工程結構抗震設計電子教案(編輯修改稿)
2025-07-07 22:47 本頁面
【文章內容簡介】 對稱的結構，在地震作用下會發(fā)生扭轉振動。引起扭轉振動的主要原因是結構質量中心與剛度中心不重合，水平地震力的合力通過質心，結構抗力的合力通過剛心，質心和剛心的偏離使得結構除產(chǎn)生平移振動外，還圍繞剛心作扭轉振動，形成平扭耦聯(lián)振動。考慮平扭耦聯(lián)振動的多質點體系，體系自由度增至3n個，各振型的頻率間隔大為縮短，進行各振型作用效應組合時，應考慮振型間的相關性。 在高烈度區(qū)，豎向地震運動的影響明顯，應在抗震設計中加以重視。對于高聳結構、高層建筑和對豎向運 動敏感的結構物可采用建立在豎向反應譜基礎上的底部 剪力 法確定豎向地震作用；對于大跨度結構及長懸臂結構可將其重力荷載代表值放大某一比例即認為已考慮了豎向地震作用。 建筑結構抗震承載力驗算涉及地震作用的考慮、重力荷載代表值確定和結構構件截面抗震驗算。一般情況下，水平地震作用對結構起控制作用，可沿結構兩個主軸方向分別驗算；對于質量和剛度明顯不均勻、不對稱的結構應考慮水平地震作用引起的扭轉影響；高烈度區(qū)的高聳及高層結構、大跨及長懸臂結構應考慮豎向地震作用?？拐鹪O計的重力荷載代表值中，永久荷載取標準值，可變荷載取 組合值，適用于計算地震作用以及與地震作用相遇的其他重力荷載。構件截面抗震承載力驗算時，結構構件內力組合設計值采用多遇地震的作用效應和其他荷載效應組合的多系數(shù)表達式，結構構件承載力設計值應考慮承載力抗震調整系數(shù)予以調整，適當降低地震作用下結構的可靠度。 1 建筑結構的抗震變形驗算包括在多遇地震作用下的彈性變形驗算和罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算。 三、習題與思考題 什么是地震作用？如何確定結構的地震作用？ 地震系數(shù)和動力系數(shù)的物理意義是什么？通過什么途徑確定這兩個系數(shù)？ 影響地震反應譜形狀的 因素有哪些？設計用反應譜如何反映這些因素影響的？ 簡述確定結構地震作用的底部剪力法和振型分解反應譜法的基本原理和步驟？ 何謂求水平地震作用效應的平方和開方法（ SRSS），寫出其表達式，說明其基本假定和適用范圍 簡述計算地震作用的方法和適用范圍 什么叫鞭端效應？設計時如何考慮這種效應？ 什么叫結構的剛心和質心？結構的扭轉地震效應是如何產(chǎn)生的？ 哪些結構需要考慮豎向地震作用？如何計算豎向地震作用？ 什么是結構或構件恢復力特征曲線，反映了結構或構件的什么性能？ 1地震動的三要素 是什么？采用時程分析法選取地震波時如何考慮這三要素？ 1 抗震設計中如何考慮結構的地震作用？依據(jù)的原則是什么？ 1什么是承載力抗震調整系數(shù)？為什么要引入這一系數(shù)？ 1什么是樓層屈服強度系數(shù)？怎樣確定結構薄弱層或部位？ 1一單層單跨框架如圖 1 所示。假設屋蓋平面內剛度為無窮大，集中于屋蓋處的重力代表值 G＝ 1200kN,框架柱線剛度 ic＝ 104 ，框架剛度 h＝ ，跨度 l=。已知設防烈度為 8度，設計基本地震加速度 ，設計地震分組為第二組，Ⅱ類場地，結構阻尼比為 。試求該結構在多遇地震和罕遇地震時的水平地震作用。 1 求圖 2所示 體系的頻率、振型 . 已知： m1=m2=m,k1=k2=k 1 試用振型分解反應譜法計算圖 3所 示框架多遇地震時的層間剪力。 抗震設防烈度為 8度，Ⅱ類場地，設計地震分組為第二組。 1試用底部剪力法計算圖 3 所示框架多遇地震時的層間剪力。已知結構的基本周期T1= ,每層的層高均為 ,抗震設防烈度為 8度 ,Ⅱ類場地 ,設計地震分組為第二組。 5m9mic ictm 2701?tm 2702?tm 1803?MN/m2451?KMN/m1952 ?KMN/m983?K 1已知某三層框架各層的層間側移剛度 K(1)= 105kN/m； K(2)= 105kN/m；K(3)= 105kN/m；各層層高 h(1)=4m； h(2)=； h(3)=；各層的抗剪承載力Vy(1)=2500kN, Vy(2)=800kN, Vy(3)=900kN,罕遇地震作用下 各層的彈性地震剪 力Ve(1)=4200kN, Ve(2)=3800kN, Ve(3)=2021kN,試計算罕遇地震時該框架結構的薄弱層位置，并驗算其層間彈塑性位移。 四、考核目標與要求 識記：地震作用、地震系數(shù)、動力系數(shù)、水平地震影響系數(shù)、反應譜、振型、鞭端效 應、質心、剛心、重力荷載代表值、樓層屈服強度系數(shù)、承載力調整系數(shù) 領會：地震作用的計算方法和適用范圍；振型分解反應譜法的計算步驟；底部剪力法的計算步驟，如何考慮高振型的影響；地震動的三要素；豎向地震作用的計算 應用： 單質點體系地震作用的計算 采用振型分解反應譜法和底部剪力法進行 多 質點體系地震作用的計算 第四章 多層及高層鋼筋混凝土房屋抗震設計 一、 學習目的與要求 了解多層及高層鋼筋混凝土結構房屋震害現(xiàn)象并能分析其原因。 掌握和深刻理解多層及高層鋼筋混凝土結構抗震概念設計的基本要求與一般規(guī)定。 掌握多層及高層鋼筋混凝土結構抗震性能的特點。 熟練掌握鋼筋混凝土框架結構房屋抗震設計的內容與方法步驟。 掌握框架結構和框架 — 抗震墻結構房屋的抗震設計方法。 掌握和深刻理解多層及高層鋼筋混凝土結構抗震性能的主要抗震構造措施，并深刻理解其意義。 二 、 課程內容與知識點 鋼筋混凝土 結構 因結
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