第八章 水平地震作用下的内力和位移计算
2.7水平地震作用内力计算
2.7⽔平地震作⽤内⼒计算2.7 ⽔平地震作⽤内⼒计算设计资料:根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）第5.1.3条：屋⾯重⼒荷载代表值Gi =屋⾯恒载+屋⾯活荷载+纵横梁⾃重+楼⾯下半层的柱及纵横墙⾃重；各楼层重⼒荷载代表值G i =楼⾯恒荷载+50%楼⾯活荷载+纵横梁⾃重+楼⾯上下各半层的柱及纵横墙⾃重；总重⼒荷载代表值∑==ni iGG 1。
主梁与次梁截⾯尺⼨估算:主梁截⾯尺⼨的确定：当跨度取8000L mm =，主梁⾼度应满⾜：1111(~)(~)8000667~1000812812h L mm mm ==?=，考虑到跨度较⼤，取700h mm =，则：1111(~)(~)700233~3502323b h mm mm ==?=，取350b mm =。
当跨度取6000L mm =，主梁⾼度应满⾜：1111(~)(~)6000500~750812812h L mm mm ==?=，考虑到跨度较⼤，取500h mm =，则：1111(~)(~)500167~2502323b h mm mm ==?=，取250b mm =。
⼀级次梁截⾯尺⼨的确定：跨度取4800L mm =，次梁⾼度应满⾜：1111(~)(~)4800320~40012181218h L mm mm ==?=，考虑到跨度较⼤，取350h mm =，则：1111(~)(~)350117~1752323b h mm mm ==?=，取200b mm =。
⼆级次梁截⾯尺⼨的确定：跨度取3000L mm =，次梁⾼度应满⾜：1111(~)(~)3000167~25012181218h L mm mm ==?=，考虑到跨度较⼤，取300h mm =，则：1111(~)(~)300100~1502323b h mm mm==?=，取200b mm =。
柱的截⾯尺⼨估算: 根据公式：11C c r nAN C A =公式来估算每层柱的截⾯尺⼨其中1r 为放⼤系数，通常范围为1.1—1.3 n 为层数，A ：代表柱的受荷⾯积)(2m:1N 代表每平⽅⽶的重量 13~~182M KN:C υ表⽰轴压⽐:c f 表⽰混凝⼟的抗压强度)(2MM N根据设计图纸可得柱的截⾯尺⼨如下:2.7.1 各层楼⾯的重⼒荷载代表值计算梁柱⾃重计算列表2.7.2 重⼒荷载代表值的计算 2.7.2.1 楼板恒活荷载标准值屋⾯（8层）：⼆毡三油铺⼩⽯⼦ 0.3530mm ⽔泥砂浆找平层 20.0320=0.60kN/m ? 150mm 加⽓混凝⼟保温层 20.156=0.9kN/m ? 120mm 现浇混凝⼟楼板20.1225=3kN/m ? 20mm 厚⽯灰砂浆抹底 20.0217=0.34kN/m ? 恒荷载标准值：合计：25.19kN/m 活载标准值： 20.5kN/m 楼⾯（1～7层）：25mm ⽔磨⽯⾯层 20.02525=0.625kN/m ? 30mm ⽔泥砂浆找平层 20.0320=0.60kN/m ? 120mm 现浇混凝⼟楼板 2 0.1225=3kN/m ? 20mm 厚⽯灰砂浆抹底 20.0217=0.34kN/m ? 恒荷载标准值：合计：24.6kN/m 活载标准值： 22.0kN/m 屋⾯：总板⾯积：21393.5m81393.527.636183 5.196621.92G kN =---??=恒载（）81393.527.6361830.5637.95G kN =---??=活载（）80.56621.920.5637.956940.9G G G kN kN kN =+?=+?=8恒载8活载第⼀～七层：1~71393.527.636183 4.65869.14G kN =---??=恒载（）1~71393.527.63618322551.8G kN =---??=活载（）1~71~71~70.55869.140.52551.87145.04G G G kN kN kN =+?=+?=恒载活载建筑物总重⼒荷载代表值：81i i G =∑=6940.9+7145.04×7=56956.18N k2.7.2.2 楼梯恒活荷载标准值1）平梯段⾯层：20mm 厚⽔泥砂浆 0.02×20=0.42kN/m 梯板：120厚混凝⼟板 0.12×25=32kN/m 板底：15mm 厚⽯灰浆粉刷：0.015×17=0.255 2kN/m 恒荷载标准值：k g =3.662kN/m 活荷载标准值：k q =2.02kN/m2）⼀层的斜梯段⾯层：0.02×20×（0.27+0.175）/0.27=0.662kN/m 梯踏步：0.175×25/2=2.192kN/m 梯斜板：0.12×25/cos θ=3.582kN/m 板底：0.015×17/cos θ=0.32kN/m 恒荷载标准值：k g =6.732kN/m 活荷载标准值：k q =2.02kN/m3）⼆～⼋层的斜梯段⾯层：0.02×20×（0.27+0.15）/0.27=0.622kN/m 梯踏步：0.15×25/2=1.882kN/m 梯斜板：0.12×25/cos θ=3.432kN/m 板底：0.015×17/cos θ=0.292kN/m 恒荷载标准值：k g =6.222kN/m 活荷载标准值：k q =2.02kN/m第⼀层楼梯：6.7383 3.66475.49G kN=??+??=1恒载（27.6+36+18-83）2163.2G kN =?=1活载（27.6+36+18）10.5475.490.5163.2557.09G G G kN kN kN =+?=+?=1恒载1活载第⼆～⼋层楼梯：6.2283 3.66446.11G kN=??+??=2~8恒载（27.6+36+18-83）2163.2G kN =?=2~8活载（27.6+36+18）2~8~8~80.5446.110.5163.2527.71G G G kN kN kN =+?=+?=2恒载2活载电梯荷载标准值：0.50.57182126G G G kN =+?==电梯电梯恒载电梯活载质点重⼒荷载值如下：1557.09527.717145.04225497.875830.923899.0633514.16520765.0622G KN=++++++=2527.717145.045830.923899.0633514.1652142.7220231.1822G KN=+++++=3527.717145.045830.923899.0632142.7219545.45G KN=++++=4527.717145.045830.923899.0632142.7219545.45G KN =++++= 5527.717145.045830.923899.0631964.162142.7219456.1722G KN=+++++=6527.717145.045830.923899.0631946.1619366.89G KN=++++=75830.92928.456940.93899.06321964.1619297.972G KN=++++=8527.711267145.045830.923899.06321946.1619229.04G KN=+++++= 如下图所⽰：2.7.3 ⽔平地震作⽤计算横向框架⾃振周期：按顶点位移法计算框架的⾃振周期，对于质量和刚度沿⾼度分布⽐较均匀的⾼层钢筋混凝⼟框架，可以简化为等截⾯悬臂杆，得到由结构顶点位移表⽰的计算结构基本周期的半经验公式，按以下公式计算：1 1.7T α=式中：0α——基本周期调整系数。
水平地震作用计算
上海市工程建设规范《建筑抗震设计规程》(DGJ08-9-2013)强制性条文3 抗震设计的基本要求3.1.1 抗震设防的所有建筑应按现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223 确定其抗震设防类别及其抗震设防标准。
3.3.1选择建筑场地时，应根据工程需要和地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、一般、不利和危险地段做出综合评价。
对不利地段，应提出避开要求，当无法避开时应采取有效的措施。
对危险地段，严禁建造甲、乙类的建筑，不应建造丙类的建筑。
3.4.1建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性。
不规则的建筑应按规定采取加强措施；特别不规则的建筑应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施；严重不规则的建筑不应采用。
注：形体指建筑平面形状和立面、竖向剖面的变化。
3.5.2结构体系应符合下列各项要求：1应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。
2应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。
3应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。
4对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力。
3.7.1 非结构构件，包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备，自身及其与结构主体的连接，应进行抗震设计。
3.7.4框架结构的围护墙和隔墙，应估计其设置对结构抗震的不利影响，避免不合理设置而导致主体结构的破坏。
3.9.1抗震结构对材料和施工质量的特别要求，应在设计文件上注明。
3.9.2 结构材料性能指标，应符合下列要求：1 砌体结构材料应符合下列规定：1)普通砖和多孔砖的强度等级不应低于MU10，其砌筑砂浆强度等级不应低于M5；2)混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于MU7.5，其砌筑砂浆强度等级不应低于Mb7.5。
2混凝土结构的材料应符合下列规定：1) 混凝土的强度等级，框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核芯区，不应低于C30；构造柱、芯柱、圈梁及其它各类构件不应低于C20；2) 抗震等级为一级、二级、三级的框架和斜撑构件(含梯段)，其纵向受力钢筋采用普通钢筋时，钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.3，且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。
工程结构抗震题库及答案
《工程结构抗震样卷A 》答案一.选择题（每题1.5分，共21分.只有一个选择是正确地，请填在括号中）1.实际地震烈度与下列何种因素有关？( B )A.建筑物类型B.离震中地距离C.行政区划D.城市大小2.基底剪力法计算水平地震作用可用于下列何种建筑? ( C )A.40米以上地高层建筑B.自振周期T1很长(T1>4s)地高层建筑C. 垂直方向质量、刚度分布均匀地多层建筑D. 平面上质量、刚度有较大偏心地多高层建筑3.地震系数k与下列何种因素有关？(A )A.地震基本烈度B.场地卓越周期C.场地土类别D.结构基本周期4. 9度区地高层住宅竖向地震作用计算时，结构等效总重力荷载Geq为（C ）A. 0.85(1.2恒载标准值GK+1.4活载标准值QK)B. 0.85(GK+Qk)C. 0.75(GK+0.5QK)D. 0.85(GK+0.5QK)5.框架结构考虑填充墙刚度时,T1与水平弹性地震作用Fe有何变化?( A )A.T1↓,Fe↑B.T1↑,Fe↑C.T1↑,Fe↓D.T1↓,Fe↓6．抗震设防区框架结构布置时，梁中线与柱中线之间地偏心距不宜大于（A ）A．柱宽地1/4 B．柱宽地1/8 C．梁宽地1/4 D．梁宽地1/87. 土质条件对地震反应谱地影响很大，土质越松软，加速度谱曲线表现为（A ）A．谱曲线峰值右移B．谱曲线峰值左移C．谱曲线峰值增大D．谱曲线峰值降低8.为保证结构“大震不倒”，要求结构具有CA.较大地初始刚度B.较高地截面承载能力C.较好地延性D.较小地自振周期T19、楼层屈服强度系数 沿高度分布比较均匀地结构，薄弱层地位置为（D ）A.最顶层B.中间楼层C. 第二层D. 底层10.多层砖房抗侧力墙体地楼层水平地震剪力分配 BA.与楼盖刚度无关B.与楼盖刚度有关C.仅与墙体刚度有关D.仅与墙体质量有关11.场地特征周期Tg 与下列何种因素有关?( C )A.地震烈度B.建筑物等级C.场地覆盖层厚度D.场地大小12.关于多层砌体房屋设置构造柱地作用，下列哪句话是错误地 （ D ）A ． 可增强房屋整体性，避免开裂墙体倒塌B ． 可提高砌体抗变形能力C ． 可提高砌体地抗剪强度D ． 可抵抗由于地基不均匀沉降造成地破坏13、考虑内力塑性重分布，可对框架结构地梁端负弯矩进行调幅 （ B ）A ．梁端塑性调幅应对水平地震作用产生地负弯矩进行B ．梁端塑性调幅应对竖向荷载作用产生地负弯矩进行C ．梁端塑性调幅应对内力组合后地负弯矩进行D ．梁端塑性调幅应只对竖向恒荷载作用产生地负弯矩进行14、水平地震作用标准值Fek 地大小除了与质量,地震烈度,结构自振周期有关外,还与下列何种因素有关? ( B ) A.场地平面尺寸 B.场地特征周期 C.荷载分项系数 D.抗震等级二.填空题 （每题 2分，共12分.请将正确答案填在空白处）1、震源在地表地投影位置称为 震中 ，震源到地面地垂直距离称为 震源深度 .2、某一场地土地覆盖层厚度为80米，场地土地等效剪切波速为200m/s,则该场地地场地类别为 Ⅲ类场地 .3、丙类钢筋混凝土房屋应根据抗震设防烈度、 房屋高度 和 结构类型 查表采用不同地抗震等级.4、某地区地抗震设防烈度为8度，则其多遇地震烈度为 6.45 度 ，罕遇地震烈度为 9度 .5、框架结构防震缝地宽度不小于 70 mm.6、7度区一多层砌体房屋，采用普通粘土砖砌筑，则其房屋地总高度不宜超过21 米，层数不宜超过7 层.三、名词解释（每题2分，共12分）1、构造地震: 由于地壳构造运动造成地下岩层断裂或错动引起地地面振动2、基本烈度: 50年期限内，一般场地条件下，可能遭受超越概率10％地烈度值3、重力荷载代表值: 结构或构件永久荷载标准值与有关可变荷载地组合值之和4、反应谱：单自由度弹性体系在给定地地震作用下，某个最大反应量与体系自振周期地关系曲线5、地震影响系数α: 单质点弹性体系在地震时地最大反应加速度与重力加速度地比值6、鞭稍效应：突出屋面地附属小建筑物，由于质量和刚度地突然变小，高振型影响较大，将遭到严重破坏，称为鞭稍效应四.简答题（共34分.请将正确答案填在空白处）1、试述纵波和横波地传播特点及对地面运动地影响？（6分）纵波在传播过程中，其介质质点地振动方向与波地传播方向一致，是压缩波，传播速度快，周期较短，振幅较小；（2分）将使建筑物产生上下颠簸；（1分）横波在传播过程中，其介质质点地振动方向与波地传播方向垂直，是剪切波，传播速度比纵波要慢一些，周期较长，振幅较大；（2分）将使建筑物产生水平摇晃；（1分）2、工程结构抗震设防地三个水准是什么？如何通过两阶段设计方法来实现？（7分）第一水准：当遭受低于本地区抗震设防烈度地多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理仍可继续使用；（1分）第二水准：当遭受相当于本地区抗震设防烈度地地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用；（1分）第三水准：当遭受高于本地区抗震设防烈度地罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命地严重破坏（1分）第一阶段设计：工程结构在多遇地震下地承载力和弹性变形计算.对构件截面进行承载力计算，保证必要地强度可靠度，以满足第一水准抗震设防目标（小震不坏）（1分）；对结构进行弹性变形验算，控制侧向变形不要过大，满足第二水准抗震设防目标（中震可修）（1分）；通过合理地结构布置和抗震构造措施来保证第三水准抗震设防目标（大震不倒）（1分）第二阶段设计：工程结构（如特别重要或抗侧能力较弱地结构）在罕遇地震下地弹塑性变形验算，以满足第三水准抗震设防目标.（1分）3、什么是地基液化现象？影响地基液化地因素？（6分）饱和砂土或粉土地颗粒在强烈地震下土地颗粒结构趋于密实，土本身地渗透系数较小，孔隙水在短时间内排泄不走而受到挤压，孔隙水压力急剧上升.当孔隙水压力增加到与剪切面上地法向压应力接近或相等时，砂土或粉土受到地有效压应力下降乃至完全消失，土体颗粒局部或全部处于悬浮状态，土体丧失抗剪强度，形成犹如液体地现象.（3分）影响因素： 土层地地质年代，土地组成，土层地相对密度，土层地埋深地下水位地深度， 地震烈度和地震持续时间（3分）4、什么是“强柱弱梁”、“强剪弱弯”原则？在设计中如何体现？ （7分）（1）使梁端先于柱端产生塑性铰，控制构件破坏地先后顺序，形成合理地破坏机制（2）防止梁、柱端先发生脆性地剪切破坏，以保证塑性铰有足够地变形能力（3分）在截面抗震验算中，为保证强柱弱梁，《建筑抗震设计规范》规定：对一、二、三级框架地梁柱节点处，（除框架顶层和柱轴压比小于0.15及框支梁与框支柱地节点外），柱端组合地弯矩设计值应符合： ∑∑=b c c M M η其中c η为柱端弯矩增大系数，（一级为取1.4,二级取1.2,三级取1.1） (2分)为保证强剪弱弯，应使构件地受剪承载力大于构件弯曲屈服时实际达到地剪力值，对一、、二、三级框架梁，梁端截面组合地剪力设计值调整为： Gb nr b l b vb V l M M V ++=η 对一、、二、三级框架柱，柱端截面组合地剪力设计值调整为：nr c l c vc H M M V +=η （2分） 5、什么叫轴压比？为什么要限制柱地轴压比？（4分） 轴压比：cc A f N n = 柱组合地轴向压力设计值与柱地全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之和 （2分）轴压比大小是影响柱破坏形态和变形性能地重要因素，受压构件地位移延性随轴压比增加而减小，为保证延性框架结构地实现，应限制柱地轴压比(2分)6、为什么要限制多层砌体房屋抗震横墙间距？（4分）（1）横墙间距过大，会使横墙抗震能力减弱，横墙间距应能满足抗震承载力地要求.（1分）（2）横墙间距过大，会使纵墙侧向支撑减少，房屋整体性降低（1分）（3）横墙间距过大，会使楼盖水平刚度不足而发生过大地平面内变形，从而不能有效地将水平地震作用均匀传递给各抗侧力构件，这将使纵墙先发生出平面地过大弯曲变形而导致破坏，即横墙间距应能保证楼盖传递水平地震作用所需地刚度要求.（2分）四、计算题（21分） 某两层钢筋混凝土框架，集中于楼盖和屋盖处地重力荷载代表值相等，每层层高皆为4.0m ，框架地自振周期；Ⅱ类场地，7度第二组（，结构地阻尼比为，试用底部剪力法计算各层水平地震作用Fi 及各层层剪力Vi.（1）求结构总水平地震作用：033.008.0028.140.09.0max 9.011=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ααT T g （3分）kN 2040)12001200(85.0eq =+=∑=G C G （3分）kN 32.672040033.0eq 1Ek =⨯==G F α （3分）（2）求作用在各质点上地水平地震作用s T s T g 56.04.04.14.1028.11=⨯=>=092.001.0028.108.001.008.01=+⨯=+=T n δ（2分）kN 2.632.67092.0Ek n n =⨯==∆F F δ（1分）)1(n Ek 1111δ-=∑=F H G H G F nj j jkN 37.20)092.01(32.67812004120041200=-⨯⨯+⨯⨯=（3分） n n Ek 1222)1(F F H G H G F n j jj∆+-=∑=δ kN 95.462.6)092.01(32.67812004120081200=+-⨯⨯+⨯⨯=（4分） （3）求层间剪力 kN 32.6795.4637.20211=+=+=F F V （1分）kN 95.4622==F V （1分）《建筑结构抗震设计》期末考试复习题一、 名词解释(1)地震波：地震引起地振动以波地形式从震源向各个方向传播并释放能量；(2) 地震震级：表示地震本身大小地尺度，是按一次地震本身强弱程度而定地等级；(3)地震烈度：表示地震时一定地点地面振动强弱程度地尺度；(4)震中：震源在地表地投影；(5)震中距：地面某处至震中地水平距离；(6)震源：发生地震地地方；(7)震源深度：震源至地面地垂直距离；(8)极震区：震中附近地地面振动最剧烈，也是破坏最严重地地区；(9)等震线：地面上破坏程度相同或相近地点连成地曲线；(10)建筑场地：建造建筑物地地方，大体相当于一个厂区、居民小区或自然村；(11)沙土液化：处于地下水位以下地饱和砂土和粉土在地震时有变密地趋势，使孔隙水地压力急剧上升，造成土颗粒局部或全部将处于悬浮状态，形成了犹如“液化”地现象，即称为场地土达到液化状态；(12)结构地地震反应：地震引起地结构运动；(13)结构地地震作用效应：由地震动引起地结构瞬时内力、应力应变、位移变形及运动加速度、速度等；(14)地震系数：地面运动最大加速度与重力加速度地比值；(15)动力系数：单质点体系最大绝对加速度与地面运动最大加速度地比值；(16)地震影响系数：地震系数与动力系数地乘积；(17)振型分解法：以结构地各阶振型为广义坐标分别求出对应地结构地震反应，然后将对应于各阶振型地结构反应相组合，以确定结构地震内力和变形地方法，又称振型叠加法；(18)基本烈度：在设计基准期（我国取50年）内在一般场地条件下，可能遭遇超越概率（10％）地地震烈度.(19)设防烈度：按国家规定权限批准地作为一个地区抗震设防依据地地震烈度.(20)罕遇烈度：50年期限内相应地超越概率2％~3％，即大震烈度地地震.(21)设防烈度(22)多道抗震防线：一个抗震结构体系，有若干个延性较好地分体系组成，并由延性较好地结构构件连接起来协同作用；(24)鞭梢效应；(25)楼层屈服强度系数；(26)重力荷载代表值：建筑抗震设计用地重力性质地荷载，为结构构件地永久荷载（包括自重）标准值和各种竖向可变荷载组合值之和；(27)等效总重力荷载代表值：单质点时为总重力荷载代表值，多质点时为总重力荷载代表值地85%；(28)轴压比：名义轴向应力与混凝土抗压强度之比；(29)强柱弱梁：使框架结构塑性铰出现在梁端地设计要求；(30)非结构部件：指在结构分析中不考虑承受重力荷载以及风、地震等侧向力地部件二、填空题1.地震按其成因可划分为（构造地震）、（火山地震）、（塌陷地震）和（诱发地震）四种类型.2.地震按震源深浅不同可分为（浅源地震）、（中源地震）、（深源地震）.3.地震波可分为（体波）和（面波）.4.体波包括（纵波）和（横波）.5.纵波地传播速度比横波地传播速度（快）.6.造成建筑物和地表地破坏主要以（面波）为主.7.地震强度通常用（震级）和（烈度）等反映.8.震级相差一级，能量就要相差（32）倍之多.9.一般来说，离震中愈近，地震影响愈（大），地震烈度愈（高）.10.建筑地设计特征周期应根据其所在地地（设计地震分组）和（场地类别）来确定.11.设计地震分组共分（3）组，用以体现（震级）和（震中距）地影响.12.抗震设防地依据是（抗震设防烈度）.13.地震现象表明，纵波使建筑物产生（垂直振动），剪切波使建筑物产生（水平振动），而面波使建筑物既产生（垂直振动）又产生（水平振动）.14.面波分为（瑞雷波）和（乐甫波）.15.《规范》按场地上建筑物地震害轻重程度把建筑场地划分为对建筑抗震（有利）、（不利）和（危险）地地段.16.我国《抗震规范》指出建筑场地类别应根据（等效剪切波速）和（覆盖层厚度）划分为四类.17.饱和砂土液化地判别分为两步进行，即（初步判别）和（标准贯入试验判别）.18.场地地液化等级根据（液化指数）来划分.19.目前，工程中求解结构地震反应地方法大致可分为两种，即（底部剪力法）和（振型分解反应谱法）.20.根据建筑使用功能地重要性，按其受地震破坏时产生地后果，将建筑分为（甲类）、（乙类）、（丙类）、（丁类）四个抗震设防类别.21.建筑结构抗震验算包括（截面抗震验算）和（抗震变形验算）.22.结构地变形验算包括（多遇地震作用下地抗震变形验算）和（罕遇地震作用下薄弱层地弹塑性变形验算）.23.选择结构体系，要考虑（抗震设防烈度）和（设计基本地震加速度取值）地关系.24.选择结构体系时，要注意选择合理地（结构构件）及（抗震结构体系）.25.地震区地框架结构，应设计成延性框架，遵守（强柱弱梁）、（强剪弱弯）、（强节点）、（强锚固）等设计原则.26.在工程手算方法中，常采用（D值法）和（反弯点法）进行水平地震作用下框架内力地分析.27.竖向荷载下框架内力近似计算可采用（分层法）和（弯矩二次分配法）.28.框架结构最佳地抗震机制是（总体机制）.29.框架体系地节点常采用（刚接）节点.30.结构地变形缝有（伸缩缝）、（温度缝）和（沉降缝）.31.多层和高层钢筋混凝土结构包括（框架结构）、（框架—抗震墙结构）、（抗震墙结构）及（筒体结构）等结构体系.32.（防止倒塌）是多层砌体结构房屋抗震设计地重要问题.33.高层钢结构地结构体系主要有（纯框架体系）、（筒体体系）、（框架支撑体系）或（框架剪力墙体系）.34.框架-支撑体系地支撑类型有（中心支撑）和（偏心支撑）.35.防止板件失稳地有效方法是限制它地（高厚比）.36.屋盖体系中，应尽可能选用（有撑）屋盖.三、判断题1.构造地震分布最广，危害最大.（√）2.体波可以在地球内部和外部传播.（X）3.横波向外传播时，其介质质点地振动方向与波地前进方向相垂直.（√ ）4.地震现象表明，横波使建筑物产生上下颠簸.（X ）5.一般来说，离震中愈近，地震影响愈大，地震烈度愈小.（X ）6.纵波地特点是周期较长，振幅较大.（X ）7.横波只能在固体内传播.（√ ）8.对应于一次地震，震级只有一个，烈度也只有一个.（X ）9.震害表明，坚硬地基上，柔性结构一般表现较好，而刚性结构有地表现较差.（√）10.一般来讲，震害随场地覆盖层厚度地增加而减轻.（X ）11.地基土地抗震承载力小于地基土地静承载力.（X ）12.结构地自振周期随其质量地增加而减小，随刚度地增加而加大.（X ）13.一般而言，房屋愈高，所受到地地震力和倾覆力矩愈大，破坏地可能性也愈大.（√）14.弯曲构件地延性远远小于剪切构件地延性. （X）15.在同等设防烈度和房屋高度地情况下，对于不同地结构类型，其次要抗侧力构件抗震要求可低于主要抗侧力构件.（√）16.在进行梁端弯矩调幅时，可先进行竖向荷载和水平荷载地梁端弯矩组合后再进行调幅.（X）17.钢筋混凝土构造柱可以先浇柱，后砌墙.（X ）18.构造柱必须单独设置基础.（X ）19.地震时内框架房屋地震害要比全框架结构房屋严重，比多层砖房要轻.（X）20.中心支撑与偏心支撑相比具有较大地延性.（X ）21.耗能梁段地屈服强度越高，屈服后地延性越好，耗能能力越大.（X ）四、简答题1.抗震设防地目标是什么？实现此目标地设计方法是什么？答：目标是对建筑结构应具有地抗震安全性能地总要求.我国《抗震规范》提出了三水准地设防要求，概括起来是“小震不坏，中震可修，大震不倒”.第一水准是建筑物在遭受频度较高、强度较低地多遇地震时，一般不损坏也不需要修理.第二水准是建筑物在遭受基本烈度地地震影响时，允许结构部分达到或超过屈服极限，或者结构地部分构件发生裂缝，结构通过塑性变形消耗地震能量，结构地变形和破坏程度发生在可以修复使用地范围之中.第三水准是建筑物遭受预估地罕遇地强烈地震时，不至于发生结构倒塌或危机生命安全地严重破坏.方法：依据三个地震烈度水准，使用两阶段抗震设计方法实现.2.建筑场地选择地原则是什么？答：选址时应当选择有利地段，避开不利地段.当无法比开始应采取有效地抗震措施.在危险地段，不应建造非临时性地建筑物，尤其是严禁建造甲、乙类建筑物.3.哪些建筑可不进行地基及基础地抗震承载力验算？答：（1）砌体房屋（2）地基主要受力范围内不存在软弱粘性土层地下列建筑物：一般单层厂房、单层空旷房屋.不超过8层且高度在25M以下地一般民用框架房屋.基础荷载与上述一般民用框架房屋相当地多层框架厂房.（3）抗震规范规定可不进行上部结构抗震验算地建筑.4.影响液化地因素有哪些？液化对建筑物有哪些危害？答：（1）土层地地质年代（2）土地组成和密实程度（3）液化土层地埋深（4）地下水位深度（5）地震烈度和持续时间.危害：地面开裂下沉使建筑物产生过度下沉或整体倾斜，不均匀沉降引起建筑物上部结构破坏，使梁板等构件及其节点破坏，使整体开裂和建筑物体型变化处开裂.5.简述确定水平地震作用地振型分解反应谱法地主要步骤.答：6.简述确定结构地震作用地底部剪力法地适用条件及计算步骤.答：适用条件：（1）结构地质量和刚度沿高度分布比较均匀（2）房屋地总高度不超过40M （3）建筑结构在地震作用下地变形以剪切变形为主（4）建筑结构在地震作用时地扭转效应可忽略不计7.什么时候应考虑竖向地震作用地影响？答：《抗震规范》规定，8度和9度时地大跨度结构、长悬臂结构、9度时地高层建筑应考虑竖向地震作用.8.何谓时程分析法，在什么时候须用时程分析法进行补充计算？答：对结构物地运动微分方程直接进行逐步积分求解地一种动力分析方法.以下情况：①甲类建筑和9度时乙类建筑中地钢筋混凝土结构和钢结构②高度大于150M地钢结构和7-9度时楼层屈服强度系数小于0.5地钢筋混凝土框架结构③烈度8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时高大地单层钢筋混凝土柱厂房地横向排架④采用隔墙和消能减震设计地结构.9.何谓“抗震概念设计”？“概念设计”与计算设计有何不同？答：指根据地震灾害和工程经验等所形成地基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造地过程.与计算设计地不同：计算设计是通过地震作用地取值进行结构地抗震验算，而概念设计强调，在工程设计一开始，就应该把握好能量输入、房屋体型、结构体系、刚度分布，构件延性等几个主要方面，从根本上消除建筑中地抗震薄弱环节，概念设计需要辅以必要地计算设计.10.什么是“强柱弱梁”、“强剪弱弯”原则?在设计中如何体现?答：11.怎样保证框架梁柱节点地抗震性能? 如何进行节点设计?答：节点抗震设计原则：①节点地承载力不应低于其连接件地承载力②多遇地震时，节点应在弹性范围内工作③罕遇地震时，节点承载力地降低不得危及竖向荷载地传递④节点配筋不应使施工过分困难.框架柱抗震设计原则：①强柱弱梁，使柱尽量不要出现塑性铰②在弯曲破坏发生前不发生剪切破坏，使柱有足够地抗剪能力③控制柱地轴压比不要太大④加强约束，配置必要地约束箍筋梁抗震设计原则：①梁形成塑性铰后仍有抗剪承载力②梁纵筋去附后，塑性铰区段应有较好地延性和耗能能力③妥善解决梁纵筋锚固问题.12.框架结构在什么部位应加密箍筋？答：加密柱端.13.多层及高层钢筋混凝土房屋有哪些结构体系？各自地特点？答：14.抗震设计为什么要限制各类结构体系地最大高度和高宽比?答：15.多层及高层钢筋混疑土结构设计时为什么要划分抗震等级?是如何划分地?答：16.如何计算在水平地震作用下框架结构地内力和位移？答：17.简述现行抗震规范计算地震作用所采用地三种计算方法及其适用范围.答：18.如何设计结构合理地破坏机制？答：19.如何进行内力组合？答：20.多层砌体结构地类型有哪几种？答：21.在多层砌体结构中设置构造柱和圈梁地作用是什么？答：构造柱地作用：可以部分提高墙体地抗剪强度，大大增强房屋地变形能力.墙体开裂后，构造柱与圈梁形成地约束体系可以有效地限制墙体散落，使墙体以滑移等方式大量消耗地震能量，保证房屋不至倒塌.圈梁地作用：与构造柱整浇在一起，形成钢筋混凝土框架，共同约束墙体，提高房屋地整体性及延性，增强房屋地抗倒塌能力.22.在砌体结构地计算简图中如何确定结构底部固定端标高？答：（1）对于多层砌体结构房屋，当基础埋置较浅时，取为基础顶面（2）当基础埋置较深时，可取为室外地坪下0.5M处（3）当设有整体刚度很大地全地下室时，取为地下室顶板顶部（4）当地下室整体刚度较小或半地下室时，取地下室室内地坪处.1、影响土层液化地主要因素是什么？影响土层液化地主要因素有：地质年代，土层中土地粘性颗粒含量，上方覆盖地非液化土层地厚度，地下水位深度，土地密实度，地震震级和烈度.土层液化地三要素是：粉砂土，饱和水，振动强度.因此，土层中粘粒度愈细、愈深，地下水位愈高，地震烈度愈高，土层越容易液化.2、什么是地震反应谱？什么是设计反应谱？它们有何关系？单自由度弹性体系地地震最大加速度反应与其自振周期地关系曲线叫地震（加速度）反应谱，以Sa（T）表示.设计反应谱：考虑了不同结构阻尼、各类场地等因素对地震反应谱地影响，而专门研究可供结构抗震设计地反应谱，常以a（T），两者地关系为a（T）= Sa（T）/g3、什么是时程分析？时程分析怎么选用地震波？选用地震加速度记录曲线，直接输入到设计地结构，然后对结构地运动平衡方程进行数值积分，求得结构在整个时程范围内地地震反应.应选择与计算结构场地相一致、地震烈度相一致地地震动记录或人工波，至少2条实际强震记录和一条人工模拟地加速度时程曲线5、抗震设计为什么要尽量满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”地原则？如何满足这些原则？“强柱弱梁”可有效地防止柱铰破坏机制地出现，保证结构在强震作用下不会整体倒塌；“强剪弱弯”可有效防止脆性破坏地发生，使结构具有良好地耗能能力；“强节点弱构件”，节点是梁与柱构成整体结构地基础，在任何情况下都应使节点地刚度和强度大于构件地刚度和强度.6、什么是震级？什么是地震烈度？如何评定震级和烈度地大小？震级是表示地震本身大小地等级，它以地震释放地能量为尺度，根据地震仪记录到地地震波来确定地震烈度是指某地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响地强弱程度，它是按地震造成地后果分类地.震级地大小一般用里氏震级表达地震烈度是根据地震烈度表，即地震时人地感觉、器物地反应、建筑物破坏和地表现象划分地.7、简述底部剪力法地适用范围，计算中如何鞭稍效应.适用范围：高度不超过40米，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀地结构，以及近似于单质点体系地结构，可采用底部剪力法计算.为考虑鞭稍效应，抗震规范规定：采用底部剪力法计算时，对突出屋面地屋顶间、女儿墙、烟囱等地地震作用效应，宜乘以增大系数3，此增大部分不应往下传递，但与该突出部分相连地构件应予以计入.9、什么是动力系数、地震系数和水平地震影响系数？三者之间有何关系？动力系数是单质点弹性体系地最大绝对加速度反应与地震地面运动最大加速度地比值地震系数是地震地面运动最大加速度与重力加速度地比值水平地震影响系数是单质点弹性体系地最大绝对加速度反应与重力加速度地比值水平地震影响系数是地震系数与动力系数地乘积10、多层砌体房屋中，为什么楼梯间不宜设置在房屋地尽端和转角处？楼梯间横墙间距较小，水平方向刚度相对较大，承担地地震作用亦较大，而楼梯间墙体地横向支承少，受到地震作用时墙体最易破坏2）房屋端部和转角处，由于刚度较大以及在地震时地扭转作用，地震反应明显增大，受力复杂，应力比较集中；另外房屋端部和转角处所受房屋地整体约束作用相对较弱，楼梯间布置于此，约束更差，抗震能力降低，墙体地破坏更为严重11、试述纵波和横波地传播特点及对地面运动地影响？纵波在传播过程中，其介质质点地振动方向与波地传播方向一致，是压缩波，传播速度快，周期较短，振幅较小；将使建筑物产生上下颠簸；（横波在传播过程中，其介质质点地振动方向与波地传播方向垂直，是剪切波，传播速度比纵波要慢一些，周期较长，振幅较大；将使建筑物产生水平摇晃14为什么要限制多层砌体房屋抗震横墙间距？（1）横墙间距过大，会使横墙抗震能力减弱，横墙间距应能满足抗震承载力地要求.）2）横墙间距过大，会使纵墙侧向支撑减少，房屋整体性降低（3）横墙间距过大，会使楼盖水平刚度不足而发生过大地平面内变形，从而不能有效地将水平地震作用均匀传递给各抗侧力构件，这将使纵墙先发生出平面地过大弯曲变形而导致破坏，即横墙间距应能保证楼盖传递水平地震作用所需地刚度要求.16．地震作用和一般静荷载有何不同？计算地震作用地方法可分为哪几类？不同：地震作用不确定性，不可预知，短时间地动力作用，具有选择性，累积性，重复性.方法：拟静力法，时程分析法，反应谱法，振型分解法.17.什么是鞭端效应，设计时如何考虑这种效应？答：地震作用下突出建筑物屋面地附属小建筑物，由于质量和刚度地突然变小，受高振型影响较大，震害较为严重，这种现象称为鞭端效应；设计时对突出屋面地小建筑物地地震作用效应乘以放大系数3，但此放大系数不往下传.18.强柱弱梁、强剪弱弯地实质是什么？如何通过截面抗震验算来实现？答：（1）使梁端先于柱端产生塑性铰，控制构件破坏地先后顺序，形成合理地破坏机制（2）防止梁、柱端先发生脆性地剪切破坏，以保证塑性铰有足够地变形能力在截面抗震验算中，为保证强柱弱梁，《建筑抗震设计规范》规定：对一、二、三级框架地梁柱节点处，（除框架顶层和柱轴压比小于0.15及框支梁与框支柱地节点外），柱。
水平地震作用下框架结构的内力计算抗震设计
2 抗震设计（水平地震作用下框架结构的内力计算）抗震计算单元及动力计算简图取整个衡宇或抗震缝区段（设防震缝时）为计算单元，动力计算简图为串联多自由度体系。
即将各楼层重力荷载代表值集中于每一层楼盖或屋盖标高处。
多自由度体系的抗震计算可采用振型分解反映谱法和底部剪力法。
本工程总高不超过40m，以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度散布比较均匀，近似于单质点体系，故采用底部剪力法。
此法是先计算出作用于结构的总水平地震作用，然后将其按必然规律分派给各质点。
计算简图2—1 如下示：图2—1重力荷载代表值按照抗震规范1.0.2 抗震设防烈度为6度及以上地域的建筑，必须进行抗震设计。
按照抗震规范5.1.3 计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。
各可变荷载的组合值系数，应按表2—1采用。
组合值系数重力荷载代表值计算：1）屋面及楼面的永久荷载标准值1．屋面（上人）苏J01—2005：a. 10厚防滑地砖铺面，干水泥擦缝，每3—6m留10宽缝m2b. 20厚1:水泥砂浆加建筑胶结合层找平层20×= kN/m2厚C20细石混凝土，内配Φ4＠150双向钢筋25×= kN/m2d.隔离层/e. 三粘四油沥青油毡防水层m2f. 冷底子油一道/g. 20厚1:3水泥砂浆找平层20×= kN/m2h.保温层5×= kN/m2厚1:3水泥砂浆找平层20×= kN/m2j.现浇或预制钢筋混凝土屋面25×= kN/m2 合计kN/m2 2．1~4层楼面苏J01—2005a. 15厚1:2白水泥白石子磨光打蜡kN/m2b.耍素水泥浆结合层一道/c. 20厚1:3水泥砂浆找平层20×= kN/m2d.现浇钢筋混凝土楼面25×= kN/m2合计kN/m2 2）屋面及楼面的可变荷载标准值上人屋面均布荷载标准值kN/m2 楼面活荷载标准值kN/m2 屋面雪荷载标准值S k=μr×S o=×= kN/m2式中：μr为屋面积雪散布系数，取μr=3）梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算：a．梁、柱可按照截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出的单位长度上的重力荷载;对墙、门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载，计算结构如表2—2梁、柱重力荷载标准值表b．墙、门、窗重力荷载标准值：外墙体为200mm厚的粘土空心砖，外墙面贴马赛克（kN/m2）,内墙面为20mm厚的抹灰，则外墙的单位墙面重力荷载为：＋15×＋17×= kN/m2内墙为200mm厚的粘土空心砖，双侧均为20mm厚抹灰，则内墙单位面积重力荷载为：15×＋17××2= kN/m2电梯井墙为240mm粘土空心砖，双侧均为20mm厚抹灰，则电梯井墙单位面积重力荷载为：15×＋17××2= kN/m2木门单位墙面重力荷载为kN/m2，钢铁门单位墙面重力荷载为kN/m2铝合金单位墙面重力荷载为kN/m2门、窗、雨棚重力荷载代表值：一层门窗：×(2××2＋××2＋××3＋××1＋××2)＋×××13＋××1＋××2＋××2＋××3＋××2) ＋×××2)=二~四层门窗：×××2＋××3)＋×××16＋××2＋××2＋××2＋××3＋××2)= kN五层门窗：×××2＋×＋×××3＋××2)= kNA轴的雨蓬：25×(2××＋×××3＋×××2= kN9轴雨蓬：25×××= kN五层雨蓬：25×××3= kN楼梯重力荷载代表值：一层：25××××2＋25×××＋25××××10＋25×××9×2= kN二~四层：25××××2＋25×××12＋25×××12= kN外墙的重力荷载代表值：一层：×[(59×2－×11×2－×14)×＋－×4)×＋－×4)×－××13－××1－××2－××2－××3－××2－××2－2××2－××1－××2－×]=二~四层：×[(59×2－×11×2－×14)×＋－×4)×＋－×4)×－××16－××2－××2－××2－××3－××2]= kN五层(包括女儿墙)：×[×4＋×2) ×＋4××＋××1－××2－××3－××3]＋25×[＋59＋9＋9+－－×2)×2＋－－×2)×5]××＋25×[4×4＋×4＋9×2]××=内墙的重力荷载代表值：一层：×[(4×2＋×2)×＋+×－×＋＋＋＋×－×－×＋4×3×－××2]= kN二~四层：×[＋＋＋×＋4×3×－××3－×＋×＋×－×]= kN五层：×4×=电梯井墙重力荷载代表值：一层：×[＋－×＋(4＋×]= kN二~四层：×[＋－×＋(4＋×]= kN屋顶装饰架重力荷载代表值：25××5+×2)××= kN总的重力荷载代表值：恒荷载取全数，活荷载取50%（按均布等效荷载计算），则集中于各楼层的标高出的重力荷载代表值为：G i的计算进程：一层：×(59×－×4×2－4×＋＋＋＋＋＋＋＋＋×4×59×= kN二~三层：×(59×－4××2－4×＋＋＋＋＋＋＋×4×59×= kN四层：×9×4＋＋＋＋＋＋＋×(59×－×4×2－9×4)＋×4×(9×4＋×4×2)＋××(59×－×4×2－9×4)= kN五层：××4×2＋9×4)＋＋＋＋＋＋＋××(9×4＋×4×2)= kN 故G1=G2= kNG3= kNG4= kNG5=图2—2如下：G5=3124.87kNG4=18184.16kNG1=17311.22kNG2=17311.22kNG5=18568.35kN图2—2 各质点的重力荷载代表值框架侧移刚度计算梁线刚度：i b=E c I b/l，I b=（中框架梁），I b=（边框架梁）。
水平作用下框架结构侧移计算
一、横向水平地震作用下框架结构侧移验算1.横向框架梁的线刚度在框架结构中，现浇楼面可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效线刚度，减小框架侧移。
为考虑这一有利作用， ，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取 I b1.5I 0 〔 I 0 为梁的截面惯性矩〕；对中框架梁取 I b2.0I 0 ，计算结果如下表所示：边框架梁中框架梁梁截面尺寸矩形截面惯性矩 混 凝E c〔 b/mm ×跨度 l/m土 强i b EI b / li b EI b / l /I 0 / ×103 m4I b1.5I 0I b 2.0I 0h/mm 〕度 等/ KN m2/×104KN m×104KN m级3 4/×103 4/×10mmAB 跨 300×600C3030×106横梁BC 跨 300×600C3030×106横梁AC 跨 300×600C30 30×106横梁CD 跨 300×450C3030×106横梁DE 跨 300×600C3030×106横梁2.柱的侧移刚度〔 D 值法〕柱线刚度计算结果如下表：混凝土强 截面尺寸2截面惯性矩线刚度 i c EI c / h柱号度等级〔a/mm × b/mm 〕柱高 h/mEc/KN mIc / ×103 m 4/ ×104 KN mZ 1C30 700×70030×106Z 2C30 ×6550 55030×10：楼层横向框架柱侧移刚度〔 D 值〕计算如下表所示：Ki b K(一般层 )(一般层 )2i c K12柱类型Dic h 2根数i b/ 104KN / mK K(底层 )2(底层 )i c K一层其他层边框架边柱边框架中柱中框架边柱中框架中柱D边框架边柱边框架中柱中框架边柱中框架中柱DA 轴2E 轴2C 轴2D 轴2A 轴2B 轴4E 轴6B 轴2C 轴6D 轴6653520KN/mA 轴2E 轴2C 轴2D 轴2A 轴2B 轴4E 轴6B 轴2C 轴6D 轴6794540KN/m3.横向框架自振周期结构自振周期按顶点位移法计算，将各楼层面处的重力荷载代表值G i作为水平荷载作用在各楼层标高处，按弹性方法求得结构顶点的假想侧移，并考虑填充墙对框架的影响取折减系数r，计算结果如下表结构顶点的假想侧移G/KN nG i/KND i / KN m 1i / mm i / mm楼层V Gii 16999099907945405114582144879454041145832906794540311458443647945402114585582279454011241563237653520T1T T4.横向水平地震作用及楼层地震剪力计算本结构重量和刚度沿高度方向分布比拟均匀，高度不超过40m，变形以剪切变形为主，故水平地震作用采用底部剪力法计算。
高层建筑结构设计水平地震作用
水平荷载与结构计算简化原则
第二节 地震作用
一、特点
地震时，地震波产生地面运动，通过房屋基础使上部结构产生振动， 这就是地震作用。地震作用使结构产生的运动称为地震反应，包括位移、 速度、与加速度，加速度将使结构产生惯性力，过大的惯性力将会影响 结构的正常使用，甚至造成结构的破坏。 地震波使建筑房屋产生竖向振动和水平振动，一般对房屋的破坏主要 由水平振动造成。设计中主要考虑水平地震作用，只有震中附近的高烈 度区域才考虑竖向地震作用。 地震动三要素： 1、强度：反应地震波的幅值，烈度大，强度大。 2、频谱：反应地震波的波形，1962年墨西哥地震时，墨西哥市a=0.05g， 但由于地震卓越周期与结构接近，从而破坏严重。 3、持时：反应地震波的持续时间，短则对结构影响不大。
动速度和位移可能对结构的破坏具有更大影响，但振型反应谱法或底部剪力尚无 法对此作出估计。出于结构安全的考虑，《高层规程》规定了结构各楼层水平地 震剪力最小值的要求，给出了不同烈度下的楼层地震剪力系数（即剪重比），结 构的水平地震作用效应应据此进行相应的调整。 水平地震作用计算时，结构各楼层对应于地震作用标准值的剪力应符合下式要 求：
1、计算范围： 水平地震作用：
• 6度区 （除甲类建筑和IV类场地上的较高房屋
外）可不算 • 7-9度区 （除可不进行上部结构抗震验算的房 屋外）均算
竖向地震作用：
•8、9度大跨度结构和长悬臂结构 •9度的高层建筑
2、水平地震作用的计算原则： – 一般正交布置抗侧力构件的结构，可沿纵横主轴方向分别计算 – 斜交布置抗侧力构件的结构，宜按平行于抗侧力构件方向计算 – 质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应考虑水平地震作用的 扭转影响
5、动力时程分析法
水平地震下框剪结构内力计算的建议
第３ ３卷 第 ４期 ２００７ 年 ２ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ． １３３Ｎｏ． ４
Ｆｂ ２０ ｅ． ０７
・６ ・ ５
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ ［０ ７ ０ ．０ ５０ １０ ．８ ５ ２ ０ ）４０ ６ －２
，一 ，－● ●０Ｉ ，－● ■－‘ ，－ ０ ０ Ｏ ■ － ｌ ｎ ，
层要 比框架大得 多 ， 震剪 力 在底 部绝 大部 分 由抗震 墙承 担 ； 地 而 到上层抗震墙 的层侧移 刚度迅速减 小 ， 架 的侧移 刚度上下 变化 框
基础为两个或多个 子结 构 ， 每个 子结 构可 以分别 独立 分 析 ， 后 可能发生的各种各样 的非线性动力效 应 ， 然 分析 结果可 能导致 在接 再加以综合， 求出地基 的动力刚度， 然后再凝聚到上部结构的子 触面处得到比实际产生的要大的多的拉应力和过剩的剪应力， 使 系统 中 ， 大大减少 了求解 的 自由度 。 最后的结果偏离 实际情 况 。
０ 一 —一
∞
－ ；＝ — 一
一
１楼板 自身平面 内刚度无穷 大 ； ） ２ 结构 的刚度中心与质量 中心重合 ， ） 结构在水 平地震作 用下
不发生扭转 ；
出
Ｅｋ
其中， 为框架一剪力墙计算 截面距底部的距离 ； 为抗震 墙在 ｘ 的转角； 处 ｃ 为某层框架柱的角变侧移刚度之和； ｒ
引言 钢筋混凝土框剪结构在水平地震作用下 的内力计算是个复 杂的空间超静定问题， 要 ：
Ｍ ＝ ：ｉｉ 为质点ｉ ｏ Ｆ （ Ｈ 的计算高度） 据此弯矩等效原则即 。
可建立水平地 震作 用下框剪 结构的转角微 分方程式 ：
混凝土课程设计钢筋混凝土框架结构设计
钢筋钢筋混凝土结构课程设计任务书一、题目：钢筋混凝土结构设计（框架结构）二、设计地址：长春市三、设计任务：钢筋混凝土框架结构设计四、设计内容：一、计算简图的确信：确信计算模型及相应的计算参数。
二、荷载计算：竖向荷载考虑竖向恒荷载、竖向活荷载，不考虑竖向活荷载不利布置。
3、框架结构内力分析及内力组合：选取一榀有代表性的框架在应考虑荷载作用下的内力和位移；别离对框架梁、柱进行内力组合。
4、一榀框架梁、柱，截面设计并知足相应的抗震方法。
五、计算书上画出相应结构施工图。
五、设计条件：一、该建筑为多层办公楼，，地形平坦，Ⅱ类场地；二、建筑平、剖面图的尺寸如图一、2所示。
3、学生承担的具体设计组号见表一4、荷载:(1)永久荷载——2,板底、梁底、梁側采纳20厚混合砂浆抺灰，自重为17kN/m3，钢筋混凝土自重为25kN/m3。
屋盖自重：按2取用（未计入荷载分项系数）。
(2)可变荷载——活、风、雪荷载查标准。
五、材料：混凝土强度品级为不低于C30,梁、柱的主筋采纳HRB400级，其余钢筋均采纳HPB235级。
六、内、外墙别离采纳200mm、300mm厚陶砾混凝土，室内外高差为450mm，土壤冻结深度为，屋面檐口处混凝土女儿墙高600mm平均厚为80mm。
图1图2六、设计功效：结构设计计算书一份：要求有封皮、、目录、详细的计算内容；并在计算书里绘出相应的结构施工图。
计算书（第七组）一、工程概况与设计条件（一）工程概况与结构选型1.该工程为长春市某办公楼，地面以上为3层办公楼，首层层高m,标准层层高为3.6m，室内外地面高差为0.45m，建筑物总高度为3.9+3.6*2+0.45=m，建筑物沿X方向的宽度为33m，沿Y方向的宽度为14.1m。
2.依照建筑的利用功能，衡宇的高度和层数，地质条件，结构材料和施工技术等因素综合考虑，抗侧力结构拟采纳现浇钢筋混凝土框架结构体系。
（二）设计依据本工程依据以下现行国家标准或行业标准进行结构设计：一、《建筑结构靠得住度设计统一标准》GB50068----2001二、《建筑结构荷载标准》（2006版）GB50009----20013、《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223---20204、《建筑抗震设计标准》GB50011----2020五、《混凝土结构设计标准》GB50010----2002六、《高层建筑混凝土结构技术进程》JGJ3---2002（三）设计的大体条件1.建筑结构的设计利用年限、平安品级及建筑抗震设防类别本工程为一般多层民用办公楼，属于一样的建筑物。
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第8章 水平地震作用下的内力和位移计算8.1 重力荷载代表值计算顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载：纵、横梁自重，半层柱自重，女儿墙自重，半层墙体自重。
其他层重力荷载代表值包括：楼面恒载，50%楼面活荷载，纵、横梁自重，楼面上、下各半层柱及纵、横墙体自重。
8.1.1第五层重力荷载代表值计算层高H=3.9m ，屋面板厚h=120mm 8.1.1.1 半层柱自重（b ×h=500mm ×500mm ）:4×25×0.5×0.5×3.9/2=48.75KN 柱自重：48.75KN 8.1.1.2 屋面梁自重()()kNm m m kN m m m kN m m m kN 16.1472)25.06.6(/495.145.06.616.3)3.03(/495.123.06.7/16.3=⨯-⨯+⨯-⨯++⨯+⨯-⨯ 屋面梁自重：147.16KN 8.1.1.3 半层墙自重顶层无窗墙（190厚）：()KN 25.316.66.029.3202.02019.025.14=⨯⎪⎭⎫⎝⎛-⨯⨯⨯+⨯ 带窗墙（190厚）：()()KN 98.82345.002.02019.025.1428.15.16.66.029.3202.02019.025.14=⨯⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⨯+⨯⨯⨯-⨯⎪⎭⎫⎝⎛-⨯⨯⨯+⨯ 墙自重：114.23 KN女儿墙：()KN 04.376.66.1202.02019.025.14=⨯⨯⨯⨯+⨯ 8.1.1.4 屋面板自重kN m m m m kN 78.780)326.7(6.6/5.62=+⨯⨯⨯8.1.1.5 第五层重量48.75+147.16+114.23+37.04+780.78=1127.96 KN 8.1.1.6 顶层重力荷载代表值 G 5 =1127.96 KN8.1.2 第二至四层重力荷载代表值计算层高H=3.9m ，楼面板厚h=100mm8.1.2.1半层柱自重：同第五层，为48.75 KN 则整层为48.75×2=97.5 KN 8.1.2.2 楼面梁自重：()()kNm m m kN m m m kN m m m kN 3.1542)25.06.6(/6.145.06.63.3)3.03(/6.123.06.7/3.3=⨯-⨯+⨯-⨯++⨯+⨯-⨯8.1.2.3半墙自重：同第五层，为27.66KN 则整层为2×27.66×4=221.28 KN 8.1.2.4楼面板自重：4×6.6×（7.6+3+7.6）=480.48 KN8.1.2.5第二至四层各层重量=97.5+154.3+221.28+480.48=953.56 KN 8.1.2.6第二至四层各层重力荷载代表值为：()KN G 61.111336.65.326.76.65.2%5056.9534-2=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+= 活载:Q 2-4=KN 05.160%5036.65.326.76.65.2=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯）（8.1.3 第一层重力荷载代表值计算层高H=4.2m ，柱高H 2=4.2+0.45+0.55=5.2m ，楼面板厚h=100mm 8.1.3.1半层柱自重：（b ×h=500mm ×500mm ）:4×25×0.5×0.5×5.2/2=65 KN 则柱自重：65+48.75=113.75 KN 8.1.3.2楼面梁自重：同第2层，为154.3 KN 8.1.3.3半层墙自重（190mm ）：()()KN 14.3145.002.02019.025.1428.15.16.66.022.4202.02019.025.14=-⨯+⨯⨯⨯-⨯⎪⎭⎫⎝⎛-⨯⨯⨯+⨯二层半墙自重（190mm ）：27.66 KN则墙自重为：（31.14+27.66）×4=235.2 KN 8.1.3.4 楼面板自重：同第2层，为480.48KN第1层重量=113.75+154.3+235.2+480.48=983.73KN 第1层重力荷载代表值为：G 1=983.73+50%×（2.5×6.6×7.6×2+3.5×6.6×3）= 1143.78 KN 活载：Q=50%×（2.5×6.6×7.6×2+3.5×6.6×3）=160.05 KN 综上所述，结构等效总重力荷载代表值为：()()123450.850.850.851013.46917.3731106.654141.39eq E G G G G G G G KN==⨯++++=⨯+⨯+=G eq =0.85G E =0.85×(G 1+G 2+G 3+G 4+G 5)=0.85×(1127.96+1113.61×3+1143.78) =4770.68KN8.2 水平地震作用计算和位移计算8.2.1结构基本自振周期的计算8.2.1.1 框架梁柱的抗侧刚度计算见表6-1、表6-2、表6-3. 表6-1 横梁、框架柱线刚度计算考虑梁柱线刚度比，用D 值法计算各楼层框架柱的侧向刚度。
表6-2 各层柱侧向刚度计算层次 柱别 Kc α()kN/m D ij()∑m KN D /ij屋面层A0.875 0.30 9467 44180B 1.35 0.40 12623C 1.35 0.40 12623D 0.875 0.30 9467 四 A 0.875 0.30 9467 44180B 1.35 0.40 12623C 1.35 0.40 12623D 0.875 0.30 9467 三 A 0.875 0.30 9467 44180B 1.35 0.40 12623C 1.35 0.40 12623D 0.875 0.30 9467 二 A 0.875 0.30 9467 44180B 1.35 0.40 12623C 1.35 0.40 12623D 0.875 0.30 9467 首层 A 1.17 0.53 7056 30354B1.800.618121C 1.80 0.61 8121D 1.17 0.53 70568.2.1.2 结构在重力荷载代表值作用下的假想顶点位移计算详见表6-3.表6-3楼层层高（m）()kNVi()∑mkND/ij()iiijVuDm∆=∑iu(m)屋面层3.9 1127.96 44180 0.0255 0.4381四层 3.9 2241.57 44180 0.0507 0.4126三层 3.9 3355.18 44180 0.0759 0.3619二层 3.9 4468.79 44180 0.1011 0.2860首层 5.2 5612.57 30354 0.1849 0.1849采用假想顶点位移法近似计算结构基本自振周期，考虑填充墙对框架结构的影响，取周期折减系数T=0.7，则结构的基本自振周期为：T1= 1.7= 1.7=0.7877s8.3 横向水平地震作用计算该建筑的质量刚度沿高度分布比较均匀，高度不超过40m，并以剪切变形为主（房屋高宽比小于4），故采用底部剪力法计算横向水平地震作用。
场地影响系数：本工程所在场地为7度设防，设计地震分组为第一组，场地土为Ⅱ类，结构的基本自振周期采用经验公式计算，T1=0.7877s，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）查表5.1.4-1得αmax =0.08，查表5.1.4-2得，Tg=0.35s。
因Tg =0.35s <T1=0.7877s<5Tg=1.75s，查图5.1.5，则地震影响系数为：0386.008.00.17877.035.09.0max2g1=⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=αηαγTT（其中0.9γ=,2η=1.0）各个层水平地震作用标准值、楼层地震剪力及楼层层间位移计算对于多质点体系，根据式1αeqEKGF=EKF----结构总水平地震作用标准值；eqG ----结构等效总重力荷载；eq G =E G χ=∑=nj j G 1χχ----等效重力荷载系数，《建筑抗震设计规范》规定χ=0.85；jG ----集中于质点j 的重力荷载代表值；EK F =4770.68×0.0386=184.15KN根据表5.2.1可知，T 1=0.7877s>1.4T g =0.49s ，故考虑顶部附加水平地震作用的影响，即n δ=0.08×0.7877+0.07=0.13由式KN F F EK n 94.2315.18413.0n =⨯==∆δ 由式EK n nj jjii i F HG H G F )1(1δ-=∑=计算各层水平地震作用标准值，进而求出各楼层地震剪力及楼层层间位移，各层水平地震作用标准值、楼层地震剪力及楼层层间位移计算，计算过程详见表8.1。
表8.1楼层 i G (KN)i H (m) i iG Hi i G H ∑iF (KN)i V (KN) D ∑（KN/m ） eV ∆(m)5 1127.96 20.8 23461.57 72839.02 51.60 75.54 44180 0.0017 4 1113.61 16.9 18820.0141.39 116.93 44180 0.0026 3 1113.61 13 14476.93 31.84 148.77 44180 0.0034 2 1113.619.110133.85 22.29 171.06 44180 0.0039 11143.78 5.25946.6613.08184.14303540.0061楼层最大位移与楼层层高之比:550185212.50061.0h u <==∆ 故满足位移要求。
8.4 内力计算横向框架在水平作用下的内力计算采用D 值法。
8.4.1 反弯点高度计算反弯点高度比的计算结果如下表8.2表8.28.4.2 弯矩、剪力计算水平地震作用下的柱端剪力按下式计算，即：jijijij V DD V ∑=式中 ij V ----第j 层第i 柱的层间剪力；jV ----第j 层的总剪力标准值；ij D-----第j层所有柱的抗侧刚度之和；ijD ----第j 层第i 柱的抗侧刚度。
水平地震作用下的柱端弯矩按下式计算，即hy M ij c )1(V -=上yhM ij c V =下框架在水平地震作用下的柱端剪力和柱端弯矩计算方法与风荷载作用下的柱端弯矩、柱端剪力计算方法相同。