底部剪力法習(xí)題

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(chǎng)地類別為場(chǎng)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。基礎(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)院查表當(dāng)II類建筑場(chǎng)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(chǎng)地類別場(chǎng)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)基本地震加速度

3、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)(sT01 . 0gTgT50 . 6max2max45. 0max2)(TTgmax12)5(2 . 0gTTsT93. 010749.016.093.040.09.0max9.011

4、TTg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)院求頂部附加地震作用因?yàn)門1=0.931.4Tg=0.56，則頂部附加水平地震作用1(0.080.01) 99790.0844 9

5、979842nEkFFTkNTg(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) 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： kNVVEkE129739

6、9793 . 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(chǎng)地，設(shè)計(jì)地震分組第二組?？紤]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。sT6 . 01河南理

7、工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院查抗震規(guī)范表，當(dāng)II類建筑場(chǎng)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(chǎng)地類別場(chǎng)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 。 16. 0maxsTg4 .

8、 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 . 16 . 04 . 09

9、. 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16. 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)院求頂部附加地震作用因?yàn)門1=0.601.4Tg=0.56，則頂部附加水平地震作用058. 001. 06 . 008. 001. 008. 011TnkNFFEknn1973394058. 011Tg(s)T11.4TgT11.4Tg

10、0.350.08T1+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5.0s5.0s的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)0.0060.012 （0

11、.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kNkNGV4502 .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。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

12、木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院 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)

13、院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院DCBA213456789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 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。樓梯間突出屋頂。除圖中注明者外，窗口尺寸為1.5m1.5m2.1m 2.1m ，門洞

14、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（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（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

15、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51jGiHiGiHi 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)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院設(shè) 計(jì) 實(shí) 例【例】 某四層混合結(jié)構(gòu)辦公樓，平面

16、、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(chǎng)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；二層頂：G2=3 600 kN； 首層頂：G1=3 950 kN試求在多遇地震作用下

17、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max0 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.