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大工15秋《高层建筑结构》大作业题目及要求参考答案(全部5道题) (1)


大工 15 秋《高层建筑结构》大作业题目及要求参考答案(全部 5 道题) 大连理工大学《高层建筑结构》大作业学习中心:姓名:学号: (本答案包括 5 道题答案) 题目一:底部剪力法计算题 某钢筋混凝土框架结构,地上十层,高度为 40m。房屋所在地区的抗震设防烈度为 7 度,设 计基本地震加速度值为 0.10g,设计地震分组为第一组,Ⅳ类场地。已知该楼的基本自振周 期 T11.0s,经计算已知每层楼屋面的永久荷载标准值为 12000kN,每层楼面和屋面的活荷载 标准值均为 2000kN。要求:确定该楼各层的水平地震作用值 FEK。 解:根据抗震设计规范,知设防烈度为 7 度,设计基本地震加速度为 0.10g。设计地震分组 为第一组。 查表水平地震影响系数最大值 0.65smax0.08 特征周期 Tg 钢筋混凝土结构取阻尼比为 ξ =0.05 水平地震影响系数曲线衰减系数: γ =0.9+ (0.05-ξ ) /(0.3+6ξ )=0.9 阻尼比调整系数: η 2=1+(0.05-ξ )/(0.08+1.6ξ )=1 各楼层的重力荷载代表值:Gi120001.020000.513000kN 建筑结构试题及答案 G1012000kN0.923Gi 结构的总重力荷载代表值 Geq0.85GE 109650KN TgT )2max(0.85(9.52000) 0.650.9 ) T1 Ts11.00.081sTg1s0.05431.00.65s 地震影响系数:1.4Tg1.4 10.650.020.910.06 顶部附加地震作用系 1(T10.020.08 数:n0.08 结构总水平地震作用标准值 FEK1Geq0.05431096505954kN 主体结构水平地震作用标准值 Fn GiHi FEK(1 GiHi in)nFEK0.065954357kNFi FEK(1 GH F9 (1 4 Gi2Gi36 25.836928.83456789100.923)n)59543575597kN216.92Gi5597 216.92Gi

F825.832825.6kN F725.828722.4kNF625.824619.2kNF525.820516.0kNF425.816412.8kNF325.812309.6kNF225. 88206.4kNF125.84103.2kN 题目二:结构扭转效应计算题 某一结构的第 j 层平面图,如下图所示。图中除标明各轴线间距离外,还给出了各片结构沿 x 方向和 y 方向的抗侧移刚度 D 值,已知沿 y 向作用总剪力 Vy5000kN,求考虑扭转后,各片结构的剪力。 yDy188 816815 8 Vy 解: 基本数据表 刚度中心 Xo=∑Dyix’/∑Dyi=992/65=15.26m Yo=∑Dxky’/∑Dxk=1240/95=13.05m 以 刚 度 中 心 为 原 点 , 建 立 坐 标 系 统 XoDy. 因 为 Y=y’-Yo,∑Dxky’=Yo∑Dxk∑Dxky’2=24640-13.05*13.05*95=8461∑DyiX2=24576-15.26* 15.26*65=9440 ayi=1+65*0.74/8464+9440*xi=1+0.002687*xix1=-15.26ay1=1-0.002687*15.26=0.959x2=-7 .26ay2=10.002687*7.26=0.981x3=-0.74ay3=1+0.002687*0.74=1.002x4=-8.74ay4=1+0.002687*8.74= 1.023x5=-16.74 ay5=1+0.002687*16.74=1.044 vy1=0.959*18/65*5000=1327.8KN vy2=0.981*8/65*5000=603.78KN vy3=1.002*16/65*5000=1233.2KN vy4=1.023*8/65*5000=629.5KN vy5=1.044*15/65*5000=1204.6KN 题目三:简述剪力墙在房屋设计中应如何布置? 剪力墙的布置应符合以下要求: (1)剪力墙应双向或多向布置,宜拉通对齐,不同方向的剪力墙宜分别联结在一起,避免仅 单向有墙的结构布置形式。当 剪力墙双向布置且互相联结时,纵墙(横墙)可以作为横墙(纵墙)的翼缘,从而提高其承 载力和刚度。 (2) 地震区, 宣将剪力墙设计成高宽比 H/B 较大的墙, 因为低矮的墙。 (H/B<1.5) 的破坏属剪切脆性破坏,抗震性能差。因此,当剪力墙较长时,可用楼板(无连梁)或跨高 比不小于 6 的连梁将其分为若干个独立的墙段, 每个独立墙段可以是实体墙、 整体小开口墙、 联肢墙或壁式框架,每个独立的墙段的 H/B 不宜小于 2,且墙肢长度不宜大于 8m.当房屋高 度不是很大,为使整个剪力 墙结构的房屋刚度适当,除抗震等级为一级的结构外,也可采用大部分由短肢剪力墙组成的 剪力墙结构, 短肢剪力墙是指墙肢截面高度与截面厚度之比为 5—8 且墙厚不小于 200mm 的剪 力墙,这种剪力墙因高宽比较大,其延性和耗能能力均比普通墙好,因而近年来得到广泛的 应用。 (3)错洞墙及洞口布置不合理的剪力墙,受力和抗震性能较差,因此剪力墙的门窗洞口宜上

下对齐,成列布置,形成明确的墙肢和连梁。抗震设计时,一、二、三级抗震等级的剪力墙 不宜采用错洞墙,当必须采用错洞墙时,洞口错开距离沿横向及竖向都不宜小于 2m.为避免 剪力墙墙肢刚度不均匀及墙肢过弱,要求墙肢截面高度与厚度之比不宜小于 4. (4)剪力墙宜自上到下连续布置,不宜突然中断,避免刚度突变。 (5)控制剪力墙平面外的 弯矩,当剪力墙与墙平面外方向的楼面梁相连接,且梁高大于墙厚时,可至少采取下列的一 个措施: 1)沿梁方向设置与粱相连的剪力墙,以抵抗平面外弯矩。 2)宜在墙与梁相交处设置扶壁柱。扶壁柱宜按计算确定截面及配筋。3)应在墙与粱相交处 设置暗柱,并宜按计算确定配 筋。4)当与剪力墙相连的楼面梁为钢梁时,剪力墙内宜设置型钢。 题目四:为什么框架—剪力墙结构中的剪力墙布置不宜过分集中?框架—剪力 墙结构中剪力墙的布置要求是什么? 答:剪力墙布置若过分集中,将会形成过大的质量和刚度,造成整个结构中的刚度和质量分 布不均匀,造成应力集中,引起破坏。 框架—剪力墙结构中剪力墙的布置要求: (1)剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的 部位,剪力墙间距不宜过大; (2)平面形状凸凹较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙; (3)纵、横剪力墙宜组成 L 形、T 形和[形等型式; (4)单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总水平剪力的 40%; (5)剪力墙宜贯通建筑物的全高,宜避免刚度突变;剪力墙开洞肘,洞口宜上下对齐; (6)楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置; (7)抗震设计时,剪力墙的布 置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。 题目五:承载力验算和水平位移限制为什么是不同的极限状态?这两种验算在 荷载效应组合时有什么不同? 答:因为承载力验算是在承载力极限状态,水平位移限制是在正常使用状态。由于承载力验 算是极限状态验算,在内力组合时,根据荷载性质不同,荷载效应要乘以各自的分项系数和 组合系数。位移计算时,为正常使用状态。


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