第二章地震作用

河南理工大学土木工程学院2020/2/14条件：某二层钢筋混凝土框架，集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等，,层高H=4m。自振周期，第一振型、第二振型如图所示。建筑场地为II类，抗震设防烈度7度，设计基本地震分组为第二组，设计基本地震加速度为0.10g。结构的阻尼比。要求：确定多遇水平地震作用,给出地震剪力图。kNGG120021sTsT393.0,028.121618.0,000.1,618.1,000.122211211xxxx05.0ijF一、单跨两层框架结构的水平地震作用计算河南理工大学土木工程学院2020/2/141.第一振型的水平地震作用查《抗震规范》表，当II类建筑场地，设计地震分组为第二组时，特征周期。sTg4.0设计地震分组场地类别Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣ第一组0.200.250.350.450.65第二组0.250.300.400.550.75第三组0.300.350.450.650.90河南理工大学土木工程学院2020/2/14查《抗震规范》表，多遇地震7度时，设计基本地震加速度为0.10g时，水平地震影响系数最大值。08.0maxsTg4.0地震影响系数最大值（阻尼比为0.05）1.400.90(1.20)0.50(0.72)0.28罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震9876地震影响烈度河南理工大学土木工程学院2020/2/14按《抗震规范》图5.1.5查得计算相应于第一振型自振周期的地震影响系数。08.0maxsTg4.0)(sT01.0gTgT50.6max2max45.0max2)(TTgmax12)]5(2.0[gTT033.008.0028.140.09.0max9.01TTgsTsT393.0,028.121河南理工大学土木工程学院2020/2/14按《抗震规范》5.2.2-208.0maxsTg4.0033.01724.0618.112001200000.1618.112001200000.122121111niiiniiiGXGX应用《抗震规范》式(5.2.2-2)（4-96）得水平地震作用标准值kNGxF67.28120000.1724.0033.01111111kNGxF39.461200618.1724.0033.02121112kNGG120021河南理工大学土木工程学院2020/2/14第二振型的水平地震作用查《抗震规范》表5.1.4-1查得s08.0max,4.0393.01.02sTsTsg因max2则)(sT01.0gTgT50.6max2max45.0max2)(TTgmax12)]5(2.0[gTT地震影响系数最大值（阻尼比为0.05）1.400.90(1.20)0.50(0.72)0.28罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震9876地震影响烈度河南理工大学土木工程学院2020/2/14第二振型的水平地震作用s08.0maxmax2276.0618.012001200000.1618.012001200000.122122122niiiniiiGXGX应用《抗震规范》式(5.2.2-1)（4-96）得水平地震作用标准值kNF5.261200000.1276.008.021kNF37.161200)618.0(276.008.022kNGG120021河南理工大学土木工程学院2020/2/14kNF5.261200000.1276.008.021kNF37.161200)618.0(276.008.022kNGxF67.28120000.1724.0033.01111111kNGxF39.461200618.1724.0033.02121112河南理工大学土木工程学院2020/2/14绘制地震内力图因二跟柱的刚度相等，故每根柱分担一半地震力，第一振型第2层每根柱承担的剪力kNV20.23239.4612第1层每根柱承担的剪力kNV53.37239.4667.2811第二振型第2层每根柱承担的剪力kNV19.8237.1622第1层每根柱承担的剪力kNV06.525.2637.1621河南理工大学土木工程学院2020/2/14绘制地震内力图因二跟柱的刚度相等，故每根柱分担一半地震力，第一振型第2层每根柱承担的剪力kNV20.23239.4612第1层每根柱承担的剪力kNV53.37239.4667.2811第二振型第2层每根柱承担的剪力kNV19.8237.1622第1层每根柱承担的剪力kNV06.525.2637.1621河南理工大学土木工程学院2020/2/14应用《抗震规范》式（5.2.2-3）（4-98）得组合地震剪力第2层kNVVii55.24)19.8(20.232221222第1层kNVVii86.3706.553.372221211河南理工大学土木工程学院2020/2/14查《抗震规范》表5.2.5得剪力系数016.0第2层kNV2.191200016.0min2第2层每根柱的最小地震剪力kNV4.3812002016.0min1第1层第1层每根柱的最小地震剪力kNkN55.241.822.19kNkN86.372.1924.38满足要求类别6度7度8度9度扭转效应明显或基本周期小于3.5s的结构0.0080.016（0.024）0.032（0.048）0.064基本周期大于5.0s的结构0.0060.012（0.018）0.024（0.036）0.040河南理工大学土木工程学院2020/2/14第2层kNV2.191200016.0min2第2层每根柱的最小地震剪力kNV4.3812002016.0min1第1层第1层每根柱的最小地震剪力kNkN55.241.822.19kNkN86.372.1924.38满足要求河南理工大学土木工程学院2020/2/14二、两跨三层框架结构的水平地震作用计算条件：图所示三层钢筋混凝土框架结构，各部分尺寸见图，各楼层重力荷载代表值为，，，场地土为II类，设计地震分组为第二组，设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.20g，现已算得前三各振型的自振周期，振型分别如图（a），(b)，(c)所示。结构阻尼比。要求：按振型分解法求该框架结构的层间地震剪力标准值。kNG12001kNG10002kNG6503sTsTsT16.0,24.0,68.032105.0河南理工大学土木工程学院2020/2/141.第一振型的水平地震作用查《抗震规范》表，当II类建筑场地，设计地震分组为第二组时，特征周期。sTg4.0设计地震分组场地类别Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣ第一组0.200.250.350.450.65第二组0.250.300.400.550.75第三组0.300.350.450.650.90河南理工大学土木工程学院2020/2/14查《抗震规范》表，多遇地震8度时，设计基本地震加速度为0.20g时，水平地震影响系数最大值。16.0maxsTg4.0地震影响系数最大值（阻尼比为0.05）1.400.90(1.20)0.50(0.72)0.28罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震9876地震影响烈度河南理工大学土木工程学院2020/2/14按《抗震规范》图5.1.4查得计算相应于第一振型自振周期的地震影响系数。16.0maxsTg4.0)(sT01.0gTgT50.6max2max45.0max2)(TTgmax12)]5(2.0[gTT10.016.068.040.09.0max9.01TTg16.0max32河南理工大学土木工程学院2020/2/14按《抗震规范》max0.40.16gTs10.0116.0max32601.0650148.21000735.11200000.1650148.21000735.11200000.1222121111niiiniiiGXGX291.02193.03kNG12001kNG10002kNG6503河南理工大学土木工程学院2020/2/14应用《抗震规范》式(5.2.2-1)（4-96）得水平地震作用标准值kNGXF12.721200000.1601.010.01111111kNF27.1041200735.1601.010.012kNF91.83650148.2601.010.013kNGXF87.551200000.1291.016.01212221kNF47.61000139.0291.016.022kNF44.34650)138.1(291.016.023kNGXF06.371200000.1193.016.01313331kNF64.401000)316.1(193.016.032kNF45.29650467.1193.016.033河南理工大学土木工程学院2020/2/14计算地震剪力相应于前三个振型的地震作用分布图如图示河南理工大学土木工程学院2020/2/14组合地震剪力第2层第1层第3层kNVVjj36.9545.29)44.34(91.8322231233kNVVjj58.190)19.11()97.27(18.18822231222kNVVjj07.26387.2590.2730.26022231211河南理工大学土木工程学院2020/2/14查《抗震规范》表8度，得剪力系数032.0kNkNV36.958.20650032.0min3kNkNV58.1908.52)1000650(032.0min2kNkNV07.2632.91)12001000650(032.0min1类别6度7度8度9度扭转效应明显或基本周期小于3.5s的结构0.0080.016（0.024）0.032（0.048）0.064基本周期大于5.0s的结构0.0060.012（0.018）0.024（0.036）0.040河南理工大学土木工程学院2020/2/14三、两跨三层框架结构的水平地震作用计算条件：图所示三层钢筋混凝土框架结构，各部分尺寸见图，各楼层重力荷载代表值为，，，场地土为II类，设计地震分组为第二组，设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，现已算得前三各振型的自振周期，振型分别如图（a），(b)，(c)所示。结构阻尼比。要求：按振型分解法求该框架结构的层间地震剪力标准值。kNG12001kNG10002kNG6503sTsTsT16.0,24.0,68.032105.0河南理工大学土木工程学院2020/2/141.第一振型的水平地震作用查《抗震规范》表，当II类建筑场地，设计地震分组为第二组时，特征周期。sTg4.0设计地震分组场地类别Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣ第一组0.200.250.350.450.65第二组0.250.300.400.550.75第三组0.300.350.450.650.90河南理工大学土木工程学院2020/2/14查《抗震规范》表，多遇地震8度时，设计基本地震加速度