高層建筑作業(yè)及解答-0

高層建筑作業(yè)及解答1、某高層建筑筒體結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量和剛度沿高度分布比較勻稱，建筑平面尺寸為40mx40m的方形，地面以上高度為150m，地下埋置深度為13m。

已知（100年一遇）基本風(fēng)壓為0.40kn/m2，建筑場地位于大城市市區(qū)，已計算求得作用于突出屋面塔樓上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為1050kn，結(jié)構(gòu)的基本自振周期為T1=2.45s。

為簡化計算，將建筑物沿高度劃分為五個區(qū)段，每個區(qū)段為30m，并近似取其中點(diǎn)位置的風(fēng)荷載作為該區(qū)段的平均值，計算在風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)底部的剪力標(biāo)準(zhǔn)值和基礎(chǔ)地面的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值。

（另附圖）突出屋面塔樓風(fēng)向習(xí)題1圖解：

（1）體型系數(shù)：

1s=0.82s=0.5s=0.8+0.5=1.3（2）風(fēng)震系數(shù)：

地面粗糙度為D類，021T=0.4X245.2=2.401KN.S2由0.32x021T=0.32x2.401=0.768查表3-3得脈動增大系數(shù)=1.414由H/B=150/40=3.75查表3-4得脈動影響系數(shù)=0.505zzz1=1+ZZxHH1x1.414x0.505=1+ZZxHH1x0.714(3)風(fēng)荷載計算：

面風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值：

0szzzkw=0.4x1.30xzzKN/M2線風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值：

zkzwq40=40x0.4x1.30xzzKN/M集中分布風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值：

zzqp30=30x40x0.4x1.30xzzKN區(qū)段iHHi/ZZzkW（kn/m2）zq(kn/m)zp(kn)突出屋面105051350.91.5081.4261.11844.7201341.6043211057545150.71.3041.3830.9380.51.0651.3350.7390.30.7851.2730.520.10.6201.1150.35937.5229.560886.8020.8014.361125.60624.0430.80V標(biāo)=zp+1050=5458.80knM標(biāo)=zpHz=430.80x28+624.0x58+886.80x88+1125.60x118+1341.60x148++1050x163=628820.40kn.m2、某10層鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu),其質(zhì)量和剛度沿高度分布比較勻稱，抗震等級為8度，設(shè)計地震分組為第三組，場地類別為Ⅱ類，已知結(jié)構(gòu)的基本自振周期T1=0.95s，各層重力荷載代表值如圖所示，采納底部剪力法計算結(jié)構(gòu)的底部總水平地震作用和各層水平地震作用。

習(xí)題2圖解：

（1）總水平地震作用由表3-8可查得8度抗震設(shè)防時，水平地震影響系數(shù)最大值max=0.16由場地類別Ⅱ類，設(shè)計地震分組第三組查表3-9得特征周期gT=0.45s因?yàn)間T＜1T=0.95S＜5gT所以max9.01TTg=16.0x95.045.09.0=0.082結(jié)構(gòu)的等效總重力荷載代表值為：

i101185.085.0EeqGGG=0.85x10x12000=102000kn結(jié)構(gòu)的總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為：

eqEKGF1=0.082x102000=8364kn(2)計算頂部附加水平地震作用：

因?yàn)間T＞1.4gT=1.4x0.45=0.63s故須要考慮頂部附加水平地震作用。

由表3-10得01.008.01Tn=0.08X0.95+0.01=0.086EKnFF=0.086X8364=719.304KN(3)各層的水平地震作用：

ii10iHG10=3.61G(1+2+3+4+5+6+7+8+9+10)=1981GNEKiiiiiiFHGHGF1101=1198GHGiix8364x(1-0.086)=38.6096iHiH(m)3.67.210.814.41821.625.228.832.436iF(kn)139.0278.0417.0556.0695.0874.0973.01112.01251.01390.0各層的水平地震作用圖3、某12層高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)，層高均為3m，總高度為36m。

已求得各層的重力荷載代表值如圖3-1所示，第一和其次振型如圖3-2、3-3所示，對應(yīng)于第1、2振型的自振周期分別為T1=0.76s和T2=0.2s。

地震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計地震分組為其次組，場地類別為Ⅲ類。

采納振型分解反應(yīng)譜法計算基地的水平地震作用。

習(xí)題3圖解：

計算第一振型的各層水平地震作用iF1：

由8度抗震設(shè)防，設(shè)計地震分組其次組查表3-8得max=0.16依據(jù)場地類別為Ⅲ類設(shè)計地震分組其次組查表3-9得特征周期gT=0.55s由于gT＜1T=0.76＜5gT所以max9.01TTg=16.0x76.055.09.0=0.12求第一振型的參加系數(shù)inijiniijijGxGx121=)179.064.052.043.035.028.022.017.012.008.004.0(7890)00.1792.064.052.0243.035.028.0222.017.012.0208.004.0(x789022222222=1.663由式ijijijjiGxF可求得對應(yīng)于第一振型的水平地震作用為11F=0.12x1.663x0.04x7890=63.0kn12F=0.12x1.663x0.08x7890=126.0kn13F=0.12x1.663x0.12x7890=188.9kn14F=0.12x1.663x0.17x7890=267.7kn15F=0.12x1.663x0.22x7890=346.4kn16F=0.12x1.663x0.28x7890=440.9kn17F=0.12x1.663x0.35x7890=551.1kn18F=0.12x1.663x0.43x7890=677.0kn19F=0.12x1.663x0.52x7890=818.8kn110F=0.12x1.663x0.64x7890=1007.7kn111F=0.12x1.663x0.79x7890=1243.9kn112F=0.12x1.663x1.00x7890=1574.5kn第一振型的基地剪力標(biāo)準(zhǔn)值為：

i121101iFV=7305.9kn第一振型的基地彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為：

iiiHFM121101=196880.1kn(2)計算其次振型的各層水平地震作用2iF由于0.1＜2T＜gT由圖3-10得max2=0.16求其次振型的參加系數(shù)：

2=)0.151.010.021.041.051.053.050.044.035.025.013.0(x7890)002.151.010.0221.041.051.0532.0502.044.0235.025.013.0(78902222222x=-0.644求其次振型各層的水平地震作用為：

21F=0.16x(-0.644)x(-0.13)x7890=105.7kn22F=0.16x(-0.644)x(-0.25)x7890=203.2kn23F=0.16x(-0.644)x(-0.35)x7890=284.5kn24F=0.16x(-0.644)x(-0.44)x7890=357.7kn25F=0.16x(-0.644)x(-0.50)x7890=406.5kn26F=0.16x(-0.644)x(-0.53)x7890=430.9kn27F=0.16x(-0.644)x(-0.51)x7890=414.6kn28F=0.16x(-0.644)x(-0.41)x7890=333.3kn29F=0.16x(-0.644)x(-0.21)x7890=170.7kn210F=0.16x(-0.644)x0.10x7890=-81.3kn211F=0.16x(-0.644)x0.51x7890=-414.6kn212F=0.16x(-0.644)x1.0x7890=-813.0kn其次振型的基地剪力標(biāo)準(zhǔn)值為：

i121202iFV=1398.2kn其次振型的基地彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為：

i121202iiHFM=-1831.2kn.m由式3-15可得結(jié)構(gòu)基地剪力和彎矩標(biāo)準(zhǔn)值總效應(yīng)：

2022010VVV=7436.8KN2022010MMM=196888.6KN4、今有一高20層的鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的住宅樓，高60米、長8米、厚0.25米，混凝土的強(qiáng)度等級為C35，承受的水平三角形荷載為q=20kN/m,如圖所示。

試求剪力墻頂端的側(cè)移值max。

（混凝土的彈性模量41015.3cEN/2mm）習(xí)題4圖解：

（1）推斷剪力墻的計算類型今洞口的總面積為（1.4x2.0）x10=28.0m2墻面面積為8x60=480m2,而門洞總面積28.0m2＜16%=76.8m2且今門洞與門洞之間的距離。

以及門洞到墻邊的距離均大于洞口長邊2.00m的尺寸。

應(yīng)按整體墻計算.(2)頂端的側(cè)移值max倒三角形分布荷載其頂端的側(cè)移值max可按下式求出qcqqcqcIEHVGAHIEIEHV601164.31601130230max倒三角形分布荷載剪力墻等效側(cè)向剛度eqEI為qqcqeqGAHIEEIEI264.31/考慮洞口影響后的剪力墻水平截面的折算面積qAfOPqAABtA25.11=8x0.25x(1-1.250.6000.810x00.2x4.1x)=1.396m2考慮洞口影響后的剪力墻水平截面的折算慣性矩qI為iiiqhhII無洞口截面的截面慣性矩I1=121x0.25x8.03=10.766m4無洞口截面的截面慣性矩I2=[121x0.25x(3.3)3+0.25x3.3x(2.35)2]x2=10.610