高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段性作業(yè)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 課程作業(yè)2（共 4 次作業(yè)）學(xué)習(xí)層次：專升本 涉及章節(jié)：第三章 第四章一、填空題1 高層建筑結(jié)構(gòu)主要承受 、 和 等。2 目前，我國鋼筋混凝土高層建筑框架、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系單位面積的重量（恒載與活荷載）大約為 ；剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)體系為 。3 在框架設(shè)計(jì)中，一般將豎向活荷載按 考慮，不再一一考慮活荷載的 布置。如果活荷載較大，可按 布置荷載所得的框架梁跨中彎矩乘以 的系數(shù)加以放大，以考慮活荷載不利分布所產(chǎn)生的影響。二、問答題1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮哪些荷載或作用？2 對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)

2、算時(shí)，是否要考慮活荷載的不利？3 結(jié)構(gòu)承受的風(fēng)荷載與哪些因素有關(guān)？4 高層結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，基本風(fēng)壓和風(fēng)荷載體型系數(shù)應(yīng)分別如何取值？ 5什么是風(fēng)振系數(shù)？在什么情況下需要考慮風(fēng)振系數(shù)？它如何取值？6. 計(jì)算地震作用的底部剪力法、振型分解反應(yīng)譜法、時(shí)程分析法各適用于什么情況？7. 什么是荷載效應(yīng)組合？有地震作用組合和無地震作用組合表達(dá)式是什么？8. 高層建筑按空間整體工作計(jì)算時(shí)各構(gòu)件應(yīng)考慮哪些變形？9. 為什么要限制高層建筑結(jié)構(gòu)的層間側(cè)向位移？工程設(shè)計(jì)中如何限制結(jié)構(gòu)的層間側(cè)向位移？（問答題，10分）10. 什么是高層建筑結(jié)構(gòu)的重力二階效應(yīng)？參考答案一、填空題1 豎向荷載，風(fēng)荷載，地震作用 2 底部剪力法

3、；振型分解反應(yīng)譜；時(shí)程分析法 3 永久荷載和有關(guān)可變荷載的組合值二、問答題1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮哪些荷載或作用？高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)主要承受豎向荷載、風(fēng)荷載和地震作用等。與多層建筑有所不同，由于高層建筑的豎向力遠(yuǎn)大于多層建筑，在結(jié)構(gòu)內(nèi)可引起相當(dāng)大的內(nèi)力；同時(shí)由于高層建筑的特點(diǎn)，水平荷載的影響顯著增加。2 對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算時(shí)，是否要考慮活荷載的不利？對(duì)高層建筑，在計(jì)算活荷載產(chǎn)生的內(nèi)力時(shí)，可不考慮活荷載的最不利布置。這是因?yàn)槟壳拔覈摻罨炷粮邔咏ㄖ挝幻娣e的重量大約為1214kN /（框架、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系）和 1416 kN /（剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)體系），而其中

4、活荷載平均值約為 2.0 kN /左右，僅占全部豎向荷載 15左右，所以樓面活荷載的最不利布置對(duì)內(nèi)力產(chǎn)生的影響較小；另一方面，高層建筑的層數(shù)和跨數(shù)都很多，不利布置方式繁多，難以一一計(jì)算。為簡(jiǎn)化計(jì)算，可按活荷載滿布進(jìn)行計(jì)算，然后將梁跨中彎矩乘以 1.1-1.2 的放大系數(shù)。 3 結(jié)構(gòu)承受的風(fēng)荷載與哪些因素有關(guān)？當(dāng)計(jì)算承重結(jié)構(gòu)時(shí)，垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值、應(yīng)按下式計(jì)算：對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)，由于其剛性一般較大，在結(jié)構(gòu)效應(yīng)中可不必考慮其共振分量，此時(shí)可僅在平均風(fēng)壓的基礎(chǔ)上，近似考慮脈動(dòng)風(fēng)瞬間的增大因素，通過陣風(fēng)系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。其單位面積上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值k應(yīng)按下式計(jì)算：4. 高層結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，基本風(fēng)壓和風(fēng)

5、荷載體型系數(shù)應(yīng)分別如何取值？ 基本風(fēng)壓應(yīng)按 荷載規(guī)范 全國基本風(fēng)壓分布圖及附錄 D . 4 給出的數(shù)據(jù)采用，但不得小于 0 . 3 kN /。對(duì)于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)以及對(duì)風(fēng)荷載比較敏感的高層結(jié)構(gòu)，基本風(fēng)壓分布圖及附錄 D . 4 規(guī)定的基本風(fēng)壓值乘以 1 . 1 的系數(shù)后采用。在計(jì)算風(fēng)荷載對(duì)建筑物的整體作用時(shí)，只需按各個(gè)表面的平均風(fēng)壓計(jì)算，即采用各個(gè)表面的平均風(fēng)載體型系數(shù)計(jì)算。對(duì)高層建筑，風(fēng)荷載體型系數(shù)與建筑的體型、平面尺寸等有關(guān)，可按下列規(guī)定采用： ( 1 ）圓形平面建筑取 0.8 。 ( 2 ）正多邊形及截角三角形平面建筑，按下式計(jì)算：( 3）高寬比 H / B 不大于 4 的矩形、方形、

6、十字形平面建筑取 1 . 3 。 ( 4 ）下列建筑取 1 . 4 : 1 ) V 形、 Y 形、弧形、雙十字形、井字形平面建筑； 2 ) L 形、槽形和高寬比 H / B 大于 4 的十字形平面建筑； 3）高寬比大于 4 ，長寬比不大于 1 . 5 的矩形、鼓形平面建筑。( 5 ）在需要更細(xì)致進(jìn)行風(fēng)荷載計(jì)算的情況下，可按 高層規(guī)范 附錄 A 采用，或由風(fēng)洞試驗(yàn)確定。在計(jì)算風(fēng)荷載對(duì)建筑物某個(gè)局部表面的作用時(shí)，需要采用局部風(fēng)荷載體型系數(shù)，用于驗(yàn)算表面圍護(hù)結(jié)構(gòu)及玻璃等的強(qiáng)度和構(gòu)件連接強(qiáng)度。檐口、雨篷、遮陽板、陽臺(tái)等水平構(gòu)件計(jì)算局部上浮風(fēng)荷載時(shí)，風(fēng)荷載體型系數(shù)不宜小于 2 . 0 。5. 什么是風(fēng)振

7、系數(shù)？在什么情況下需要考慮風(fēng)振系數(shù)？它如何取值？風(fēng)對(duì)建筑物的作用是不規(guī)則的，風(fēng)壓隨風(fēng)速、風(fēng)向的紊亂變化而不停地改變。通常把風(fēng)作用的平均值看成穩(wěn)定風(fēng)壓或平均風(fēng)壓，實(shí)際風(fēng)壓是在平均風(fēng)壓上下波動(dòng)的。平均風(fēng)壓使建筑物產(chǎn)生一定的側(cè)移，而波動(dòng)風(fēng)壓使建筑物在該側(cè)移附近左右振動(dòng)。對(duì)于高度較大，剛度較小的高層建筑，波動(dòng)風(fēng)壓會(huì)產(chǎn)生不可忽略的動(dòng)力效應(yīng)，在設(shè)計(jì)中必須考慮。目前采用加大風(fēng)荷載的辦法來考慮這個(gè)動(dòng)力效應(yīng)，在風(fēng)壓值上乘以風(fēng)振系數(shù)。當(dāng)房屋高度大于 30m 、高寬比大于 1 . 5 時(shí)，以及對(duì)于構(gòu)架、塔架、煙囪等高聳結(jié)構(gòu)，均考慮風(fēng)振。結(jié)構(gòu)在 z 高度處的風(fēng)振系數(shù)可按下式計(jì)算：6. 計(jì)算地震作用的底部剪力法、振型分

8、解反應(yīng)譜法、時(shí)程分析法各適用于什么情況？高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)不同的情況，分別采用下列地震作用計(jì)算方法： ( l ）高層建筑結(jié)構(gòu)宜采用振型分解反應(yīng)譜法。對(duì)質(zhì)量和剛度不對(duì)稱、不均勻的結(jié)構(gòu)以及高度超過 100m 的高層建筑應(yīng)采用考慮扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)振動(dòng)影響的振型分解反應(yīng)譜法。 ( 2 ）高度不超過 40m ，以剪切變形為主，剛度與質(zhì)量沿高度分布比較均勻的建筑物，可采用底部剪力法。( 3 ）甲類高層建筑結(jié)構(gòu)，下表所列的乙、丙類高層建筑結(jié)構(gòu)，質(zhì)量沿豎向分布特別不均勻的高層建筑結(jié)構(gòu)等，應(yīng)采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震作用下的補(bǔ)充計(jì)算。7. 什么是荷載效應(yīng)組合？有地震作用組合和無地震作用組合表達(dá)式是什么？結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)

9、件在使用期間，可能遇到同時(shí)承受永久荷載和兩種以上可變荷載的情況。但這些荷載同時(shí)都達(dá)到它們?cè)谠O(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的最大值的概率較小，且對(duì)某些控制截面來說，并非全部可變荷載同時(shí)作用時(shí)其內(nèi)力最大。按照概率統(tǒng)計(jì)和可靠度理論把各種荷載效應(yīng)按一定規(guī)律加以組合，就是荷載效應(yīng)組合。 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程 規(guī)定高層建筑結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)和地震作用效應(yīng)組合的表達(dá)式如下： ( 1 ）無地震作用效應(yīng)組合時(shí)：( 2 ）有地震作用效應(yīng)組合時(shí)：8. 高層建筑按空間整體工作計(jì)算時(shí)各構(gòu)件應(yīng)考慮哪些變形？高層建筑按空間整體工作計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮下列變形：梁的彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)變形，必要時(shí)考慮軸向變形；柱的彎曲、剪切、軸向、扭轉(zhuǎn)變形；墻的彎曲

10、、剪切、軸向、扭轉(zhuǎn)變形。高層建筑層數(shù)多、重量大，墻、柱的軸向變形影響顯著，計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮。構(gòu)件內(nèi)力是與其變形相對(duì)應(yīng)的，分別為彎矩、剪力、軸力、扭矩等，這些內(nèi)力是構(gòu)件截面承載力計(jì)算的基礎(chǔ)，如梁的彎、剪、扭、柱的壓（拉）、彎、剪、扭，墻肢的壓（拉）、彎、剪，等等。9.為什么要限制高層建筑結(jié)構(gòu)的層間側(cè)向位移？工程設(shè)計(jì)中如何限制結(jié)構(gòu)的層間側(cè)向位移？答：（1）過大的側(cè)向位移，特別是過大的層間側(cè)移會(huì)填充墻及一些建筑裝修出現(xiàn)裂縫或損壞，也會(huì)使電梯軌道變形過大，影響使用。 （2）過大的側(cè)向位移會(huì)使主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫甚至破損，為了限制結(jié)構(gòu)裂縫寬度就要控制結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移及層間側(cè)移。 （3）過大的側(cè)向位移會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)加速結(jié)構(gòu)的倒塌。 （4）過大的側(cè)向位移會(huì)使人不舒服，影響正常使用。工程設(shè)計(jì)中，層間位移以樓層的水平位移差計(jì)算（不扣除整體彎曲變形），以彈性方法計(jì)算的樓層間最大位移與層高之比作為限制條件，即（1） 高度150m及150m以下的高層建筑不宜大于表（規(guī)范）中限制。（2） 高度為250m及以上的高層建筑，為1/500。（3） 高度在150m-250m之間的，按線性內(nèi)插取用。同時(shí)頂點(diǎn)相對(duì)位移（左邊為在荷載