扬州大学建筑科学与工程学院(2)

2019-03-03 22:21

?Tg? ?= ??η??T1?12?max0.35??=???0.653?60.9×1.0×0.24=0.137

振型参与系数为:

?故

1=

?mX?mXi?1ii?1nin1i=

21i2?10?0.519?2?10?0.840?1.5?10?1.00062626662?10?0.519?2?10?0.840?1.5?10?12=1.223

FFF11=0.137×1.223×0.519×2000×9.8=1704Kn =0.137×1.223×0.840×2000×9.8=2759Kn =0.137×1.223×1.000×1500×9.8=2463Kn

1213相应于第二振型的质点水平地震作用为:…………………………………………

F=??XG=??Xmg2i222i2222i2

∵ 0.1S<T2=0.234S<Tg=0.35S ∴

??2=

η?max=1.0×0.24=0.24

2振型参与系数为:

2=

?mX?mXi?1ii?1nin2i=0.297

22i故

FFF21=0.24×0.297×0.980×2000×9.8=1369Kn =0.24×0.297×0.306×2000×9.8=428Kn =0.24×0.297×(-1.000)×1500×9.8=-1048Kn

2223相应于第三振型的质点水平地震作用为:…………………………………………

F=??XG=??Xmg3i333i3333i3

∵ 0.1S<T3=0.158S<Tg=0.35S ∴

?3=

η?max=1.0×0.24=0.24

2振型参与系数为:

第 6 页 共 10 页

?故

3=

?mX?mXi?1ii?1nin3i=0.072

23iFFF31=0.24×0.072×1.470×2000×9.8=498Kn =0.24×0.072×(-1.780)×2000×9.8=-603Kn =0.24×0.072×1.000×1500×9.8=254Kn

3233(3)层间地震剪力为:…………………………………………………………………

V1=

6926?749?(?95)=6967Kn

222VV

=2=352222?(?602)?(?349)=5270Kn ?(?1048)?254=2689Kn

2222246322.用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时各层的层间地震剪力。

解:(1)结构总水平地震作用:

?1=0.137……………………………………………………………………………

Geg=0.85

?mgi?1iegn=0.85×(2000+2000+1500)×9.8=45815Kn………………

FEK=

?G1in=0.137×45815=6276.66Kn………………………………………

(2)各质点的水平地震作用:

GHF

?GH=i

ii?1i×

iFEK(1-

?n)

∵ T1=0.653S>1.4Tg=1.4×0.35=0.49S……………………………………

?n=0.08T1+0.01=0.08×0.653+0.01=0.0622………………………………

顶点附加地震作用为:△

F=?FnnEK0.0622×6276.66=390.4kN

F1=

2000?9.8?4×6276.66×(1-0.0622)

2000?9.8?4?2000?9.8?8?1500?9.8?12=1121kN…………………………………………………………………

第 7 页 共 10 页

FF2=2422 kN…………………………………………………………………… =2523 kN……………………………………………………………………

3(3)层间地震剪力为:………………………………………………………………

V1=2523+390.4=2913.4 Kn =2913.4+2242=5155.4 Kn =5155.4 +1121=6276.4 Kn

VV

233.某二层框架结构如图,集中于楼盖处的重力荷载代表值分别为G1=600KN,G2=500KN,梁的刚度EI=∞,结构振动圆频率ω1=17.54s,

?1x22=-1/1.71,场地12ω1=40.32s。第一主振型x=1/0.488,第二主振型x21x11?1为I类,抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.2g,设计分组为第一组,场地特征周期Tg=0.25s,αmax=0.16,结构的阻尼比ζ=0.05,试用振型分解反应谱法计算该框架的层间地震剪力。

顶点附加地震作用系数 Tg(s) ≤0.35 解:(1)结构的主振型及自振周期:

<0.35~0.55 >0.55 T1>Tg 0.08T1+0.07 0.08T1+0.01 0.08T1-0.02 0.0 T1≤Tg ??X12???1.000???X22????1.000???=??=??,??

0.4881.710?????X11????X21???第 8 页 共 10 页

T1=

2??=

12?3.14=0.358S

17.54 T2=0.156S………………………………………………………………………………

(2)水平地震作用:

相应于第一振型的质点水平地震作用为:…………………………………………

F=??XG=??Xmg1i111i1111i1

由图3.9、表3.2、表3.3及式(3.43),可算得地震影响系数为:

?= 1?Tg???η??T1?2?=max?0.25????0.358?0.9×1.0×0.16=0.1158

振型参与系数为:

?故

1=

?mX?mXi?1ii?1nin1i=

21i600?0.488?500?1600?0.488?500?122=1.23

FF11=0.1158×1.23×0.488×600=41.7Kn =0.1158×1.23×1×500=71.2Kn

12相应于第二振型的质点水平地震作用为:…………………………………………

F=??XG=??Xmg2i222i2222i2

∵ 0.1S<T2=0.156S<Tg=0.25S ∴

??2=

η?max=1.0×0.16=0.16

2振型参与系数为:

2=

?mX?mXi?1ii?1nin2i=0.233

22i故

FF21=0.16×0.233×1.71×600=38.2Kn =0.16×0.233×(-1)×500=-18.6Kn

22(3)层间地震剪力为:…………………………………………………………………

第 9 页 共 10 页

V=1=2110.72?19.2=112.4Kn

22V

71.22?(?18.6)=73.6Kn

4.用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时各层的层间地震剪力。

解:1、)结构总水平地震作用:

?1=0.158…………………………………………………………………………

Geg=0.85

?mgi?1iegn=0.85×(600+500)=935Kn……………………………

FEK=

?G1in=0.158×935=108.3Kn………………………………………

2、)各质点的水平地震作用:

GHF

?GH=i

ii?1i×

iFEK(1-

?n)

∵ T1=0.358S>1.4Tg=1.4×0.25=0.35S……………………………………

?n=0.08T1+0.07=0.08×0.358+0.07=0.0986………………………………

顶点附加地震作用为:△

F=?FnnEK=0.0986×108.3=10.68kN

F

1=

600?4×108.3×(1-0.0986)

600?4?500?8=36.6kN……………………………………………………………………

F2=61.02 kN……………………………………………………………………

3、)层间地震剪力为:………………………………………………………………

VV2=61.02+10.68=71.7 kN =71.7+36.6=108.3 kN

1

第 10 页 共 10 页


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