结构动力学课程设计(共7页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上华中科技大学土木工程与力学学院结构动力学采用振型叠加法求地震作用下框架结构内力姓 名： 学 号： 班 级： 二O一五年四月二十一设计任务与目的1、学习振型叠加法，并利用SRSS法求解多层框架结构的弯矩和剪力，并绘制内力图；2、 通过设计的实践及其前后的准备与总结，复习、巩固和领会课堂上学习的知识，并结合新颁布建筑抗震设计规范（GB50011-2010）和混凝土结构设计规范（GB50010-2010）；二设计资料与数据某两层钢筋混凝土框架（图1），集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值为G1=1350KN，G2=1150KN（图2），柱截面尺寸为bh=400400（mmmm

2、），梁刚度EI=，层高H=3.9m,混凝土强度为C40，裂度等级7，场地类别为、第二组，地震加速度为0.15g，EC=3.25104N/mm2。 图1 两层框架结构 图2 集中质量模型三设计计算过程1.基本数据计算各层刚度计算：I=bh3/12=4004003/12=2.13109mm4k1=k2=k=24EI/H3=243.251042.13109/39003=2.8104N/mm柔度系数计算：11=1/k=3.5710-8m/N11=12=21=3.5710-8m/N22=1/k+1/k=7.1410-8m/N质量：m1=G1/g=1350103/9.8=1.38105kgm2=G2/g=

3、1150103/9.8=1.17105kg2.求频率和振型11m1+22m2=3.5710-8m/N1.38105kg+7.1410-8m/N1.17105kg=1.3310-2(1122-1221)m1m2=(3.5710-8m/N7.1410-8m/N-3.5710-8m/N3.5710-8m/N)1.38105kg1.17105kg=2.0610-5=(11m1+22m2)/2=(1.3310-29.7210-3)/2=0.0115故频率为1=1/1=9.3250rad/s2=1/2=23.6360rad/s振型为Y11/Y21=-m212/(m111-1/12)=-1.171053.5

4、710-8/（1.381053.5710-8-1/9.32502)=0.6354/1Y12/Y22=-m212/(m111-1/22)=-1.171053.5710-8/（1.381053.5710-8-1/23.63602)=-1.3317/13.求振型参与系数1=miYi1/mi(Yi1)2=(1.381050.6354+1.171051)/(1.381050.63542+1.1710512)=1.18512=miYi2/mi(Yi2)2=1.38105(-1.3317)+1.171051/1.38105(-1.3317)2+1.1710512=-0.18464.求自振周期T1=2/1=2

5、/9.3250=0.6738sT2=2/2=2/23.6360=0.2658s场地类别为、第二组，查表得特征周期Tg=0.4s；5.求水平地震影响系数根据地震裂度为7度，地震加速度为0.15g，查表得水平地震影响系数最大值max=0.12 （多遇地震）其中1=0.02；2=1；=0.9由TgT15Tg,1=(Tg/T1)2max=(0.4/0.6738)0.910.12=0.075由0.1sT2Tg,1=2max=0.126.求地震作用由Fij=jjYijGi，得前两阶水平地震作用：F11=11Y11G1=0.0751.18510.63541350=76.24KNF12=22Y12G1=0.12(-0.1846)(-1.3317)1350=39.82KNF21=11Y21G2=0.0751.185111150=102.21KNF22=22Y22G2=0.12(-0.1846)11150=-25.47KN7.画内力图在图中(a),(b）两组作用下，分别作出每组地震作用下结构所对应的剪力图和弯矩图，由于跨度对研究问题影响不大，不妨设跨度为6m，那么内力图如下：其中Va图为第一组地震作用下的剪力图Ma图为第一组地震作用下的弯矩图Vb图为第二组地震作用下的剪力图Mb图为第二组地震作用下的弯矩图 Va Vb专心-专注-专业