底部剪力法習(xí)題全解課堂PPT

1、河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院1例題例題3 十層框架結(jié)構(gòu)的水平地震十層框架結(jié)構(gòu)的水平地震作用計(jì)算作用計(jì)算條件：某鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房條件：某鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋，高屋，高38.4m，抗震設(shè)防烈度為，抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，度，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，場地類別為場地類別為ii類。各層的質(zhì)量和類。各層的質(zhì)量和它的抗側(cè)剛度沿房屋高度分布均它的抗側(cè)剛度沿房屋高度分布均較均勻。剖面如圖所示。每層恒較均勻。剖面如圖所示。每層恒載的標(biāo)準(zhǔn)值為載的標(biāo)準(zhǔn)值為14580kn，每層活，每層活載為載為2430kn；結(jié)構(gòu)的基本自振；結(jié)構(gòu)的基本自振周期周期 。要求：各層水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值

2、；要求：各層水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；基礎(chǔ)頂面處的地震剪力設(shè)計(jì)值?；A(chǔ)頂面處的地震剪力設(shè)計(jì)值。st93. 01河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院2查表當(dāng)ii類建筑場地，設(shè)計(jì)地震分組為第二組時(shí)，特征周期 。 stg4.0（1）求各層的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值及頂部附加水平地震作用設(shè)計(jì)地震分組設(shè)計(jì)地震分組場地類別場地類別01第一組第一組0.200.250.350.450.65第二組第二組0.250.300.400.550.75第三組第三組0.300.350.450.650.90河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院3查抗震規(guī)范表5.1.4-1（表4-10），多遇地震8度時(shí)，設(shè)計(jì)基本地震

3、加速度為0.20g時(shí)，水平地震影響系數(shù)最大值 。 16. 0maxstg4 . 0地震影響地震影響烈度烈度6789多遇地震多遇地震0.040.08（0.12）0.16（0.24）0.32罕遇地震罕遇地震0.280.50（0.72）0.90（1.20）1.4河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院4按抗震規(guī)范圖5.1.4（4-9）查得計(jì)算相應(yīng)于第一振型自振周期的地震影響系數(shù) 。 16. 0maxstg4 . 0)(st0 1 . 0gtgt50 . 6max2max45. 0max2)(ttgmax12)5(2 . 0gttst93. 010749.016.093.040.09.0max

4、9.011ttg河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院5各層的結(jié)構(gòu)重力荷載代表值 16. 0maxstg4 . 0st93. 010749. 01knggggggggg1579524305 . 014580987654321110923. 014580gkng結(jié)構(gòu)等效總重力荷載kngeq133225)50. 0243091458010(85. 0結(jié)構(gòu)的總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值kngfeqek99791332250749. 01河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院6求頂部附加地震作用因?yàn)閠1=0.931.4tg=0.56，則頂部附加水平地震作用1(0.080.01) 99790

5、.0844 9979842nekfftkntg(s)t11.4tgt11.4tg0.350.08t1+0.070.00.550.08t1-0.02各層的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 101011(1)iiiekniiiig hffg h河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院7河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院8(2) 基礎(chǔ)頂面處的地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值knfvekek9979該結(jié)構(gòu)設(shè)防烈度為8度，則其樓層最小地震剪力系數(shù) 032. 0kngjj5016)50. 0243091458010(032. 0101101jjekgv因knfvekek9979基礎(chǔ)頂面處的地震剪力設(shè)計(jì)值： knvv

6、eke1297399793 . 13 . 1類別類別6 6度度7 7度度8 8度度9 9度度扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期小于小于3.5s3.5s的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)0.0080.0160.0320.064基本周期大于基本周期大于5.0s5.0s的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)0.0060.0120.0240.040河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院9例題：屋面局部突出部分的地震作用效應(yīng)計(jì)算（41）條件：某四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)頂部有突出小屋，層高和樓層重力代表值如圖，抗震設(shè)防烈度為8度，ii類場地，設(shè)計(jì)地震分組第二組。考慮填充墻的剛度影響后，結(jié)構(gòu)自振基本期 。要求：求各樓層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。s

7、t6 . 01河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院10查抗震規(guī)范表，當(dāng)ii類建筑場地，設(shè)計(jì)地震分組為第二組時(shí)，特征周期 。 stg4 . 0（1）求各層的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值及頂部附加水平地震作用）求各層的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值及頂部附加水平地震作用設(shè)計(jì)地震分組設(shè)計(jì)地震分組場地類別場地類別01第一組第一組0.200.250.350.450.65第二組第二組0.250.300.400.550.75第三組第三組0.300.350.450.650.90河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院11查抗震規(guī)范表，多遇地震8度時(shí)，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.20g時(shí)，水平地震影響系數(shù)最大值 。

8、16. 0maxstg4 . 0地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為0.050.05）1.400.90(1.20)0.50(0.72)0.28罕遇地震罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震多遇地震 9 8 7 6地震影響地震影響烈度烈度河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院12按抗震規(guī)范圖5.1.4查得計(jì)算相應(yīng)于第一振型自振周期的地震影響系數(shù) 。 16. 0maxstg4 . 0)(st01 . 0gtgt50 . 6max2max45. 0max2)(ttgmax12)5(2 . 0gttst60. 01111. 016. 00

9、 . 16 . 04 . 09 . 0max29 . 011ttg河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院1316. 0maxstg4 . 0st60. 01111. 01結(jié)構(gòu)等效總重力荷載結(jié)構(gòu)的總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值knggieq30575)82061309330210360(85. 085. 0kngfeqek339430575111. 01河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院14求頂部附加地震作用因?yàn)閠1=0.601.4tg=0.56，則頂部附加水平地震作用058. 001. 06 . 008. 001. 008. 011tnknffeknn1973394058. 01

10、1tg(s)t11.4tgt11.4tg0.350.08t1+0.070.00.550.08t1-0.02河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院15各層的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院16該結(jié)構(gòu)設(shè)防烈度為8度，則其樓層最小地震剪力系數(shù) 032. 0故結(jié)構(gòu)任一樓層的地震剪力均大于最小值。故結(jié)構(gòu)任一樓層的地震剪力均大于最小值。類別類別6 6度度7 7度度8 8度度9 9度度扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期小于小于3.5s3.5s的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)0.0080.016（0.024）0.032 （0.048）0.064基本周期大于基本周期大于5.0

11、s5.0s的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)0.0060.012 （0.018）0.024 （0.036）0.040河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院17knkngv4502 .26820032. 05min, 5knkngvii12454 .222)6130820(032. 054min, 4knkngvii2281521)93306130820(032. 053min, 3knkngvii29855 .819)293306130820(032. 052min, 2knkngvii33941151)10360293306130820(032. 051min, 1故結(jié)構(gòu)任一樓層的地震剪力均大于最小值。

12、故結(jié)構(gòu)任一樓層的地震剪力均大于最小值。河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院18河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院19 例題例題4-1 4-1 某四層磚砌體房屋，尺寸如圖某四層磚砌體房屋，尺寸如圖4-6(a)(b)4-6(a)(b)所示。所示。結(jié)構(gòu)設(shè)防烈度為結(jié)構(gòu)設(shè)防烈度為7 7度。樓蓋及屋蓋均采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心度。樓蓋及屋蓋均采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，橫墻承重。樓梯間突出屋頂。除圖中注明者外，窗口板，橫墻承重。樓梯間突出屋頂。除圖中注明者外，窗口尺寸為尺寸為1.5m1.5m2.1m 2.1m ，門洞尺寸為，門洞尺寸為1.0m1.0m2.5m 2.5m 。試計(jì)算該。試計(jì)算

13、該樓房樓層地震剪力。樓房樓層地震剪力。河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院20dcba213456789首 層 平 面段段段4屋頂間平面5cd1-11層2層3層屋頂間4層河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院21河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院22 例題例題4-1 4-1 某四層磚砌體房屋，尺寸如圖某四層磚砌體房屋，尺寸如圖4-6(a)(b)4-6(a)(b)所示。結(jié)構(gòu)所示。結(jié)構(gòu)設(shè)防烈度為設(shè)防烈度為7 7度。樓蓋及屋蓋均采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，橫墻度。樓蓋及屋蓋均采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，橫墻承重。樓梯間突出屋頂。除圖中注明者外，窗口尺寸為承重。樓梯間突出屋

14、頂。除圖中注明者外，窗口尺寸為1.5m1.5m2.1m 2.1m ，門洞尺寸為，門洞尺寸為1.0m1.0m2.5m 2.5m 。試計(jì)算該樓房樓層地。試計(jì)算該樓房樓層地震剪力。震剪力。解（1）計(jì)算樓層重力荷載代表值恒載（樓層及墻重）取100% ，樓屋面活荷載取50% ，經(jīng)計(jì)算得： 5g屋頂層 = 四層 = 三層 = 二層 = 一層 = 4g3g2g1gkn210kn3760kn4410kn4410kn4840河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院23（2）計(jì)算結(jié)構(gòu)總的地震作用標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)防烈度7度， ，max080.kngfniieq119908.085.01 （3）計(jì)算樓層地震剪力按式（

15、4.2）、（4.3）及關(guān)于屋頂間的附加規(guī)定計(jì)算。計(jì)算過程列于表4-5 。河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院2451jgihigihi 分項(xiàng)分項(xiàng)樓層樓層gi(kn)hi(m)gihi(kn-m)fi(kn)vi(kn)屋頂間屋頂間21018.238220.02327.627.63=82.84376015.2571520.339406.5434.13441011.6511560.303363.3797.4244108.0352800.209250.61048148404.4212960.126151.01199176301687061199 樓層地震剪力計(jì)算表4-5 河南理工大學(xué)土木

16、工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院25設(shè) 計(jì) 實(shí) 例【例】 某四層混合結(jié)構(gòu)辦公樓，平面、立面如圖所示。樓蓋和屋蓋采用鋼筋混凝土預(yù)制空心板，橫墻承重。窗洞尺寸為1.5 m1.8 m，門洞尺寸為1.0 m2.5 m，走道門洞尺寸為1.0 m2.5 m，墻厚均為240 mm，窗下墻高度0.90 m。室內(nèi)外高差為0.60 m。外縱墻與橫墻交接處設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱，磚的強(qiáng)度等級(jí)為mu10，混合砂漿強(qiáng)度等級(jí)為首層、二層m7.5，三、四層為m5。設(shè)防烈度8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.20g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組、類場地。結(jié)構(gòu)阻尼比為0.05。已知四層頂：g4=2 950 k； 三層頂：g3=3 600 kn；

17、二層頂：g2=3 600 kn； 首層頂：g1=3 950 kn試求在多遇地震作用下樓層地震剪力河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院26圖圖6.9 結(jié)構(gòu)平面及剖面示意結(jié)構(gòu)平面及剖面示意河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院27解：解： 1) 1) 已知：已知： 四層頂：四層頂：g g4=2 950 kn4=2 950 kn 三層頂：三層頂：g g3=3 600 kn3=3 600 kn 二層頂：二層頂：g g2=3 600 kn2=3 600 kn 首層頂：首層頂：g g1=3 950 kn1=3 950 kn geq=0.8514100 =0.8514100=11985 kn 房屋總重力代表值房屋總重力代表值 g=2950+3600+3600+3950=14100河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院28max0 16.a=2) 計(jì)算各樓層水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值及地震剪力 計(jì)算總水平地震作用(即底部剪力)標(biāo)準(zhǔn)值：6 .19171198516. 0