建筑结构抗震设计复习计算题

★已知某建筑场地的地质钻探资料如下表所示，试确定该建筑场地的类别。(1)确定土层计算深度地面下22m以下土层剪切波速vs=520m/s＞500m/s，故场地覆盖层厚度dov=22.0m＞20m，土层计算深度d0=20m。(2)计算等效剪切波速(3)确定场地类别场地覆盖层厚度dov=22.0m5mII类场地★例题：试用振型分解反应谱法计算三层框架多遇地震时的层间地震剪力。已知抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组为第二组，II类场地，阻尼比ζ=0.05。集中于各楼层的重力荷载代表值分别为：G1=2646kN，G2=2646kN，G3=1764kN。结构体系的前3个自振周期为：T1=0.467s，T2=0.208s，T3＝0.134s。结构体系的前3阶振型为：解：(1)计算各振型的地震影响系数αj水平地震影响系数最大值：多遇地震，设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.20g，得到αmax=0.16。特征周期：II类场地，设计地震分组为第二组，Tg=0.40s。阻尼比ζ=0.05：η1=0.02，η2=1.0，γ＝0.9。第一振型：Tg＜T1＜5Tg第二振型：0.1s＜T2＜Tg第三振型：0.1s＜T2＜Tg(2)计算各振型的振型参与系数12.58.09.50.073220280350niisidtsv0se20274.70.073dmsvtse250274.7500msmsmsv10.3340.6671.000X20.6670.6661.000X34.0193.0351.000XG1G2G30.91max20.401.00.160.1390.467gTT2max0.163max0.16第一阵型:第二阵型第三阵型(3)计算各振型各楼层的水平地震作用第一阵型第二阵型第三阵型(4)计算各振型的层间剪力楼层的层间剪力可以看作是要求的地震作用效应，根据隔离体平衡条件，所求层的层间剪力即为该层以上各地震作用之和。第一阵型第二阵型第三阵型311132222110.33426460.66726461.00017641.3632646264617640.3340.6671.000iiiiiiGXGX321232222210.6672646(0.666)26461.00017640.428264626461764(0.667)(0.666)1.000iiiiiiGXGX331332222314.0192646(3.035)26461.00017640.063264626461764(3.035)4.0191.000iiiiiiGXGX1111iiiGFX110.1391.3630.3342646167.4kNF120.1391.3630.6672646334.4kNF130.1391.3631.0001764334.2kNF2222iiiGFX210.16(0.428)(0.667)2646120.9kNF220.16(0.428)(0.666)2646120.7kNF230.16(0.428)1.0001764120.8kNF3333iiiGFX310.160.0634.0192646107.2kNF320.160.063(3.035)264680.9kNF330.160.0631.000176417.8kNF11nkikiVF11167.4334.4334.2836.0kNV12334.4334.2668.6kNV13334.2kNV22nkikiVF21120.9120.7120.8120.8kNV22120.7120.80.1kNV23120.8kNV33nkikiVF31107.280.917.844.1kNV(5)计算水平地震作用效应—各层层间剪力第一阵型地震剪力第二阵型地震剪力第三阵型地震剪力(6)错误做法◆例题：试用底部剪力法计算三层框架多遇地震时的层间地震剪力。已知抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组为第二组，II类场地，阻尼比ζ=0.05。集中于各楼层的重力荷载代表值分别为：G1=2646kN，G2=2646kN，G3=1764kN。结构基本自振周期为T1=0.467s。层高均为3.5m。解：(1)计算水平地震影响系数α1水平地震影响系数最大值：多遇地震，设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.20g，得到αmax=0.16。特征周期：II类场地，设计地震分组为第二组，Tg=0.40s阻尼比ζ=0.05：η1=0.02，η2=1.0，γ＝0.931107.280.917.844.1kNV3280.917.863.1kNV3317.8kNV334.2kN668.6kN836.0kN－120.8kN－0.1kN120.8kN17.8kN－63.1kN44.1kN2222221112131845.8kN836.0120.844.1VVVV2222222122232671.6kN(0.1)(63.1)668.6VVVV2222223132333355.8kN(120.8)334.217.8VVVV2222221112131232.7kN167.4120.9107.2FFFF2222222122232364.6kN(80.9)334.4120.7FFFF2222223132333355.8kN(120.8)334.217.8FFFF1231232.7364.6355.8953.1kNVFFF232364.6355.8720.4kNVFF33355.8kNVFG1G2G3Tg＜T1＜5Tg0.91max20.401.00.160.1390.467gTT(2)计算结构等效总重力荷载代表值(3)计算结构总水平地震作用标准值(4)计算各层的水平地震作用标准值(5)计算各层层间剪力★某框架梁截面尺寸b×h=250mm×550mm，h0=515mm，抗震等级为二级。梁左右两端截面考虑地震作用组合的最不利弯矩设计值：(1)顺时针方向(2)逆时针方向梁净跨ln=7.0m，重力荷载代表值产生的梁端截面剪力设计值VGb=135.2kN，采用C30混凝土，纵向受力钢筋采用HRB335级，箍筋采用HPB235级，试确定梁端截面组合的剪力设计值。解：抗震等级为二级，取ηvb=1.2，VGb=135.2kN，ln=7.0m★某高层框架结构，抗震等级为一级，框架梁截面尺寸b×h=250mm×600mm，采用C30级混凝土，纵筋采用HRB335级，箍筋采用HPB235级，已知梁的两端截面配筋均为：梁顶4Φ22，梁底3Φ22，梁净跨ln=5.6m，VGb=100.8kN，h0=565mm，，试确定该框架梁的梁端剪力设计值。解：顺时针方向10.850.85(264626461764)5997.6kNneqiiGG10.1395997.6833.7kNEkeqGF10.467s1.41.40.40.56sgTT1113126463.5833.7166.7kN26463.526467.0174610.5EkjjjGHFFGH2223126467.0833.7333.5kN26463.526467.0174610.5EkjjjGHFFGH33331176410.5833.7333.5kN26463.526467.0174610.5EkjjjGHFFGH1231166.7333.5333.5833.7kNVFFF232333.5333.5667.0kNVFF33333.5kNVF420lbkNmM175rbkNmM210lbkNmM360rbkNmM5951.2135.2237.27.0lrbbbGbvbnMMkNVVl0113351140(56535)269.90.75labuassykREkNmfhaMA0113351520(56535)359.80.75rabuassykREkNmfhaMA269.9359.8629.7lrbuabuakNmMM35ssmmaa★某钢筋混凝土框架结构，抗震等级为二级，首层柱上端某节点处各构件弯矩值如下：节点上柱下端，节点下柱上端；节点左梁右端(左地震时)，(右地震时)；节点右梁左端(左地震时)，(右地震时)。试确定该节点下柱上端截面的弯矩设计值。(“+”表示逆时针方向，“－”表示顺时针方向)解左震：右震：442360802lrbbbkNmMMM两者取其大：节点下柱上端截面的弯矩设计值：★某高50m，三跨十二层的钢筋混凝土框架结构，顶层左边跨的跨度为6.0m，梁上永久荷载标准值为35kN/m。可变荷载标准值为8kN/m，经计算梁左边跨的内力标准值如表所示，由水平地震作用产生的梁端弯矩标准值。梁端弯矩调幅系数为0.85。试求地震效应组合时，左边跨梁的梁端弯矩设计值。解：(1)确定梁左、右端弯矩设计值：调幅前左端弯矩标准值调幅前右端弯矩标准值梁端负弯矩调幅系数为0.85，调幅后的梁端弯矩标准值为：调幅后左端弯矩标准值调幅后右端弯矩标准值在地震作用效应组合时，梁端弯矩设计值为：629.71.11.1100.8224.495.6lrbuabuabGbnMMkNVVl708uckNmM708dckNmM882lbkNmM442lbkNmM338rbkNmM360rbkNmM8823881270lrbbbkNmMMM1270bkNmM1.512701905cbckNmMM7081905952.5708708dckNmM50kNm70kNm16kNm28kNm500.5(16)58lkkNmM700.5(28)84rkkNmM840.8571.4rkkNmM580.8549.3lkkNmM1.2(71.4)1.3(46)145.48rbkNmM1.2(49.3)1.3(46)118.96lbkNmM