大连理工大学《工程抗震》大作业答案

大连理工大学《工程抗震》大作业学习中心：昆明五华智源培训学校学习中心姓名：邓北京学号：130014203017题目一：底部剪力法。钢筋混凝土5层框架经质量集中后计算简图如下图所示，各层高均为3m，集中于各楼层的重力荷载代表值分别为：1500kNG，2550kNG，3580kNG，4600kNG，5450kNG。结构阻尼比0.05，自振周期为10.55sT，Ⅰ1类场地类别，设计地震分组为第一组，抗震设防烈度为8度（设计基本地震加速度为0.30g）。按底部剪力法计算结构在多遇地震时的水平地震作用及地震剪力。3580kNG2550kNG1500kNG（a）计算简图4600kNG5450kNG解：（1）计算地震影响系数α1在Ⅰ1类场地、设计地震第一组时，Tg=0.25s。当设计基本地震加速度为0.30g时，αmax=0.24.当阻尼比0.05时，η2=1.0，γ=0.9。Tg=0.25s，Tg＜T1=0.55s＜5Tg。α1=rTTg1η2αmax=9.055.025.0×0.24=0.118（2）计算结构等效总重力荷载GeqGeq=βniGi1=0.85×(500+550+580+600+450)=2278KN(3)计算底部剪力FEkFEk=Geqα1=0.118×2278=268.80KN(4)计算各质点的水平地震作用Fi已知T1=0.55s＞1.4Tg=0.35s。设该结构为钢筋混凝土房屋结构，需考虑结构顶部附加集中作用。δn=0.08T1+0.07=0.114则△Fn=δnFEk=0.114×268.80=30.64KN(1-δn)FEk=238.16KNFi=GiHiFEk(1-δn)/∑GjHj∑GjHj=500x3+550x6+580x9+600x12+450x15=23970KNF5=450x15x268.80x(1-0.114)/23970KN=67.07KNF4=600x12x268.80x(1-0.114)/23970KN=71.54KNF3=580x9x268.80x(1-0.114)/23970KN=51.86KNF2=550x6x268.80x(1-0.114)/23970KN=32.79KNF1=500x3x268.80x(1-0.114)/23970KN=14.90KN（5）计算各质点的地震剪力ViV5=67.07+30.64=97.71KNV4=97.71+71.54=169.25KNV3=169.25+51.86=221.11KNV2=221.11+32.79=253.90KNV1=253.90+14.90=268.80KN题目四：什么叫鞭端效应？设计时如何考虑这种效应？答：大量震害表明，突出屋面的屋面的屋顶间（电梯机房、水箱间）、女儿墙、烟囱等附属结构往往破坏较为严重。根据理论分析，突出屋面部分的质量、刚度与下层相比越小，则端部振动越严重。这种由于顶层质量和刚度比下部小许多而使顶部振幅急剧加大的现象称为鞭端效应。针对鞭端效应影响，《抗震规范》规定，当按底部剪力发对具有突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等多层结构进行抗震计算时，宜将顶层局部突出结构的地震作用效应放大3倍（即取Fn×3）设计顶层构件。但是，应注意鞭端效应只对局部突出小建筑有影响，因此作用在小建筑上的地震作用向建筑主体传递时（或计算建筑主体的地震作用效应时），则不乘增大系数，但与该突出部分相连的构件应予计入。