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华南理工大学2015 建筑结构抗震大作业答题纸

2015年建筑结构抗震大作业答题纸

注意:所有答案一律写在答题纸上。

一. 单项选择题(每题1分,20题,共20分)

华南理工大学2015 建筑结构抗震大作业答题纸

二. 填空题(每题4分,5题,共20分)

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三. 判断题(每题1分,5题,共5分)

华南理工大学2015 建筑结构抗震大作业答题纸

四.问答题(每题10分,4题,共40分)

1. 答:这一说法不正确。因为“概念设计”强调,在工程设计一开始,就应把握好能量输入、房屋体形、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的抗震薄弱环节,再辅以必要的计算和构造措施,就有可能使设计出的房屋建筑具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。

2. 答:不是的。

一、在《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)中规定,下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算:

(1)砌体房屋;

(2)地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的一般单层厂房、单层空旷房屋和不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋及与其基础荷载相当的多层框架厂房;

(3)本规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。

二、《构筑物抗震设计规范》(GB50191—93)规定下列天然地基上构筑物,可不进行地基和基础承载力验算:

(1)6度时的构筑物。

(2)7度、8度和9度时,地基静承载力标准值分别大于80、100、120kPa且高度不超过25m的构筑物。

(3)规范规定可不进行上部结构抗震验算的构筑物。

3. 答:观点是正确的。在地基整体性能较好的前提下,柱子截面当然是大点好。但是也应该考虑以下几个方面:

(1).根据结构抗震等级确定最大轴压比,根据最大轴压比,确定满足要求的框架柱最小截面;

(2).尽量避免形成短柱(即一般要求柱的梁下净高与柱截面长边边长的比值,宜大于4,也即柱截面不宜过大),但有时是无法避免的,如楼梯间休息平台等

层高较小处;

(3).根据以上原则初步确定一个柱截面进行试算,并查看配筋结果,若配筋过大(特别是纵筋),超过规范规定的最大配筋率,应调整加大柱截面或调整结构布置方案,同时配筋太大时,适当加大柱截面可便于施工时钢筋的排放的绑扎,保证工程质量;

(4).重要部位的柱截面(如门厅、大堂、外露的连层高柱等),要考虑装饰效果时,应提给建筑专业进行确认;

(5).框架柱作为竖向抗侧力构件,尚需满足结构整体计算的抗侧和变形要求;

(6).对于住宅等比较精细的室内空间,在满足以上要求的前提下,柱截面越小越好,同时要优化结构布置,以最大限度的减少结构构件的外露影响,方便使用。

4. 答:应该采取以下抗震措施:

一、在外墙转角和内外墙交接处及大的洞口两侧、楼(电)梯间增设抗震构造柱。墙内的柱距不宜大于层高且不宜大于4.2米。

二、设圈梁。圈梁的作用是箍住楼板,贯穿墙身,增加建筑物整体性,发挥各片砖墙在平

面内的抗剪承载力,提高楼盖的水平刚度,限制墙体斜裂缝的开展和延伸,提高房屋的竖向刚度,防止建筑物不均匀沉降,抵抗地震和其他振动对建筑物的不良影响。

三、采用配筋砌体。水平配筋砌体墙承载力随着配筋率的增加而增加,其变形能力也与之

成比例提高,比无筋砌体墙的变形能力提高一倍以上。但这显然是要增加成本和造价的。

四、平、立面布置规则,使各部位受力均匀,减少薄弱环节。由于地震作用的随机性和复杂性,从历次的震害分析,体型不规则结构震害较重。如果无法将改变建筑的布局,那么可以通过设置防震缝将复杂的建筑分成规则的单元,减轻震害。楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处,因为房屋两端外墙角容易发生破坏,并且楼梯设在尽端也不利于人员的疏散。楼梯间的横墙由于楼梯踏步板的斜撑作用而引来水平地震作用,破坏程度比其它横墙要严重。楼梯间横墙宜贯通房屋全宽。

五、控制房屋的高度、层数、层高和高宽比,对于医院教学楼等空旷建筑,总高度、总层数应降低,层高不要超过3.6米。

六、结构体系要合理,应优先采用纵横墙共同承重的结构体系。

五.计算题(20分)

解:采用底部剪力法

先依据地震设防烈度查一下表,得到水平地震影响系数最大值0.08(多遇地震),因为T1=0.4s,Tg=0.25s,所以T1>1.4Tg=0.35,利用地震影响反应谱曲线,计算出水平地震作用影响系数0.08*1.0(0.25/4)^0.9=0.0524

计算底部剪力

结构总重力荷载Ge=2000+1800+1800=5600KN

结的底部剪力Fek=Geq =0.85*5600*0.0524=249.42KN

考虑顶部附加地震作用,因为T1>1.4 Tg=0.35,则需考虑结构顶部附加集中作用,查顶部附加地震作用系数表,T1≤0.35,T1>1.4Tg时,0.08T1+0.07,得0.08*0.4+0.07=0.102,则0.102*249.42=25.44KN

计算各质点上水平地震作用:各层高H1=4.5m,H2=8.1m,H3=11.7m

第一层水平地震作用力为

F1=2000*4.5/(2000*4.5+1800*8.1+1800*11.7)*( 249.42-25.44)=45.16KN

第二层水平地震作用力为

F2=1800*8.1/(2000*4.5+1800*8.1+1800*11.7)*( 249.42-25.44)=73.15KN

第三层水平地震作用力为

F3=1800*11.7/(2000*4.5+1800*8.1+1800*11.7)*( 249.42-25.44)+25.44=131. 11KN

第一层地震剪力为249.42KN

第二层地震剪力为249.42-73.15=176.27KN

第三层地震剪力为131.11KN

第一层水平地震作用下位移U1=249.42/2400=0.104mm

第二层水平地震作用下位移U2=176.27/2200=0.08mm

第三层水平地震作用下位移U3=131.11/1800=0.073mm

该结构在水平地震作用下的顶点位移为

0.104+0.08+0.073=0.257mm