大工18秋《工程抗震》大作业题目及要求-答案

作业具体要求：1.封面格式（见文件最后部分）封面名称：大连理工大学《工程抗震》大作业，字体为宋体加黑，字号为小一；姓名、学号、学习中心等字体为宋体，字号为小三号。2.文件名大作业上交时文件名写法为：[姓名学号学习中心]（如：戴卫东101410013979浙江台州奥鹏学习中心）；离线作业需用word文档写作，不要提交除word文档以外的文件，word文档无需压缩。以附件形式上交离线作业（附件的大小限制在10M以内），选择已完成的作业（注意命名），点提交即可。如下图所示。截止时间：2019年3月11日23:59:59前。3.正文格式作业正文内容统一采用宋体，字号为小四。注意：作业应该独立完成，不准抄袭其他网站或者请人代做，如有雷同作业，成绩以零分计。上交往年作业题目或者其他科目作业的，成绩以零分计。引用他人文章的内容，需在文中标注编号，文章最后写出相应的参考文献。引用内容不得超过全文的20%。鼓励大家对本地区的相关政策制定及实施情况进行调查了解，给出相关数据，进而有针对性的提出自己的看法。大工18秋《工程抗震》大作业及要求注意：从以下五个题目中任选两个进行解答（注意：从题目一、二中选择一道计算题，并从题目三、四、五中选择一道问答题，分别进行解答，不可同时选择两道计算题或者问答题）；解答前，需将所选题目复制使老师明确你所选的题目）。题目二：底部剪力法。某六层钢筋混凝土框架结构，建造于基本烈度为7度区域，场地为Ⅱ类，设计地震分组为第二组。结构首层层高4m，其余各层层高3m，经质量集中后，各楼层的重力荷载代表值分别为：，，。结构的基本周期为0.65s，阻尼比为。求各层水平地震作用标准值。解：由题目可知，抗震设防烈度为7度（由于题目没有给出基本地震加速度的值，一般理解为0.15g），且为多遇地震。地震影响系数最大值（阻尼比为0.05）地震影响烈度6789多遇地震0.040.08（0.12）0.16（0.24）0.32罕遇地震——0.50（0.72）0.90（1.20）1.40查《建筑设计抗震规范》表5.1.4-1表可得：amax=0.08。地震特征周期分期的特征周期值（s）场地类别ⅠⅡⅢⅣ第一组0.250.350.450.65第二组0.300.400.550.75第三组0.350.450.650.90\o"大工15春《工程抗震》大作业答案"由题目可知，设计地震分组为第二组，Ⅱ类场地类别，查《建筑设计抗震规范》表5.1.4-2表可得：Tg=0.40s。\o"大工15春《工程抗震》大作业答案"钢筋混凝土结构阻尼比题目已给出，为ξ=0.05，则：水平地震影响系数曲线衰减系数：γ=0.9+（0.05-ξ）/(0.3+6ξ)=0.9尼比调整系数：η2=1+(0.05-ξ)/(0.08+1.6ξ)=1则：α1=（Tg/T1）rη2αmax=（0.40/0.65）0.9×1.0×0.08≈\o"大工15春《工程抗震》大作业答案"0.05因为：T1=0.65s＞1.4Tg=1.4×0.40=0.56s，0.35<Tg=0.40s≤0.55。查《建筑设计抗震规范》表5.2.1表可知，δn=0.08T1+0.01=0.08×0.65+0.01≈0.06总水平地震作用标准值：FEk=α1Geq=0.05×（900+700+700+700+700+650）×85%=184.88KN各楼层水平地震作用标准值：Fi=GiHiFEk(1-δn)/∑GjHj(i=1,2,3，n)∑GjHj=900×4+700×7+700×10+700×13+700×16+650×19=48150KN·mF1k=[900×4×184.88×(1-0.06)]/48150=12.99KNF2k=[700×7×184.88×(1-0.06)]/48150=17.69KNF3k=[700×10×184.88×(1-0.06)]/48150=25.27KNF4k=[700×13×184.88×(1-0.06)]/48150=32.84KNF5k=[700×16×184.88×(1-0.06)]/48150=40.42KNF6k=[650×19×184.88×(1-0.06)]/48150=44.57KN题目三：多层砌体结构选型与布置应遵循哪些原则，请逐一详细阐述。答：多层砌体房屋的合理抗震结构体系，对于提高其整体抗震能力是非常重要的，是抗震设计应考虑的关键问题。1、应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系水平地震作用是由楼板传给抗震墙的，因此从合理的地震作用传递途径来看，应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。2、纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续，同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。砖墙沿平面内对齐、贯通，能减少砖墙、楼板等受力构件的中间传力环节，使震害部位减少，震害程度减轻；同时，由于地震作用传力路线简单，中间不间断，构件受力明确，其简化的地震作用分析能较好地符合地震作用的实际。房屋的纵横墙沿竖向上下连续贯通，可使地震作用的传递路线更为直接合理。房屋纵向地震作用分至各纵轴后，其外纵墙的地震作用还要按各窗间墙的侧移刚度再分配。对于宽窄差异较大的外纵墙，就会造成窗间墙的各个击破，降低了外纵墙和房屋纵向的抗震能力。因此，要求同一轴线的窗间墙宽度宜均匀，尽量做到等宽度。对于一些建筑阳台门和窗之间留一个240mm宽的墙垛等做法不利于抗震，宜采取门连窗的做法。3、防震缝的设置规范的原则规定为：当建筑形状复杂而又不设防震缝时，应选取符合实际的结构计算模型，进行精细抗震分析，估计局部应力和变形集中及扭转影响，判别易损部位并采用加强措施；当设置防震缝时，应将建筑分成规则的结构单元。对于多层砌体房屋，当房屋有下列情况之一时宜设置防震缝：(1)房屋立面高差在6m以上；(2)房屋有错层，且楼板高差较大；(3)各部分结构刚度、质量截然不同。4、楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处由于水平地震作用为横向和纵向两个方向，所出在多层砌体房屋转角处纵横两个墙面常出现斜裂缝。不仅房屋两端的四个外墙角容易发生破坏，而且平面上的其他凸出部位的外阳角同样容易破坏。楼梯间比较空敞和顶层外墙的无支承高度为一层半，在地震中的破坏比较严重，尤其是楼梯间设置在房屋尽端或房屋转角部位时，其震害更为加剧。5、烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体墙体是多层砌体房屋承重和抗侧力的主要构件。局部削弱的墙体，不仅在削弱开裂，还将产生内力重分布。因此，规范规定，烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体；当墙体被削弱时，应对墙体采取水平配筋等加强措施，对附墙烟囱及出屋面烟囱采用竖向配筋。6、钢筋混凝土预制挑檐应加强锚固由于挑檐为一悬臂构件，在地震中较容易发生破坏。若为现浇则和屋面板一起，则抗震性能比较好，对于预制钢筋混凝土挑檐则应加强与圈梁的锚固。房屋的总高度与层数大量的震害表明，无筋的砌体房屋总高度越高和层数越多，破坏就越严重。建筑抗震规范根据震害经验的总结和对多层砌体结构抗震性能的分析研究，对多层砌体房屋采用总高度与层数双控，各类砌体房屋的总高度和总层数不应超过表1（如下）的规定。对医院、教学楼等横墙较少的房屋，总高度应比表4-1的规定相应降低3m，层数应相应减少一层。表1砌体房屋的总高度与层数限值房屋类别最小墙厚度（mm）烈度6789高度层数高度层数高度层数高度层数普通黏土砖240248217186124多孔砖240217217186124多孔砖190217186155不宜采用混凝土小砌块190217217186表2房屋抗震横墙的间距房屋类别烈度6789多层砌体现浇和装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖18181511装配式钢筋混凝土楼、屋盖1515117木楼、屋盖111174底部框架-抗震墙上部各层同多层砌体房屋—1、承重窗间墙的最小宽度窗间墙在平面内的破坏可分为三种情况：窗洞高与窗间墙宽度之比小于1.0的宽窗间墙为较小的交叉裂缝；高宽比大于1.0的较窄的窗间墙，虽然也为交叉裂缝，但裂缝的坡度较陡，重者裂缝两侧的砖砌体破裂甚至崩落；很窄的窗间墙为弯曲破坏，重者四角压碎崩落。《建筑抗震设计规范》的具体规定列于表3（见后）。2、承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离大量的震害表明，房屋尽端是震害较为集中的部位，这是由于沿房屋纵横两个方向地面运动的结果，为了防止房屋在尽端首先破坏甚至局部墙体坍落，《建筑抗震设计规范》给出了具体规定，见表3（见后）。3、非承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离考虑到非承重外墙与承重外墙在承担竖向荷载方面的差异，对非承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离较承重外墙的要求有所放宽，但一般墙垛宽度不宜小于1.0m。4、内墙阳角至门窗洞边的最小距离由于门厅或楼梯间处的纵墙或横墙中断，需要设置开间梁或进深梁，从而造成梁支承在室内拐角墙上的这些阳角部位的应力集中，梁端支承处的荷载又比较大，为了避免在这个部位发生严重破坏，除在构造上加强整体连接外，《建筑抗震设计规范》对内墙阳角至门窗洞边的最小距离给予了规定，见表4-4（见后）5、其他局部尺寸限制大量的震害表明，阳台、挑檐、雨棚等小跨度的悬挑构件的震害比较小，一般情况下这些悬挑构件的跨度又都不会过大，因此，《建筑抗震设计规范》对这