第11讲底部剪力法.pptx

1计算水平地震作用的底部剪力法计算水平地震作用的底部剪力法一、底部剪力的计算一、底部剪力的计算Geq结构等效总重力荷载代表值，结构等效总重力荷载代表值，0.85G0.85G地震作用下各楼层水平地震层间剪力为地震作用下各楼层水平地震层间剪力为二、各质点的水平地震作用标准值的计算二、各质点的水平地震作用标准值的计算H1G1GkHk2三、顶部附加地震作用的计算三、顶部附加地震作用的计算 当结构层数较多时，按上式计算出的水平地震当结构层数较多时，按上式计算出的水平地震作用比振型分解反应谱法小。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为了修正，在顶部附加一个集中力 。H1G1GkHk-结构总水平地震作用标准值；结构总水平地震作用标准值；-相应于结构基本周期的水平地震相应于结构基本周期的水平地震影响系数；多层砌体房屋、底部框架影响系数；多层砌体房屋、底部框架和多层内框架砖房，宜取水平地震影和多层内框架砖房，宜取水平地震影响系数最大值；响系数最大值；-结构等效总重力荷载结构等效总重力荷载；-i-i质点水平地震作用质点水平地震作用；-i-i质点重力荷载代表值质点重力荷载代表值；-i-i质点的计算高度；质点的计算高度；-顶部附加地震作用系数，多层内框架顶部附加地震作用系数，多层内框架 砖房取砖房取0.2,0.2,多层刚混、钢结构房屋按多层刚混、钢结构房屋按 下表下表,其它可不考虑。其它可不考虑。顶部附加地震作用系数顶部附加地震作用系数3四、底部剪力法适用范围四、底部剪力法适用范围 底部剪力法适用于一般的多层砖房等砌体结构、内底部剪力法适用于一般的多层砖房等砌体结构、内框架和底部框架抗震墙砖房、单层空旷房屋、单层工业框架和底部框架抗震墙砖房、单层空旷房屋、单层工业厂房及多层框架结构等厂房及多层框架结构等低于低于40m40m以以剪切变形剪切变形为主的为主的规则规则房屋房屋。五、鞭端效应五、鞭端效应 地震作用下突出建筑物屋面的附属小建筑物，如电地震作用下突出建筑物屋面的附属小建筑物，如电梯间等，都将遭到严重破坏。这类小建筑物由于质量和梯间等，都将遭到严重破坏。这类小建筑物由于质量和刚度突然变小，高振型影响较大，会产生刚度突然变小，高振型影响较大，会产生鞭端效应。鞭端效应。采用底部剪力法时，突出屋面的屋顶间、女儿墙、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，应乘以增大系数烟囱等的地震作用效应，应乘以增大系数3 3，此增大部，此增大部分不应往下传递。分不应往下传递。4六、底部剪力六、底部剪力法计算步骤法计算步骤（1 1）计算结构等效总重力荷载代表值）计算结构等效总重力荷载代表值（2 2）计算水平地震影响系数（查表，查图）计算水平地震影响系数（查表，查图）（3 3）计算结构总的水平地震作用标准值）计算结构总的水平地震作用标准值（4 4）顶部附加水平地震作用）顶部附加水平地震作用（5 5）计算各层的水平地震作）计算各层的水平地震作用标准值用标准值（6 6）计算各层的层间剪力）计算各层的层间剪力5六、底部剪力法应用举例六、底部剪力法应用举例例例1 1：试用底部剪力法计算图示框：试用底部剪力法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。已知架多遇地震时的层间剪力。已知结构的基本周期结构的基本周期T T1 1=0.467s,=0.467s,抗震抗震设防烈度为设防烈度为8 8度度,类场地类场地,设计地设计地震分组为第二组。震分组为第二组。解：解：（1 1）计算结构等效总重力荷载代表值）计算结构等效总重力荷载代表值10.5m7.0m3.5m（2 2）计算水平地震影响系数）计算水平地震影响系数查表得查表得1.401.400.90(1.200.90(1.20)0.50(0.720.50(0.72)-罕遇地震罕遇地震0.320.320.16(0.240.16(0.24)0.08(0.120.08(0.12)0.040.04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）6解：解：（1 1）计算结构等效总重力荷载代表值）计算结构等效总重力荷载代表值例例1 1：试用底部剪力法计算图示框架多遇地震：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时的层间剪力。已知结构的基本周期T1=0.467s,T1=0.467s,抗震设防烈度为抗震设防烈度为8 8度度,类场地类场地,设计地震分组为第二组。设计地震分组为第二组。10.5m7.0m3.5m（2 2）计算水平地震影响系数）计算水平地震影响系数地震特征周期分组的特征周期值（地震特征周期分组的特征周期值（s s）0.90 0.65 0.450.35第三组第三组0.75 0.55 0.400.30第二组第二组0.65 0.45 0.35 0.25第一组第一组 场地类别场地类别（3 3）计算结构总的水）计算结构总的水平地震作用标准值平地震作用标准值7例例1 1：试用底部剪力法计算图示框架多遇地震：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时的层间剪力。已知结构的基本周期T1=0.467s,T1=0.467s,抗震设防烈度为抗震设防烈度为8 8度度,类场地类场地,设计地震分组为第二组。设计地震分组为第二组。解：解：（1 1）计算结构等效总重力荷载代表值）计算结构等效总重力荷载代表值10.5m7.0m3.5m（2 2）计算水平地震影响系数）计算水平地震影响系数（3 3）计算结构总的水平地震作用标准值）计算结构总的水平地震作用标准值（4 4）顶部附加水平地震作用）顶部附加水平地震作用顶部附加地震作用系数顶部附加地震作用系数（5 5）计算各层的水平地震作）计算各层的水平地震作用标准值用标准值8例例1 1：试用底部剪力法计算图示框架多遇地震：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时的层间剪力。已知结构的基本周期T1=0.467s,T1=0.467s,抗震设防烈度为抗震设防烈度为8 8度度,类场地类场地,设计地震分组为第二组。设计地震分组为第二组。解：解：（1 1）计算结构等效总重力荷载代表值）计算结构等效总重力荷载代表值10.5m7.0m3.5m（2 2）计算水平地震影响系数）计算水平地震影响系数（3 3）计算结构总的水平地震作用标准值）计算结构总的水平地震作用标准值（4 4）顶部附加水平地震作用）顶部附加水平地震作用（5 5）计算各层的水平地震作用标准值）计算各层的水平地震作用标准值9例例1 1：试用底部剪力法计算图示框架多遇地震：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时的层间剪力。已知结构的基本周期T1=0.467s,T1=0.467s,抗震设防烈度为抗震设防烈度为8 8度度,类场地类场地,设计地震分组为第二组。设计地震分组为第二组。解：解：（1 1）计算结构等效总重力荷载代表值）计算结构等效总重力荷载代表值10.5m7.0m3.5m（2 2）计算水平地震影响系数）计算水平地震影响系数（3 3）计算结构总的水平地震作用标准值）计算结构总的水平地震作用标准值（4 4）顶部附加水平地震作用）顶部附加水平地震作用（5 5）计算各层的水平地震作用标准值）计算各层的水平地震作用标准值（6 6）计算各层的层间剪力）计算各层的层间剪力振型分解反应谱法结果2024/4/14 周日第9讲 底部剪力法10例例2 2：四层钢筋混凝土框架结构，建造于基本烈度为：四层钢筋混凝土框架结构，建造于基本烈度为8 8度区，场度区，场地为地为类，设计地震分组为第一组，层高和层重力代表值如图类，设计地震分组为第一组，层高和层重力代表值如图所示。结构的基本周期为所示。结构的基本周期为0.56s,0.56s,试用底部剪力法计算各层地震试用底部剪力法计算各层地震剪力标准值。剪力标准值。解：解：4.363.363.36G4=831.6G3=1039.6G2=1039.6G1=1122.73.36(1)(1)计算结构等效总重力荷载代表值计算结构等效总重力荷载代表值11例例2 2：四层钢筋混凝土框架结构，建造于基本烈度为：四层钢筋混凝土框架结构，建造于基本烈度为8 8度区，场度区，场地为地为类，设计地震分组为第一组，层高和层重力代表值如图类，设计地震分组为第一组，层高和层重力代表值如图所示。结构的基本周期为所示。结构的基本周期为0.56s,0.56s,试用底部剪力法计算各层地震试用底部剪力法计算各层地震剪力标准值。剪力标准值。解：解：4.363.363.36G4=831.6G3=1039.6G2=1039.6G1=1122.73.36(2)(2)计算水平地震影响系数计算水平地震影响系数（3 3）计算结构总的水平地震作用标准值）计算结构总的水平地震作用标准值12例例2 2：四层钢筋混凝土框架结构，建造于基本烈度为：四层钢筋混凝土框架结构，建造于基本烈度为8 8度区，场度区，场地为地为类，设计地震分组为第一组，层高和层重力代表值如图类，设计地震分组为第一组，层高和层重力代表值如图所示。结构的基本周期为所示。结构的基本周期为0.56s,0.56s,试用底部剪力法计算各层地震试用底部剪力法计算各层地震剪力标准值。剪力标准值。解：解：结构总水平地震作用标准值结构总水平地震作用标准值4.363.363.36G4=831.6G3=1039.6G2=1039.6G1=1122.73.36(4)(4)顶部附加水平地震作用顶部附加水平地震作用顶部附加地震作用系数13例例2 2：四层钢筋混凝土框架结构，建造于基本烈度为：四层钢筋混凝土框架结构，建造于基本烈度为8 8度区，场度区，场地为地为类，设计地震分组为第一组，层高和层重力代表值如图类，设计地震分组为第一组，层高和层重力代表值如图所示。结构的基本周期为所示。结构的基本周期为0.56s,0.56s,试用底部剪力法计算各层地震试用底部剪力法计算各层地震剪力标准值。剪力标准值。解：解：结构总水平地震作用标准值结构总水平地震作用标准值4.363.363.36G4=831.6G3=1039.6G2=1039.6G1=1122.73.36顶部附加水平地震作用顶部附加水平地震作用(5)(5)各层水平地震作用各层水平地震作用4321 Vi(kN)(kN)Fi (kN)GiHi(kN.m)Hi (m)Gi(kN)层层831.614.4412008.3111.919.7131.6(6)(6)各层水平地各层水平地震剪力标准值震剪力标准值14131.6238.9313.7359.319.7111.9107.374.845.6339.612008.311517.78024.94895.036445.914.4411.087.724.36831.61039.51039.51122.74033.34321 Vi(kN)(kN)Fi (kN)GiHi(kN.m)Hi (m)Gi(kN)层层4.363.363.363.36Fi4.363.363.363.36Vi15例例3 3：试用底部剪力法计算图示框：试用底部剪力法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。已知架多遇地震时的层间剪力。已知结构的基本周期结构的基本周期T T1 1=0.7s,=0.7s,抗震设抗震设防烈度为防烈度为7 7度（度（0.15g0.15g）,III,III类场类场地地,设计地震分组为第二组。设计地震分组为第二组。解：解：（1 1）计算结构等效总重力荷载代表值）计算结构等效总重力荷载代表值10.5m7.0m3.5m（2 2）计算水平地震影响系数）计算水平地震影响系数查表得查表得1.401.400.90(1.200.90(1.20)0.50(0.720.50(0.72)-罕遇地震罕遇地震0.320.320.16(0.240.16(0.24)0.08(0.120.08(0.12)0.040.04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）16解：解：（1 1）计算结构等效总重力荷载代表值）计算结构等效总重力荷载代表值（2 2）计算水平地震影响系数）计算水平地震影响系数地震特征周期分组的特征周期值（地震特征周期分组的特征周期值（s s）0.90 0.65 0.450.35第三组第三组0.75 0.55 0.400.30第二组第二组0.65 0.45 0.35 0.25第一组第一组 场地类别场地类别（3 3）计算结构总的水）计算结构总的水平地震作用标准值平地震作用标准值例例3 3：试用底部剪力法计算图示框：试用底部剪力法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。已知架多遇地震时的层间剪力。已知结构的基本周期结构的基本周期T T1 1=0.7s,=0.7s,抗震设抗震设防烈度为防烈度为7 7度（度（0.15g0.15g）,III,III类场类场地地,设计地震分组为第二组。设计地震分组为第二组。12m8.0m4.0m17解：解：（1 1）计算结构等效总重力荷载代表值）计算结构等效总重力荷载代表值（2 2）计算水平地震影响系数）计算水平地震影响系数（3 3）计算结构总的水平地震作用标准值）计算结构总的水平地震作用标准值（4 4）顶部附加水平地震作用）顶部附加水平地震作用顶部附加地震作用系数顶部附加地震作用系数（5 5）计算各层的水平地震作）计算各层的水平地震作用标准值用标准值例例3 3：试用底部剪力法计算图示框：试用底部剪力法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。已知架多遇地震时的层间剪力。已知结构的基本周期结构的基本周期T T1 1=0.7s,=0.7s,抗震设抗震设防烈度为防烈度为7 7度（度（0.15g0.15g）,III,III类场类场地地,设计地震分组为第二组。设计地震分组为第二组。12m8.0m4.0m18例例3 3：试用底部剪力法计算图示框试用底部剪力法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。已知架多遇地震时的层间剪力。已知结构的基本周期结构的基本周期T T1 1=0.7s,=0.7s,抗震设抗震设防烈度为防烈度为7 7度（度（0.15g0.15g）,III,III类场类场地地,设计地震分组为第二组。设计地震分组为第二组。解：解：（1 1）计算结构等效总重力荷载代表值）计算结构等效总重力荷载代表值12m8.0m4.0m（2 2）计算水平地震影响系数）计算水平地震影响系数（3 3）计算结构总的水平地震作用标准值）计算结构总的水平地震作用标准值（4 4）顶部附加水平地震作用）顶部附加水平地震作用（5 5）计算各层的水平地震作用标准值）计算各层的水平地震作用标准值19例例3：试用底部剪力法计算图示框试用底部剪力法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。已知架多遇地震时的层间剪力。已知结构的基本周期结构的基本周期T T1 1=0.7s,=0.7s,抗震设抗震设防烈度为防烈度为7 7度（度（0.15g0.15g）,III,III类场类场地地,设计地震分组为第二组。设计地震分组为第二组。解：解：（1 1）计算结构等效总重力荷载代表值）计算结构等效总重力荷载代表值10.5m7.0m3.5m（2 2）计算水平地震影响系数）计算水平地震影响系数（3 3）计算结构总的水平地震作用标准值）计算结构总的水平地震作用标准值（4 4）顶部附加水平地震作用）顶部附加水平地震作用（5 5）计算各层的水平地震作用标准值）计算各层的水平地震作用标准值（6 6）计算各层的层间剪力）计算各层的层间剪力2024/4/14 周日第9讲 底部剪力法20简述结构的功能要求有哪些？简述结构的功能要求有哪些？何为鞭端效应？如何考虑这种效应？何为鞭端效应？如何考虑这种效应？底部剪力法中等效重力荷载代表值底部剪力法中等效重力荷载代表值Geq如何计算？如何计算？2024/4/14 周日第9讲 底部剪力法211、.一简支屋面板，板跨一简支屋面板，板跨l0=4.0m，荷载的标，荷载的标准值：永久荷载准值：永久荷载(包括板自重包括板自重)gk=3kN/m，不不上人上人屋面板活荷载屋面板活荷载qk=3kN/m，组合值系数为，组合值系数为0.70.7；屋面雪荷载；屋面雪荷载qk=2.5kN/m组合值系数为组合值系数为0.70.7；屋面积灰荷载；屋面积灰荷载qk=2.0kN/m，组合值系数，组合值系数为为0.9。结构安全等级为二级，试求简支板跨结构安全等级为二级，试求简支板跨中截面荷载效应设计值中截面荷载效应设计值M M。22