大工春《工程抗震》大作业答案.doc

大连理工大学《工程抗震》大作业学习中心： 奥鹏福州直属学习中心 姓 名： 学 号： 题目一：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： ， ，150kNG250k， ， 结构阻尼比 ，自振周期为380kNG460k54k.，Ⅰ 1类场地类别，设计地震分组为第一组，抗震设防烈度为 8 度1.5sT（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2150k（ a ） 计算简图4650k解：地震影响系数最大值（阻尼比为 0.05）烈度地震影响6 7 8 9多遇地震 0.04 0.08（0.12） 0.16（0.24） 0.32罕遇地震 —— 0.50（0.72） 0.90（1.20） 1.40地震特征周期分期的特征周期值（s）场地类别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ第一组 0.25 0.35 0.45 0.65第二组 0.30 0.40 0.55 0.75第三组 0.35 0.45 0.65 0.90抗震设防烈度 8 度，多遇地震下，查表得： ＝ 0.16𝛼𝑚𝑎𝑥Ⅰ类场地，地震分组第一组，查表得 ＜ ＜𝑇𝑔𝑇1 5𝑇𝑔＝（ ） rξ ＝（ ） 0.9×0.16＝（ ） 0.9×0.16＝0.078𝛼1𝑇𝑔𝑇 𝛼𝑚𝑎𝑥𝑇𝑔𝑇1 0.250.55= ＝ 0.078×0.85×∑ ＝0.078×0.85×（ + + + + ）𝐹𝛽𝑘𝛼1𝐺𝑒𝑞 𝐺𝑖 𝐺1𝐺2𝐺3𝐺4𝐺5＝0.0663×2680＝177.68KN顶部附加水平地震作用＞1.4×0.25＝0.35s𝑇1=0.08 +0.01=0.08×0.55+0.01=0.054𝛿𝑛 𝑇1= =0.054×177.68=9.59KN∆𝐹𝑛𝛿𝑛𝐹𝐸𝐾层高均为 3m，∑ =3×500＋6×550 ＋9×580＋12×600＋15×450＝23970𝐻𝑘𝐺𝑘各层水平地震作用 ＝ 𝐹𝑖𝐻𝑖𝐺𝑖𝑛∑𝑘=𝑖𝑁𝑘𝐺𝑘𝐹𝐸𝐾(1‒ 𝑛)＝ ×177.68×（1－0.054）＝10.52𝐹13×50023970＝ ×177.68×（1－0.054）＝23.14𝐹26×55023970＝ ×177.68×（1－0.054）＝36.61𝐹39×58023970＝ ×177.68×（1－0.054）＝50.49𝐹412×60023970＝ ×177.68×（1－0.054）＝47.33𝐹515×45023970各层水平地震剪力 ＝𝑉𝑖𝑛∑𝑘=𝑖𝐹𝑘＋ 𝐷𝐹𝑛＝ ＋9.59 ＝10.52＋9.59 ＝20.11𝑉𝑖 𝐹1＝ ＋ ＋ 9.59＝10.52 ＋23.14＋9.59＝43.25𝑉2 𝐹1 𝐹2＝ ＋ ＋ ＋9.59＝ 10.52＋23.14＋36.61＋ 9.59＝79.86𝑉3 𝐹1 𝐹2 𝐹3＝ ＋ ＋ ＋ ＋9.59＝10.52＋23.14＋36.61＋50.49＋9.59＝130.35𝑉4 𝐹1 𝐹2 𝐹3 𝐹4＝ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋9.59＝10.52＋23.14＋ 36.61＋50.49＋47.33＋9.5𝑉5 𝐹1 𝐹2 𝐹3 𝐹4 𝐹59＝177.68题目四：什么叫鞭端效应？设计时如何考虑这种效应？答：1、鞭端效应又叫鞭梢效应，是指高层建筑物末端形状和刚度发生变化时，端部产生的力和变形突然增大，远远大于其按重力分配到得地震荷载，是高层建筑结构抗震设计考虑的重要方面。

地震作用下突出建筑物屋面的附属小建筑物，如电梯间、女儿墙、附墙烟囱等由于重量和刚度突然变小，高振型影响较大，震害较为严重，即称为鞭端效应只有在靠近顶端处建筑物体形发生很大变化（一般是收缩） ，才会像鞭子那样形成一个鞭梢，进而产生鞭梢效应2、高层在设计立面是要求上下一致，变化不要太大1） 、在高层框架结构中，突出物顶点位移和主体顶部位移的比值随着突出物质量的增大而减小，即鞭梢效应会随着突出物质最的增大而减弱因此，在一定范围内，可以通过增大突出物的质量来减小鞭梢效应的影响2） 、在高层框架结构中，突出物的 k/m（突出物刚度突出物/质量）值影响着突出物鞭梢效应的强弱当突出物的自振频率和主体频率相等增或接近时，突出物的鞭梢效应最为明显由此，通过适当调整结构的刚度或质量分布可使突出物的频率与整体结构的频率差值增大，可减少鞭梢效应的影响3） 、在高层框剪结构中，λ（框剪结构的刚度特征值）小于某一值时，位移比值随着 λ 的增大而大幅度减小，且鞭梢效应较明显；λ 大于某一值时，位移比值也会随着 λ 的增大而减小，但趋势较为平缓，鞭梢效应的强度有所减弱；在一定范围内，可以通过调节框架和剪力墙的刚度比值来减小鞭梢效应的影响，建议将 λ 控制在 1~4 内。