抗震及设计计算题答案

1、高层建筑结构抗震与设计（练习题1）1.某单跨单层厂房如图1所示，集中于屋盖的重荷载代表值为 G=2800kN，柱抗侧移刚 系数k1=k2=2.0 x104kN/m,给杓阻尼比Z=0.03，H类建筑场地，设计地震分组为第一组， 设计基本地震加速为 0.15g。分别求厂房在多遇地震和罕遇地震时水平地震作用。计算简图2.图2为两层房屋计算简图，楼层集中质分别为 m1=120t,m2=80t,楼板刚无穷大，楼层 剪刚系数分别为k1= 5x104kN/m , k2= 3x104kN/m。求体系自振频和振型，并验算振型的正交性。图2两层房屋计算简图m钢筋混凝土 3层框架计算简图如图3所示。分别按能法和顶点

2、位移法计算结杓的基本自振周期（取填充墙影响折减系数为0.6）。钢筋混凝土 3层框架经质集中后计算简图如图 4所示。各层高均为5米，各楼层集中质 代表值分别为：G1=G2=750kN，G3=500kN ；经分析得结构振动频和振型如图4所示。结构阻尼比Z = 0.05，1类建筑场地，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速为 0.10g。试按振型分解反应谱法确定结构在多遇地震时的地震作用效应，绘出层间地震剪 图。曾 GG.=10.22rad / s图4计算简图1.0w = 38.37rad / s已知条件和要求同上题，试按底部剪法计算。1、表1为某建筑场地的钻孔资，试确*亥场地的类列。层底深 /m土

3、层厚 /m岩土名称土层剪波速 /(m/s)3.003.00杂填土1606.503.50粉土18011.505.00黏土22016.004.50中砂23022.006.00石290砾岩800t =i = jo = 0.01875 sS1d 2-Vs 23.5180=0.0194413 = 4 = -5- = 0.02273ss 3d 4.514 =0.01957 ss 4d=5Vs 5290=0.01379t = 七=0.09428 s平均剪波速：Vsed 200 =t 0.09428=212m/s解：覆盖层厚达 22m，故取20m深计算，共有五个土层：(无剪波速数日于 vse在140m/s25

4、0m/s之间，故该场地土为中软场地土。2、 已如某6层、高为 20米的户类建筑的场地地质钻孔资如表 2所 据)，试确定该场地的类别。层底深 /m土层厚 /m岩土名称地基土静承载特征值/kpa2.002.00杂填土1106.004.00黏性土1608.502.50粉土18015.507.00中密的碎石土基岩解：覆盖层厚为15.5m，小于20m，故取15.5m深计算，共有四个土层：t = J = = 0.01667i v1120t =匕=癸=0.0119 s3 v 210d4一st = = 0.02051 s2 v195s 2d714 = = 375 = 0.01867 s t = t. = 0.

5、067754平均剪波速： v =4 = = 229 m/sse t 0.06775日于vse在140m/s250m/s之间，故该场地土为中软场地土。3、某单跨单层厂房如图1所示，集中于屋盖的重荷载代表值为G = 2800kN，柱抗侧移州系数 k1=k2=2.0 x104kN/m,结构阻尼比Z=0.03，H类建筑场地，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速为震作用解：(1)求周期G2.8 x 106mm = = 2.86 x 105g 9.8kgk = k1 + k 2 = 4.0 x 107N/m0.15g。分别求厂房在多遇地震和罕遇地震时水平地图1F c m2.86 x 105T = 2 兀

6、=2 x 3.14= 0.53 sk 4.0 x 107查表得amax、Tg：查表3.1知 设防为七；查表 3.2知，多遇地震：amax=0.12，罕遇地震：以max二0.72查表3.3知 T=0.35gT(3)计算以值：因Tg T=0.53s120 61.6 = 120 1.94 x 61.6 = 01.94 830.77J 10.31 1.94其I 5.31 = 10.31 1.94 x 5.31 = 05、钢筋混凝土 3层框架计算简图如图3所示。分别按能法和顶点位移法算结构的基本自振周期(取填充墙影响折减系数为0.6)。m3 = 180 x 103 kgm = 270 x 103 kgk

7、3 = 9800kN / mm1 = 270 x 103 kgk2 =195000kN/mk1 = 245000kN / m图3 3层框架计算简图解：(1)将各楼层重荷载假定为水平荷载作用于结构楼层处时，计算结构侧移层数Gi/kN剪 Vi/kN楼层侧移刚kN/mV ，一，、8 = f (1/m)i DiA =Z V318001800980000.01840.07082270045001950000.02300.05241270072002450000.02940.0294(2)按能法计算、g A22g A2 TOC o 1-5 h z i ii iT = 2叫 |= 2 I g Vi Vii=

8、1i=1c 八 1800 X 0.07072 + 2700 X 0.05242 + 2700 x 0.02942=2 x 0.61 = 0.278 sT 1800 x 0.0708 + 2700 x 0.0524 + 2700 x 0.0294(3)按顶点位移计算T1 = 1.7 中 * = 2 x 0.6V0.0708 = 0.319 s6、钢筋混凝土 3层框架经质集中后计算简图如图 4所示。各层高均为5米，各楼层集中质代表值分别为：G1=G2=750kN，G3=500kN ；经分析得结构振动频和振型如图4所示。结构阻尼比Z=0.05，1类建筑场地，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速为0.10g 试按振型分解反应谱法确定结构在多遇地震时的地震作用效应，绘出层间地震剪图。=10.22rad / s02 = 27.94rad / sW3 = 3