底部剪力法步骤
底部剪力法
罕遇地震 ----- 0.50(0.72) 0.90(1.20) 1.540
例1：试用底部剪力法计算图示框架多遇地 震时的层间剪力。已知结构的基本周期 T1=0.467s ,抗震设防烈度为8度,Ⅱ类场地, 设计地震分组为第二组。
m3 180t K3 98MN/m m2 270 t K2 195 MN/m m1 270t K1 245 MN/m
6.0
例1：试用底部剪力法计算图示框架多遇地 震时的层间剪力。已知结构的基本周期 T1=0.467s ,抗震设防烈度为8度,Ⅱ类场地, 设计地震分组为第二组。
m3 180t K3 98MN/m m2 270 t K2 195 MN/m m1 270t K1 245 MN/m
解：（1）计算结构等效总重力荷载代表值 Geq 5997 .6kN
解：（1）计算结构等效总重力荷载代表值 Geq 5997 .6kN
（2）计算水平地震影响系数 地震特征周期分组的特征周期值（s）
max 0.16 Tg 0.4s
Tg T1 5Tg
1
(Tg T
) 2 max
场地类别
第一组 第二组 第三组
Ⅰ 0.25 0.30 0.35
Ⅱ 0.35 0.40 0.45
n
Geq 0.85 Gk k i
（2）计算水平地震影响系数（查表，查图）
（3）计算结构总的水平地震作用标准值 FEK 1Geq
（4）顶部附加水平地震作用 n
（5）计算各层的水平地震作 用标准值
Fi
H iGi
n
FEK (1 n )
H kGk
k 1
（6）计算各层的层间剪力
n
Vi Fk Fn
Fi
H iGi
计算水平地震作用的底部剪力法
—高振型影响系数 (规范取0.85)
FEK 1Geq
Geq—结构等效总重力荷载代表值，0.85G
二、各质点的水平地震作用标准值的计算
Fi F 1i 1 1 x1i Gi
Fn Fk
Gk
1 1H i Gi
FEK F1k 1 1H k Gk
k 1 k 1 n n
（4）顶部附加水平地震作用
Fn n FEK 1.4Tg 0.56
顶部附加地震作用系数
Tg ( s)
0.35
T1 1.4Tg
T1 1.4Tg
0 0 0
T1 1.4Tg
n 0
0.08T1 0.07 0.35 ~ 0.55 0.08T1 0.01
0.55
（5）计算各层的水平地震作 用标准值 HG
地震影响
地震影响系数最大值（阻尼比为0.05）
烈度 6 7 8 9
多遇地震
罕遇地震
0.04
-----
0.08(0.12)
0.50(0.72)
0.16(0.24)
0.90(1.20)
0.32
1.40
例1：试用底部剪力法计算图示框 架多遇地震时的层间剪力。已知 结构的基本周期T1=0.467s ,抗震 设防烈度为8度,Ⅱ类场地,设计地 震分组为第二组。
各层水平地震作用
Fi H i Gi
H
k 1
n
FEK
层 6 Gi (kN) 3856.9 Hi (m) 17.45 Gi Hi (kN.m) 67320.9 75003.75 61274.25 47544.75 33815.25 Fi (kN) 884.5 Vi (kN) 884.5 1870.2 2675.5 3300.3 3744.7 4025.1
第八讲底部剪力法
注意:H1=3.5m, H2=7.0m H3=10.5m
V1=F1+F2+F3=833.7KN V2=F2+F3=667.0KN V3=F3=333.5KN
振型分解法的结果：
V1=845.8 V2=671.6KN V3=335.8KN
V3 V2 V1
的地震作用效应按计算结果放大3
倍，但增大的2倍不向下传递。
3 算例比较
用底部剪力法计算如图结构的层间地震剪力。 8度第一组，多遇烈度,Ⅲ类场地。层高3.5米。
解：结构的基本周期 T1=0.467s，Tg=0.45s
1)、等效总重力荷载代表值：
Geq=0.85ΣGi =5997.6KN
例： 用底部剪力法计算如图结构的层间地震剪 力。8度第一组，多遇烈度,Ⅲ类场地。层高3.5 米。
g1=1.363, g2=-0.428 , g3=0.063
n
mi x ji
i1
j
n
mi
x
2 ji
i 1
4) 计算各振m型i j各x j楼i ( x层g (的t ) 地 震j (作t )用)max Fji j j x jiGi
第一振型地震作用
F11=167.4KN F12=334.4KN F13=334.2KN 第二振型地震作用
Fn n FEK
Tg(s) <0.35
T1>1.4Tg 0.08T10.07
0.35--0.55 0.08T10.01
0.55
0.08T1-0.02
顶层： F Fn Fn
Fn n FEK
其它层
Fi
Gi Hi Gi Hi
Fek (1 - n )
Fn+1 ×3
底部剪力法
顶部附加地震作用系数
Tg (s) T1 1 . 4 T g T1 1 . 4 T g
0 . 35 0 . 35 ~ 0 . 55 0 . 55
n
F EK (1 n )
F Ek 1G eq
0 . 08 T1 0 . 07 0 . 08 T1 0 . 01 0 . 08 T1 0 . 02
G6 2.70 G5 2.70 G4 2.70 G3 G2 G1 2.70 2.70 2.95
由于多层砌体房屋中纵向或横向承重墙体的数量较多， 房屋的侧移刚度很大，因而其纵向和横向基本周期较短，一 般均不超过0.25s。所以规范规定，对于多层砌体房屋，确 定水平地震作用时采用 1 max 。并且不考虑顶部附加 水平地震作用。
270 9 . 8 3 . 5 270 9 . 8 3 . 5 270 9 . 8 7 180 9 . 8 10 . 5 270 9 . 8 7 . 0 270 9 . 8 3 . 5 270 9 . 8 7 180 9 . 8 10 . 5 180 9 . 8 10 . 5 270 9 . 8 3 . 5 270 9 . 8 7 180 9 . 8 10 . 5
333 . 5 166 . 7
m 2 270 t m 1 270 t
第9讲 底部剪力法
12
例2：六层砖混住宅楼，建造于基本烈度为8度 区，场地为Ⅱ类，设计地震分组为第一组，根 据各层楼板、墙的尺寸等得到恒荷和各楼面活 荷乘以组合值系数，得到的各层的重力荷载代 表值为G1=5399.7kN, G2=G3=G4=G5=5085kN, G6=3856.9kN。试用底部剪力法计算各层地震剪 力标准值。
简述确定结构地震作用的底部剪力法的基本原理适用范围和步骤
简述确定结构地震作用的底部剪力法的基本原理适用范围和步骤1. 引言1.1 概述底部剪力法是一种常用的结构抗震设计方法，通过对结构底部的剪力进行控制和分配，以提高结构的整体抗震性能。
它基于结构地震作用的特点和结构体系的响应机制，能够较为准确地评估结构在地震作用下的抗震性能，并为工程实践中的建筑设计提供依据。
1.2 文章结构本文将详细介绍底部剪力法的基本原理、适用范围和步骤。
首先，我们将阐述底部剪力概念以及影响结构地震作用的因素；其次，我们将介绍底部剪力法的基本原理及其推导过程；接着，我们将讨论底部剪力法适用范围，并讨论建筑类型、结构形式和地震烈度等因素对其限制；最后，我们将给出底部剪力法的具体步骤，包括确定设计地震加速度谱和周期参数、计算结构质量和弹性刚度分布情况以及确定结构基底剪力分配系数并进行抗震验算。
最后，我们将对底部剪力法的基本原理和适用范围进行总结，并展望其在工程实践中的应用前景。
1.3 目的本文旨在清晰地介绍底部剪力法的基本原理、适用范围和步骤，以帮助读者更好地理解和运用该方法进行结构抗震设计。
通过阐述其基本原理和推导过程，读者可以深入了解底部剪力法的内涵；而讨论其适用范围和局限性则有助于读者准确地选择适合的场景应用该方法；最后，给出的具体步骤可以指导读者在实际工程项目中应用底部剪力法进行抗震设计。
通过本文的阐述，我们希望提高读者对底部剪力法及其应用的认识水平，并促进该方法在工程实践中的广泛应用。
2. 底部剪力法的基本原理2.1 底部剪力的概念底部剪力是指地震作用下，建筑结构底部承受的水平力。
在结构设计中，底部剪力是一个重要的参数，它能够直接体现结构在地震作用下的抗震性能。
2.2 结构地震作用的影响因素对于一个建筑结构来说，其受到地震作用的程度取决于多个因素。
其中包括建筑物所处的地区地震烈度、土壤条件、结构和材料等因素。
这些因素会直接影响到结构所承受的地震力大小及其分布情况。
2.3 底部剪力法的基本原理及其推导过程底部剪力法是一种常用的简化方法，用于确定结构在地震作用下底部所承受的最大水平力。
第三章 计算水平地震作用的底部剪力法(第10节课讲义)
Fi F1i 1 1x1iGi
Fn
1 1H iGi
n
n
FEK F1k 1 1H kGk
k 1
k 1
n
1 1 H kGk k 1
Fk
Gk
H k
F1
G1
H1
n
1 1 FEK / H kGk k 1
Fi
H iGi
n
FEK
H kGk
k 1
地震作用下各楼层水平地震层间剪力为
n
Vi Fk k i
例3：四层钢筋混凝土框架结构，建造于基本 G4 =831. 6
3.36
烈度为8度区，场地为Ⅱ类，设计地震分组为 G3 =1039. 6
第一组，层高和层重力代表值如图所示。结构
3.36
G2 =1039. 6
的基本周期为0.56s,试用底部剪力法计算各层
3.36
地震剪力标准值。
G1 =1122.7 4.36
屋按下表,其它可不考虑。
顶部附加地震作用系数
Fi
H iGi
n
FEK (1 n )
H kGk
k 1
Tg (s) Tg 0.35 0.35 Tg 0.55 Tg 0.55
T1 1.4Tg 0.08T1 0.07 0.08T1 0.01 0.08T1 0.02
T1 1.4Tg 0 0 0
三、顶部附加地震作用的计算
Fi
H iGi
n
FEK
H kGk
k 1
FEk 1Geq
Fn
Fn
Fk
Gk
H k
当结构层数较多时，按上式计算出的水平地震
作用比振型分解反应谱法小。
为了修正，在顶部附加一个集中力 Fn 。 F1
《底部剪力法》课件
01
03
底部剪力法的应用范围较广，可以适用于不同类型和 规模的结构，包括高层建筑、大跨度结构、桥梁等。
04
底部剪力法在计算结构的地震响应时，能够考虑结构 的非线性行为和土-结构相互作用的影响，为结构的抗 震分析和设计提供了更为精确的方法。
对未来研究的建议与展望
进一步研究底部剪力法在不同地震作 用和不同场地条件下的适用性和精度 ，以提高其在实际工程中的应用价值 。
考虑地震动方向影响
考虑结构阻尼
底部剪力法能够考虑地震动方向的影响， 从而更准确地反映地震作用下的结构反应 。
该方法在计算过程中考虑了结构的阻尼效 应，能够更真实地反映结构的动力特性。
缺点分析
简化假设限制
底部剪力法基于一系列简化假设，如均匀质量分布、刚性楼板等，这 些假设在实际工程中可能不成立，导致计算结果存在误差。
隧道结构案例分析
计算结果与讨论
底部剪力法的计算结果分析 底部剪力法与其他方法的比较分析
底部剪力法的优缺点分析
04 底部剪力法的优 缺点分析
优点分析
计算简便
适用范围广
底部剪力法基于地震动输入和结构动力方 程，通过一系列简化计算，得出结构的地 震反应，计算过程相对简便。
该方法适用于多层和高层结构的抗震分析 ，尤其适用于不规则结构的简化计算。
原理
基于地震作用的等效原理，将地震动加速度记录转换为等效的底部剪力，然后 利用结构的质量分布和刚度矩阵计算结构的动力反应。
适用范围与限制
适用范围
底部剪力法适用于计算多层结构的水平地震反应，尤其适用于不规则结构的简化 计算。
限制
由于底部剪力法是一种简化方法，其计算精度相对较低，不适用于复杂结构的精 细分析。此外，对于大跨度结构和高层钢结构，底部剪力法的计算结果可能存在 较大误差。
计算水平地震作用的底部剪力法【免费文档】
职业技术学院
Gi Hi (kN.m) 67320.9 75003.75 61274.25 47544.75 33815.25 21328.82 306269.72
Fi (kN) 884.5 985.7 805.3 624.8 444.4 280.4 4025.1
Vi (kN) 884.5 1870.2 2675.5 3300.3 3744.7 4025.1
例2:基本烈度为8度,场地为Ⅱ类,设计地 震分组为第一组,G1=5399.7kN, G2=G3=G4=G5=5085kN, G6=3856.9kN。计算 各层地震剪力标准值。
职业技术学院
解: 结构总水平地震作用标准值
地震影响系数最大值（阻尼比为0.05）
地震影响
烈度
6
7
8
9
多遇地震 0.04 0.08(0.12) 0.16(0.24) 0.32
震害表明,突出屋面的屋顶间(电 梯机房、水箱间)、女儿墙、烟囱等, 它们的震害比下面的主体结构严重。
职业技术学院
原因是由于突出屋面的这些结构的质量和刚度突然 减小,地震反应随之增大。---鞭端效应。
《抗震规范》规定:采用底部剪力法时,突出屋面的 屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应,宜乘以增大 系数3。此增大部分不应向下传递,但与该突出部分相连 的构件应计入。
m1 270t K1 245 MN/m
表值
n
Geq 0.85 Gk 0.85 (270 270 180 ) 9.8
k i
5997.6kN
(2)计算水平地震影响系数
地震影响系数最大值（阻尼比为0.05）
查表得 max 0.16 地震影响 6
烈度
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底部剪力法步骤
底部剪力法是一种结构力学计算方法，适用于梁、板等结构中的底部剪力计算。
其步骤如下：
1. 在结构中选取一小段，长度为Δx，宽度为b，高度为h。
2. 将这一小段切割出来，分析它所受到的剪力。
3. 将这一小段的几何形状近似看成矩形，计算其惯性矩I和截面面积A。
4. 计算这一小段所受到的剪力Q，可通过结构分析软件进行计算。
5. 计算这一小段所受到的剪应力τ=Q/(b*h)。
6. 将所有小段的剪应力τ累加，得到结构中某一截面的总剪应力。
7. 根据结构的受力情况，得出截面的抗剪承载力。
8. 如果截面的总剪应力小于抗剪承载力，则该截面满足抗剪强度要求。
如果大于抗剪承载力，则需要进行加强或重新设计。
底部剪力法是一种简便易行的计算方法，常用于工程实践中。
但是需要注意的是，该方法只适用于底部剪力的计算，对于其他受力情况需要采用其他计算方法。
- 1 -。