振型分解反应谱法习题.ppt

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1、河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院条件：某二层钢筋混凝土框架，集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等， ,层高H=4m。自振周期 ， 第一振型、第二振型如图所示。 建筑场地为II类，抗震设防烈度7度，设计基本地震分组为第二组，设计基本地震加速度为0.10g。结构的阻尼比 。要求：确定多遇水平地震作用 ,给出地震剪力图。kNGG120021sTsT393. 0,028. 121618. 0,000. 1,618. 1,000. 122211211xxxx05. 0ijF一、单跨两层框架结构的水平地震作用计算一、单跨两层框架结构的水平地震作用计算河南理工大学土木工程学院河南理工大学土

2、木工程学院1. 第一振型的水平地震作用查抗震规范表，当II类建筑场地，设计地震分组为第二组时，特征周期 。 sTg4 . 0设计地震分组设计地震分组场地类别场地类别01第一组第一组0.200.250.350.450.65第二组第二组0.250.300.400.550.75第三组第三组0.300.350.450.650.90河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院查抗震规范表，多遇地震7度时，设计基本地震加速度为0.10g时，水平地震影响系数最大值 。 08. 0maxsTg4 . 0地震影响系数最大值（阻尼比为地震影响系数最大值（阻尼比为0.050.05）1.400.90(1.20)0

3、.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地震影响地震影响烈度烈度河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院按抗震规范图5.1.5查得计算相应于第一振型自振周期的地震影响系数 。 08. 0maxsTg4 . 0)(sT0 1 . 0gTgT50 . 6max2max45. 0max2)(TTgmax12)5(2 . 0gTT033. 008. 0028. 140. 09 . 0max9 . 01TTgsTsT393. 0,028. 121河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院按抗震规范5.

4、2.2-208. 0maxsTg4 . 0033. 01724. 0618. 112001200000. 1618. 112001200000. 122121111niiiniiiGXGX应用抗震规范式(5.2.2-2)（4-96）得水平地震作用标准值 kNGxF67.28120000. 1724. 0033. 01111111kNGxF39.461200618. 1724. 0033. 02121112kNGG120021河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院第二振型的水平地震作用第二振型的水平地震作用查查抗震规范抗震规范表表5.1.4-15.1.4-1查得查得s08. 0max,

5、4 . 0393. 01 . 02sTsTsg因max2则)(sT0 1 . 0gTgT50 . 6max2max45. 0max2)(TTgmax12)5(2 . 0gTT地震影响系数最大值（阻尼比为地震影响系数最大值（阻尼比为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地震影响地震影响烈度烈度河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院第二振型的水平地震作用s08. 0maxmax2276. 0618. 012001200000. 1618. 01200

6、1200000. 122122122niiiniiiGXGX应用抗震规范式(5.2.2-1) （4-96）得水平地震作用标准值 kNF5 .261200000. 1276. 008. 021kNF37.161200)618. 0(276. 008. 022kNGG120021河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院kNF5 .261200000. 1276. 008. 021kNF37.161200)618. 0(276. 008. 022kNGxF67.28120000. 1724. 0033. 01111111kNGxF39.461200618. 1724. 0033. 02121

7、112河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院绘制地震内力图因二跟柱的刚度相等，故每根柱分担一半地震力，第一振型第2层每根柱承担的剪力 kNV20.23239.4612第1层每根柱承担的剪力 kNV53.37239.4667.2811第二振型第2层每根柱承担的剪力 kNV19. 8237.1622第1层每根柱承担的剪力 kNV06. 525 .2637.1621河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院绘制地震内力图因二跟柱的刚度相等，故每根柱分担一半地震力，第一振型第2层每根柱承担的剪力 kNV20.23239.4612第1层每根柱承担的剪力 kNV53.37239.4667.

8、2811第二振型第2层每根柱承担的剪力 kNV19. 8237.1622第1层每根柱承担的剪力 kNV06. 525 .2637.1621河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院应用抗震规范式（5.2.2-3）（4-98）得组合地震剪力第2层 kNVVii55.24)19. 8(20.232221222第1层 kNVVii86.3706. 553.372221211河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院查抗震规范表5.2.5得剪力系数016. 0第2层 kNV2 .191200016. 0min2第2层每根柱的最小地震剪力 kNV4 .3812002016. 0min1第1层

9、 第1层每根柱的最小地震剪力 kNkN55.241 . 822 .19kNkN86.372 .1924 .38满足要求类别类别6 6度度7 7度度8 8度度9 9度度扭转效应明显或基本周期小于扭转效应明显或基本周期小于3.5s3.5s的结构的结构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的结构的结构0.0060.012 （0.018）0.024 （0.036）0.040河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院第2层 kNV2 .191200016. 0min2第2层每根柱的最小地震剪力 kNV4 .3812002016

10、. 0min1第1层 第1层每根柱的最小地震剪力 kNkN55.241 . 822 .19kNkN86.372 .1924 .38满足要求河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院二、两跨三层框架结构的水平地震作用计算二、两跨三层框架结构的水平地震作用计算条件：图所示三层钢筋混凝土框架结构，各部分尺寸见图，各楼层重力荷条件：图所示三层钢筋混凝土框架结构，各部分尺寸见图，各楼层重力荷载代表值为，载代表值为， ， ， 场地土为场地土为II类，设类，设计地震分组为第二组，设防计地震分组为第二组，设防 烈度为烈度为8度，设计基本地震加速度为度，设计基本地震加速度为0.20g，现，现已算得前三各振

11、型的自振周期，已算得前三各振型的自振周期， 振型分别如图（振型分别如图（a），），(b)，(c)所示。结构阻尼比所示。结构阻尼比 。要求：按振型分解法求该框架结构的层间地震剪力标准值。要求：按振型分解法求该框架结构的层间地震剪力标准值。kNG12001kNG10002kNG6503sTsTsT16. 0,24. 0,68. 032105. 0河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院1. 第一振型的水平地震作用查抗震规范表，当II类建筑场地，设计地震分组为第二组时，特征周期 。 sTg4 . 0设计地震分组设计地震分组场地类别场地类别01第一组第一组0.200.250.350.450.6

12、5第二组第二组0.250.300.400.550.75第三组第三组0.300.350.450.650.90河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院查抗震规范表，多遇地震8度时，设计基本地震加速度为0.20g时，水平地震影响系数最大值 。 16. 0maxsTg4 . 0地震影响系数最大值（阻尼比为地震影响系数最大值（阻尼比为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地震影响地震影响烈度烈度河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院按抗震规范图5.

13、1.4查得计算相应于第一振型自振周期的地震影响系数 。 16. 0maxsTg4 . 0)(sT0 1 . 0gTgT50 . 6max2max45. 0max2)(TTgmax12)5(2 . 0gTT10. 016. 068. 040. 09 . 0max9 . 01TTg16. 0max32河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院按抗震规范max0.40.16gTs10. 0116. 0max32601. 0650148. 21000735. 11200000. 1650148. 21000735. 11200000. 1222121111niiiniiiGXGX291. 021

14、93. 03kNG12001kNG10002kNG6503河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院应用抗震规范式(5.2.2-1) （4-96）得水平地震作用标准值 kNGXF12.721200000. 1601. 010. 01111111kNF27.1041200735. 1601. 010. 012kNF91.83650148. 2601. 010. 013kNGXF87.551200000. 1291. 016. 01212221kNF47. 61000139. 0291. 016. 022kNF44.34650)138. 1(291. 016. 023kNGXF06.3712

15、00000. 1193. 016. 01313331kNF64.401000)316. 1(193. 016. 032kNF45.29650467. 1193. 016. 033河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院计算地震剪力相应于前三个振型的地震作用分布图如图示河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院组合地震剪力第2层 第1层 第3层 kNVVjj36.9545.29)44.34(91.8322231233kNVVjj58.190)19.11()97.27(18.18822231222kNVVjj07.26387.2590.2730.26022231211河南理工大学土木

16、工程学院河南理工大学土木工程学院查抗震规范表8度，得剪力系数032. 0kNkNV36.958 .20650032. 0min3kNkNV58.1908 .52)1000650(032. 0min2kNkNV07.2632 .91)12001000650(032. 0min1类别类别6 6度度7 7度度8 8度度9 9度度扭转效应明显或基本周期扭转效应明显或基本周期小于小于3.5s3.5s的结构的结构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的结构的结构0.0060.012 （0.018）0.024 （0.036）0.040河

17、南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院三、两跨三层框架结构的水平地震作用计算三、两跨三层框架结构的水平地震作用计算条件：图所示三层钢筋混凝土框架结构，各部分尺寸见图，各楼层重力荷条件：图所示三层钢筋混凝土框架结构，各部分尺寸见图，各楼层重力荷载代表值为，载代表值为， ， ， 场地土为场地土为II类，设类，设计地震分组为第二组，设防计地震分组为第二组，设防 烈度为烈度为7度度，设计基本地震加速度为，设计基本地震加速度为0.15g，现，现已算得前三各振型的自振周期，已算得前三各振型的自振周期， 振型分别如图（振型分别如图（a），），(b)，(c)所示。结构阻尼比所示。结构阻尼比 。要求：按

18、振型分解法求该框架结构的层间地震剪力标准值。要求：按振型分解法求该框架结构的层间地震剪力标准值。kNG12001kNG10002kNG6503sTsTsT16. 0,24. 0,68. 032105. 0河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院1. 第一振型的水平地震作用查抗震规范表，当II类建筑场地，设计地震分组为第二组时，特征周期 。 sTg4 . 0设计地震分组设计地震分组场地类别场地类别01第一组第一组0.200.250.350.450.65第二组第二组0.250.300.400.550.75第三组第三组0.300.350.450.650.90河南理工大学土木工程学院河南理工大

19、学土木工程学院查抗震规范表，多遇地震8度时，设计基本地震加速度为0.15g时，水平地震影响系数最大值 。 12. 0maxsTg4 . 0地震影响系数最大值（阻尼比为地震影响系数最大值（阻尼比为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地震影响地震影响烈度烈度河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院按抗震规范图5.1.4查得计算相应于第一振型自振周期的地震影响系数 。 12. 0maxsTg4 . 0)(sT0 1 . 0gTgT50 . 6max2m

20、ax45. 0max2)(TTgmax12)5(2 . 0gTT0744. 012. 068. 040. 09 . 0max9 . 01TTg12. 0max32河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院按抗震规范0744. 0112. 0max32601. 0650148. 21000735. 11200000. 1650148. 21000735. 11200000. 1222121111niiiniiiGXGX291. 02193. 03kNG12001kNG10002kNG650312. 0maxsTg4 . 0河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院应用抗震规范式(5.

21、2.2-1) （4-96）得水平地震作用标准值 kNGXF66.531200000. 1601. 00744. 01111111kNF095.931200735. 1601. 00744. 012kNF43.62650148. 2601. 00744. 013kNGXF904.411200000. 1291. 012. 01212221kNF853. 41000139. 0291. 012. 022kNF83.25650)138. 1(291. 012. 023kNGXF80.271200000. 1193. 012. 01313331kNF48.301000)316. 1(193. 012.

22、 032kNF08.22650467. 1193. 012. 033河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院计算地震剪力相应于前三个振型的地震作用分布图如图示河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院计算地震剪力相应于前三个振型的剪力分布图如图示FV河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院组合地震剪力第2层 第1层 第3层 kNVVjj07.7108.22)83.25(43.6222231233kNVVjj84.156)4 . 8()98.20(2 .15522231222kNVVjj12.2114 .1992.2018.20922231211河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院查抗震规范表8度，得剪力系数032. 0kNkNV07.716 .15650024. 0min3kNkNV84.1566 .39)1000650(024. 0min2kNkNV12.2114 .68)12001000650(024. 0min1类别类别6 6度度7 7度度8 8度度9 9度度扭转效应明显或基本周期扭转效应明显或基本周期小于小于3.5s3.5s的结构的结构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的结构的结构0.0060.012 （0.018）0.024 （0.036）0.040