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1、结构工程抗震与防灾第三章作业1. 钢筋混凝土结构单自由度体系,结构自振周期,质点重量,位于设防烈度8度的II类场地上,该地区的设计基本地震加速度为0.3g,设计地震分组为第一组。试计算该结构在多遇地震时的水平地震作用。2. 钢筋混凝土结构单自由度体系,结构自振周期,质点重量,位于设防烈度8度的IV类场地上,设计地震分组为第二组。试计算该结构在多遇地震时的水平地震作用。3. 钢筋混凝土框架结构如图1所示。横梁刚度假定为无穷大,混凝土强度等级为C25(弹性模量)。一层柱截面尺寸为,二、三层柱截面尺寸为。三个质点的集中质量分别为:,。试用能量法计算结构的自振周期。 图1 (第3题图) 图2 (第4题
2、图)4. 三层钢筋混凝土框架结构如图2所示。横梁刚度假定为无穷大,位于设防烈度8度的II类场地上,该地区的设计基本地震加速度为0.3g,设计地震分组为第一组。结构各层的层间侧移刚度分别为,。各质点的质量分别为:,。结构的自振频率分别为,。结构的各阶振型分别为:,。1) 试用振型分解反应谱法计算结构在多遇地震时各层的层间地震剪力。2) 试用底部剪力法计算结构在多遇地震时各层的层间地震剪力。5. 某钢筋混凝土高层建筑共10层,层高均为4m,总高40m,质量和侧向刚度沿高度分布比较均匀,属于规则建筑。建筑位于9度区,场地类别为II类,设计地震分组为第二组。已知屋面、楼面恒载标准值为14850kN,屋
3、面、楼面活载标准值为2430kN,结构的基本自振周期为1.0s。试求该结构总竖向地震作用标准值以及每层的地震作用标准值。第三章作业还包括教材P9293,计算题:1,3,4题。第2题是课上的例题不用做了。第三章习题答案1 解: 已知8度区(0.3g), 类场地,第一组, 2 解: 已知8度区(0.2g) 类场地,第二组, 3 解: C25混凝土弹性模量 柱抗侧刚度的计算公式 一层单根柱抗侧刚度 二、三层单根柱抗侧刚度 一层抗侧刚度 二、三层抗侧刚度 结构在重力荷载水平作用下的层间相对位移为: 各层绝对位移 基本自振周期: 4 解: 振型分解反应谱法 , 8度区(0.3g) 类场地,第一组, 组合
4、剪力:底部剪力法:,5 解: 9度区(0.4g) 19层,每层重力荷载代表值10层重力荷载代表值 一层 二层 三层 四层 五层六层七层八层九层十层第二章第五题5、解:(1)确定覆盖层厚度因为地表下20.7m以下的土层的,故。(2)计算等效剪切波速,查表,位于140250m/s之间,且503m,故属于类场地。第三章课后题1 解:可求各层层间刚度为:得:,相应的周期分别为: ,第一振型: 第二振型: 2 解:由 得 查表得:, , , 由得第一振型各质点水平地震作用为: 得第二振型各质点水平地震作用为: 得第三振型各质点水平地震作用为: 则由各振型水平地震作用产生的底部剪力为: 通过振型组合求结构的最大底部剪力为: 由各振型水平地震作用产生的结构顶点位移为: 通过振型组合求结构的最大顶点位移 3 解: 查表得:, 则底部剪力为: 已知: 则: 又已知 则作用在结构各层上的水平地震作用为: 则各层剪力为 4 解:各楼层的重力荷载为: ,将各楼层的重力荷载当作水平力产生的楼层剪力为: 水平位移为 能量法计算结果:基本周期为:顶点位移法计算结果:由上得结构基本周期为:12