310)400(510)620表注：括号中数值分别用于设计表注：括号中数值分别用于设计(shj)基本地震加速度为基本地震加速度为0.15g和和0.30g的地区的地区。第89页/共134页第九十页，共134页。2022-4-1791第90页/共134页第九十一页，共134页。2022-4-1792 ( )gmxcxf xmx 第91页/共134页第九十二页，共134页。2022-4

24、-1793第92页/共134页第九十三页，共134页。2022-4-1794n4. 选择地震波选择地震波n不少于不少于2条实际强震波和条实际强震波和1条人工条人工(rngng)波波n地震波强度（表地震波强度（表3-9）n强震持续时间强震持续时间n常用的强震波见表常用的强震波见表地震波地震波加速度山峰值加速度山峰值(cm/s2) 相应周期相应周期(s)天津天津146.7/105.60.9/1.0滦县滦县180.5/165.80.15/0.1El Centro341.7/210.10.55/0.5Tafe175.9/152.70.44/0.3第93页/共134页第九十四页，共134页。2022-4

25、-1795第94页/共134页第九十五页，共134页。2022-4-1796,nnnxxx111,nnnxxx图图3-39第95页/共134页第九十六页，共134页。2022-4-17971,1(3173)2nnn nxxx nx 1nx nt1nt t x 时间时间加速度加速度第96页/共134页第九十七页，共134页。2022-4-17981,111()(3175)2nnn nnnnxxxtxxxt 21,121121()(3174)4nnnn nnnnnxxxtxtxxtxxt 第97页/共134页第九十八页，共134页。2022-4-1799,nnnxxx111,nnnxxx1111(

26、)(3176)nnngickxxxxmm 1111()nnngimxcxkxm x 第98页/共134页第九十九页，共134页。2022-4-171001122444nnnnnxxxxxttt244nnnnAxxxtt1124(3174 )nnnxxAat 第99页/共134页第一百页，共134页。2022-4-171011122nnnnxxxxtt2nnnBxxt 112(3175 )nnnxxBat 第100页/共134页第一百零一页，共134页。2022-4-171021124()nginnmck xm xmAcBtt 24mcKktt11()iginnRm xmAcB 11niKxR

27、第101页/共134页第一百零二页，共134页。2022-4-171032nnnBxxt 112nnnxxBt 244nnnnAxxxtt1124nnnxxAt 24mcKktt11()iginnRm xmAcB 11niKxR 第102页/共134页第一百零三页，共134页。2022-4-17104111(3179)nnnnnnxxxxxxxxx 22(3180)24nnttxt xxx (3181)2ntxt xx 111()(3175)2nnnnxxxxt2111()(3174)4nnnnnxxxtxxt 第103页/共134页第一百零四页，共134页。2022-4-17105(3182

28、)gckxxxxmm 2442(3183)nnxxxxtt 22(3184)nxxxt 1111()(3176)nnngickxxxxmm 第104页/共134页第一百零五页，共134页。2022-4nnnmckxmxxxcxttt *2*42422gnnnmcKkttPmxxxcxt *KxP （3-186）（3-187）（3-185）第105页/共134页第一百零六页，共134页。2022-4-171071nnxxx x 1nnxxx 1nx 1111()(3176)nnngickxxxxmm 第106页/共134页第一百零七页，共134页。2022-4-1710

29、8 *KxP *2*42422gnnnKmckttPmIxmxxcxt （3-188）（3-189）（3-190）第107页/共134页第一百零八页，共134页。2022-4-17109 1nnxxx 1nnxxx 2442nnxxxxtt 22nxxxt （3-191）（3-192）（3-193）（3-194） 111111nnngixmcxmkxx 第108页/共134页第一百零九页，共134页。2022-4-17110 xy第109页/共134页第一百一十页，共134页。2022-4-171113. 质量质量(zhling)和刚度明显不均匀、不对称的结构、应考虑水平地震作用的扭转影响。和

30、刚度明显不均匀、不对称的结构、应考虑水平地震作用的扭转影响。 第110页/共134页第一百一十一页，共134页。2022-4-17112建筑平面建筑平面(pngmin)不对称不对称n建筑建筑(jinzh)立面不对称立面不对称2m1mn质量不对称质量不对称第111页/共134页第一百一十二页，共134页。2022-4-17113n底部剪力法底部剪力法 n振型分解振型分解(fnji)反应谱法反应谱法 n时程分析法时程分析法 第112页/共134页第一百一十三页，共134页。2022-4-17114EkEikiGGQ 即即第113页/共134页第一百一十四页，共134页。2022-4-17115可变

31、荷载种类可变荷载种类组合值系数组合值系数雪荷载雪荷载0.5屋面积灰荷载屋面积灰荷载0.5屋面活荷载屋面活荷载不考虑不考虑按实际情况考虑的楼面活荷载按实际情况考虑的楼面活荷载1.0等效均布的楼等效均布的楼面活荷载面活荷载书库、档案库书库、档案库0.8其它民用建筑其它民用建筑0.5吊车悬吊物的吊车悬吊物的重力重力硬钩吊车硬钩吊车0.3软钩吊车软钩吊车不考虑不考虑第114页/共134页第一百一十五页，共134页。2022-4-1711613.197RESR （）上式中各项的意义说明上式中各项的意义说明(shumng)如下。如下。 3. 结构构件内力组合设计值结构构件内力组合设计值GGEEhEhkEvEvkwwwkSSSSS 代表值效应重力荷载作用效应水平地震作用效应竖向地震风荷载效应nS 为结构构件内力组合设计值，按下式计算：为结构构件内力组合设计值，按下式计算： 第115页/共134页第一百一十六页，共134页。2022-4-17117地震作用地震作用 Eh Ev仅考虑仅考虑水平水平地震作用地震作用1.3不考虑不考虑仅考虑仅考虑竖向竖向地震作用地