结构动力学大作业

《结构动力学》大作业1一、课程大作业任务资料某两层钢筋混凝土框架（图1），集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值为121150kN,1150kNGG（图2），层高4.2Hm，柱截面尺寸为350350bhmmmm，梁刚度EI，砼强度为25C，混凝土强度等级422.8010/cENmm，地震设防烈度为7度，地震加速度为0.10g，场地类别为oI，第二组。请采用振型叠加法求解该结构的地震内力，并绘制内力图。二、计算步骤1、确定截面参数柱子截面惯性矩：33340.350.351.251101212bhIm；每层钢架侧移刚度：463123324242.8010101.251104.2cEIkkH71.13410/Nm楼层质量：12117347Gmmkgg《结构动力学》大作业22、求结构自振频率和振型由图3（a）和（b）可求出结构的刚度系数如下：7111271221272222.26810/1.13410/1.13410/kkkNmkkkNmkkNm由频率特征方程得：7727711734702.268101.13410001173471.134101.13410于是，22236.912(/)253.000(/)radsrads即126.076/,15.906/radswrads故1212221.034,0.395TsTsww第一主振型：11122111112YkkmY771.134100.61821.1341036.9121173471第二主振型：21122211212YkkmY771.134101.61821.13410253.0001173471主振型矩阵：(1)(2)11(1)(2)220.6181.61811YYYYY20KM《结构动力学》大作业33、求振型参与系数由1211njjTiiijnjTjjiiimYYMYMYmY得：1122211173470.61811734711.1711173470.6181173471njiiinjiiimYmY1222211173471.61811734710.1711173471.6181173471njiiinjiiimYmY4、求水平地震影响系数查相关规范，可知，水平地震影响最大值max0.08，0.25gTs。我们取阻尼比0.05故120.9,0.02,1.0。因为1,25ggTTT于是12max10.022gTT，22max20.053gTT5、各阶振型地震作用由jjijjiiFYG，得这两阶振型地震作用力：第一阶振型：1(1)111111(1)211220.0221.1710.618115018.3090.0221.1711115029.626FYGkNFYGkN第二阶振型：221221122222220.0530.1711.618115016.8640.0530.1711115010.422FYGkNFYGkN《结构动力学》大作业46、计算结构地震内力计算简图如图4所示()a为第一振型，()b为第二振型在图示(),()ab两组内力作用下，分别计算其剪力弯矩，画图得。（设该框架结构跨度为6m）()a组（第一振型）内力作用下：()b组（第二振型）内力作用下：《结构动力学》大作业5组合地震剪力：21njjSs则222212221129.62610.422()()15.7032229.62618.30910.42216.864()()24.18322njjnjjQQkNQQkN组合地震弯矩：1nijjSM弯矩图和剪力图分别见图5——(),()ab。《结构动力学》大作业6三、用sap2000进行模拟分析并分析精度用sap2000地震反应谱分析操作建模，可得到在二阶振型组合下的内力。用表格表达，如下：从表格中可以看出，手算结果和用SAP2000反应谱分析结果相差无几。