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，集中于屋盖的重力荷载代表值为G=2800kM,柱抗侧移刚度 系数kl=k2=X101kN/m,结构阻尼比匕=,II类建筑场地，设计地震分组为第一组，设计基 本地震加速度为0. 15g0分别求厂房在多遇地震和罕遇地震时水平地震作用。I2.图2为两层房屋计算简图，楼层集中质量分别为ml=120t,m2=80t,楼板刚度无穷大，楼层 剪切刚度系数分别为kl= 5X10*kN/m , k2= 3X10kN/ni。求体系自振频率和振型，并验 算振型的正交性。图2两层龙屋计斃简图3. 钢筋混凝土 3层框架计算简图如图3所示。分别按能量法和顶

2、点位移法计算结构的基本自振周期（取填充墙影响折减系数为）。心=180x10-k、=9800RN/加 叫=270xl0gk2 = 195000jtAT/mI = 270x10 映gk = 245000V/,h图3 3层框架计算简图4. 钢筋混凝土 3层框架经质量集中后计算简图如图4所示。各层髙均为5米，各楼层集中质 量代表值分别为：Gl=G2=750kN, G3=500kN；经分析得结构振动频率和振型如图4所示。结构阻尼比=, I类建筑场地，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度为。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，绘出层间地震剪力图。图4计算简图5. 已知条件和要求同

3、上题，试按底部剪力法计算。1、表1为某建筑场地的钻孔资料，试确定该场地的类别。表1层底深度/m土层厚度/m岩土名称土层剪切波速/(m/s)杂填土160粉土180黏土220中砂230卵石290:砾岩800解：覆盖层厚度达22%故取20m深度计算，共有五个土层:JQZ2=s=0-01944 s匕32204=0.02273290= 0.01379t =工厶=0.09428平均剪切波速：与般212 nVs由于V症在140m/s250m/s之间,故该场地土为中软场地土。2、已知某6层、高度为20米的丙类建筑的场地地质钻孔资料如表2所示（无剪切波速数据），试确定该场地的类别。层底深度/m土层厚度/mZ岩土

4、名称地基土静承载力特征值/kpa杂填土110黏性土160粉土180中密的碎石土基岩解：覆盖层厚度为15. 5m,小于20叫 故取15. 5m深度计算，共有四个土层:7唱5 s盲0.0泅弋临 9 S寸 0.01867t = Yt； = 0.06 力 5平均剪切波速：与焉m 229恥由于v环在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，集中于屋盖的重力荷载代表值为G = 2800kN,柱抗侧移 刚度系数kl=k2=X10*kN/ni,结构阻尼比匕=,1类建筑场地，设计地震分组为第一组, 设计基本地震加速度为0. 15g0分别求厂房在多遇地震和罕遇地震时水平地

5、震作用。解：(1)求周期G 2.8xl06m =29.8=2.86xl05k = +k2 = 4.0 x 10N/m2x3.14i2.86xl054.0xl07= 0.53I(2)查表得a吋、Tg:查表知 设防为七度；查表知，多遇地震：a钿巳 罕遇地震：a喰二；查表知(3)计算a值：因T八T=2)-9xlO8 =0展开后，得q1041.7q2+156250=0解方程，得w 1= rad/s3 2二rad/s（3）求振型：3产rad/s对应的振型：X12 _ “衬-灯 _ 120x181.7-8x1()4 _ 1.94 石 _-监-3xl04_T31= rad/s对应的振型：X22 亦 一/|

6、_ 120x860 8x10“ _-0.77 石-3xl04F(4)验算振型的正交性：X；MX2=1 1.940801-0.77X：KX严11.9*：1.94120-61.6? = 120-1.94x61.6 = 05、钢筋混凝土 3层框架计算简图如图3所示。分别按能量法和顶点位移法计算结构的基本自振周期（取填充墙影响折减系数为）。m3 = 180 x 10 *g叫= 270 xl0g/ / / / / / / /=9800 kN/m=1950(XUN/?= 245000/777图3 3层框架计算简图解：（1）将各楼层重力荷载假定为水平荷载作用于结构楼层处时，计算结构侧移/0.0708 = 0.319 s6、钢筋混凝土 3层框架经质量集中后计算简图如图4所示。各层髙均为5米，各楼层集中质 量代表值分别为：G.=G2=750kN, G3=500kN；经分析得结构振动频率和振型如图4所示。结构 阻尼比匕=,I类建筑场地，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度为0. 10go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，绘出层间地震剪力图。1.0解：(1)计算地震影响系数a j结构侧移I类场地土，设计地震分组为第一组，T尸s , a nil =T3Tg ,a3 = 8阻尼比E二9 n 2=,Y =自振周期：Tf s,T2二 S ,丁3= SJ T, T, 5