大连理工大学(工程抗震)大作业

大连理工大学《工程抗震》大作业题目1：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：查《建筑设计抗震规范》表5.1.4-1.2知，8度多遇地震，αmax=0.16设计地震分组为第一组，Ι类场地，取Tg=0.25sTg=0.25＜T1=0.55s＜5Tg=1.25sα1=（Tg/T1）rη2αmax=（0.25/0.55）0.9×1.0×0.16=0.079≈0.08查《建筑设计抗震规范》表5.2.1知，T1=0.55s＞1.4Tg=1.4×0.25=0.35s取δn=0.08T1+0.07=0.08×0.55+0.07=0.11总水平地震作用标准值：FEK=α1Geq=0.08×（500+550+580+600+450）×85%=182.2KN各楼层水平地震作用标准值：Fi=GiHiFEK(1-δn)/∑GjHj(i=1,2,3„n)∑GjHj=500×3+550×6+580×9+600×12+450×15=23970KN·mF1=[500×3×182.2×(1-0.11)]/23970=10.15KNF2=[550×6×182.2×(1-0.11)]/23970=22.32KNF3=[580×9×182.2×(1-0.11)]/23970=35.31KNF4=[600×12×182.2×(1-0.11)]/23970=48.71KNF5=[450×15×182.2×(1-0.11)]/23970=45.66KN计算各楼层的层间地震剪力V1=F1+F2+F3+F4+F5=10.15+22.32+35.31+48.71+45.66=162.15KNV2=F2+F3+F4+F5=22.32+35.31+48.71+45.66=152KNV3=F3+F4+F5=35.31+48.71+45.66=129.68KNV4=F4+F5=48.71+45.66=94.37KNV5=F5=45.66KN题目3：怎样判断土的液化？如何确定土的液化严重程度，并简述抗液化措施。答：饱和松散的砂土或粉土（不含黄土），地震时易发生液化现象，使地基承载力丧失或减弱，甚至喷水冒砂，这种现象一般称为砂土液化或地基土液化。其产生的机理为：地下水位以下的饱和砂土和粉土颗粒在地震作用下，土颗粒之间有变密的趋势。因空隙水不能及时排出，土颗粒就处于悬浮状态，形成如同液体一样的现象，即所谓的土的液化现象。地基土液化判别过程可以分为初步判断和标准贯入试验判别两大步骤。下面分别予以介绍。1、初步判断饱和的砂土或粉土（不含黄土）当符合下列条件之一时，可初步判别为不液化或不考虑液化影响：（1）地质年代为第四纪晚更新世（Q3）及其以前时且处于烈度7度或者8度地区时可判为不液化土。（2）粉土的粘粒（粒径0.005mm）含量百分率当烈度为7度时大于10％、当烈度为8度时大于13％、当烈度为9度时大于16％，可判为不液化土。（3）浅埋天然地基，当地下水位深度和覆盖非液化土层厚度满足下式之一时，可不考虑液化影响。03wbddd02ubddd01.524.5uwbdddd式中：wd——地下水位深度（m），按建筑设计基准期内年平均最高水位采用，也可以按照近期内年最高水位采用bd——基础埋置深度（m），小于2m时应采用2m；0d——液化土特征深度，按规定采用；ud——上覆非液化土层厚度（m），计算时应注意将淤泥和淤泥质土层扣除。2、标准贯入试验当上述所有的条件均不能满足时，地基土存在液化可能。此时，应采用标准贯入实验进一步判别其是否液化。标准贯入试验设备由穿心锤（标准重量63.5kg）、触探杆、贯入器等组成。试验时，先用钻具钻至试验土层标高以上15cm，再将标准贯入器打至试验土层标高位置，然后，在锤的落距为76cm的条件下，连续打入土层30cm，记录所得锤击数为N63.5。根据测得的N63.5数据，对照相应规范进行液化土判别。根据液化指数lEI的大小，可将液化地基划分为三个等级，01版规范给出了判别深度为20m和15m两种情况，新规范只给出了判别深度为20m的情况。液化等级与液化指数的对应关系见下表。液化等级与液化指数的对应关系液化等级轻微中等严重判别深度为15m时的液化指数05lEI515lEI15lEI判别深度为20m时的液化指数06lEI518lEI18lEI液化地基的处理措施根据液化指数和建筑物的类别，对地基进行不同程度的处理。1、全部消除地基液化沉陷：采用桩基础、深基础、土层加密法或挖除区别液化土层。2、部分消除地基液化沉陷：处理后的液化指数减小。3、基础和上部结构处理：选择基础埋深，调整基底面积，减少偏心；加强基础的整体性和刚度；增强上部结构整体刚度、均匀对称，合理设置沉降缝；管道穿过处采用柔性接头；4、不处理。