大工15秋《高層建筑結構》大作業(yè)題目及參考答案

1、大工15秋高層建筑結構大作業(yè)及要求注意：從以下五個題目中任選兩個進行解答（注意：從題目一、二中選擇一道計算題，并從題目三、四、五中選擇一道問答題，分別進行解答，不可同時選擇兩道計算題或者問答題）；解答前，需將所選題目復制（使老師明確你所選的題目）。題目一：底部剪力法計算題某鋼筋混凝土框架結構，地上十層，高度為40m。房屋所在地區(qū)的抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為，設計地震分組為第一組，類場地。已知該樓的基本自振周期，經計算已知每層樓屋面的永久荷載標準值為，每層樓面和屋面的活荷載標準值均為。要求：確定該樓各層的水平地震作用值。解：1、該樓高度40米，且各層的質量和剛度沿高度分布較均勻，

2、可采用底部剪力法。2、根據(jù)抗震設計規(guī)范，知設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.10g。設計地震分組為第一組。3、查表水平地震影響系數(shù)最大值 特征周期阻尼比 衰減指數(shù)4、各樓層的重力荷載代表值結構的總重力荷載代表值5、地震影響系數(shù)6、頂部附加地震作用系數(shù) 7、結構總水平地震作用標準值8、主體結構水平地震作用標準值題目二：結構扭轉效應計算題某一結構的第層平面圖，如下圖所示。圖中除標明各軸線間距離外，還給出了各片結構沿方向和方向的抗側移剛度值，已知沿向作用總剪力，求考慮扭轉后，各片結構的剪力。題目三：簡述剪力墻在房屋設計中應如何布置？答：剪力墻的布置應符合以下要求：（1）剪力墻應雙向或多向布置，

3、宜拉通對齊，不同方向的剪力墻宜分別聯(lián)結在一起，避免僅單向有墻的結構布置形式。當剪力墻雙向布置且互相聯(lián)結時，縱墻（橫墻）可以作為橫墻（縱墻）的翼緣，從而提高其承載力和剛度。（2）地震區(qū)，宣將剪力墻設計成高寬比H/B較大的墻，因為低矮的墻。（H/B<1.5）的破壞屬剪切脆性破壞，抗震性能差。因此，當剪力墻較長時，可用樓板（無連梁）或跨高比不小于6的連梁將其分為若干個獨立的墻段，每個獨立墻段可以是實體墻、整體小開口墻、聯(lián)肢墻或壁式框架，每個獨立的墻段的HB不宜小于2，且墻肢長度不宜大于8m.當房屋高度不是很大，為使整個剪力墻結構的房屋剛度適當，除抗震等級為一級的結構外，也可采用大部分由短肢剪力

4、墻組成的剪力墻結構，短肢剪力墻是指墻肢截面高度與截面厚度之比為58且墻厚不小于200mm的剪力墻，這種剪力墻因高寬比較大，其延性和耗能能力均比普通墻好，因而近年來得到廣泛的應用。（3）錯洞墻及洞口布置不合理的剪力墻，受力和抗震性能較差，因此剪力墻的門窗洞口宜上下對齊，成列布置，形成明確的墻肢和連梁。抗震設計時，一、二、三級抗震等級的剪力墻不宜采用錯洞墻，當必須采用錯洞墻時，洞口錯開距離沿橫向及豎向都不宜小于2m.為避免剪力墻墻肢剛度不均勻及墻肢過弱，要求墻肢截面高度與厚度之比不宜小于4.（4）剪力墻宜自上到下連續(xù)布置，不宜突然中斷，避免剛度突變。（5）控制剪力墻平面外的彎矩，當剪力墻與墻平面外

5、方向的樓面梁相連接，且梁高大于墻厚時，可至少采取下列的一個措施：1）沿梁方向設置與粱相連的剪力墻，以抵抗平面外彎矩。2）宜在墻與梁相交處設置扶壁柱。扶壁柱宜按計算確定截面及配筋。3）應在墻與粱相交處設置暗柱，并宜按計算確定配筋。4）當與剪力墻相連的樓面梁為鋼梁時，剪力墻內宜設置型鋼。題目四：為什么框架剪力墻結構中的剪力墻布置不宜過分集中？框架剪力墻結構中剪力墻的布置要求是什么？1、剪力墻結構的定義由墻體承受全部水平作用和豎向荷載的結構體系成為剪力墻結構體系。一般情況下，剪力墻結構均做成落地形式，但是由于建筑功能及其他方面的要求，部分剪力墻可能不能落地，如下圖3所示，即為此類部分框支剪力墻結構。

6、圖3 部分框支剪力墻結構立面布置示意圖剪力墻結構按照施工方法的不同，可以分為以下三種：（1）剪力墻全部現(xiàn)澆的結構；（2）全部用預制墻板裝配而成的剪力墻結構；（3）部分現(xiàn)澆、部分為預制裝配的剪力墻結構。2、剪力墻結構的側向位移在承受水平力作用時，剪力墻相當于一根懸臂深梁，其水平位移由彎曲變形和剪切變形兩部分組成，在高層建筑結構中，框架柱的變形以剪切變形為主，剪力墻的變形以彎曲變形為主，其位移曲線呈彎曲性，特點是結構層間位移隨樓層的增高而增加。3、剪力墻結構的優(yōu)點相比框架結構來說，剪力墻結構的抗側剛度大，整體性好，結構頂點水平位移和層間位移通常較小，經過恰當設計的剪力墻結構具有良好的抗震性能，結構

7、的用鋼量也較省。4、剪力墻結構的缺點由于剪力墻結構中采用了一定數(shù)量的墻體用以承擔全部水平作用和豎向荷載，因此結構的平面布置相對不靈活，結構自重較大?？蚣芗袅Y構1、框架剪力墻結構的定義框架剪力墻結構體系是把框架和剪力墻兩種結構共同組合在一起形成的結構體系，豎向荷載由框架和剪力墻等豎向承重單體共同承擔，水平荷載則主要由剪力墻這一具有較大剛度的抗側力單元來承擔。2、框架剪力墻結構的側向位移框架剪力墻結構很好的綜合了框架的剪切變形和剪力墻的彎曲變形的受力性能，它們的協(xié)同工作使各層層間變形趨于均勻，改善了純框架或者純剪力墻結構中上部和下部樓層層間變形相差較大的缺點。其變形特征如下圖4所示。（a）計算

8、簡圖（b）框架的變形（c）剪力墻的變形（d）框架剪力墻的變形圖4 框架剪力墻結構在側向力作用下協(xié)同工作時的變形特征總體說來，框架剪力墻結構呈現(xiàn)彎剪型變形：（1）下部樓層：剪力墻位移較小，框架位移較大，剪力墻拉著框架，彎曲型變形。（2）上部樓層：剪力墻位移較大，框架位移較小，框架拉著剪力墻，剪切型變形。3、框架剪力墻結構的優(yōu)點框架剪力墻結構體系綜合了框架和剪力墻結構的優(yōu)點，并在一定程度上規(guī)避了兩者的缺點，達到了揚長避短的目的，使得建筑功能要求和結構設計協(xié)調得比較好。它既具有框架結構平面布置靈活、使用方便的特點，又具有較大的剛度和較好的抗震能力。因此，在高層建筑用應用非常廣泛，它與框架結構、剪力墻

9、結構一起構成了目前最常用的三大常規(guī)結構。4、框架剪力墻結構布置要點框架剪力墻結構應設計成雙向抗側力體系。關鍵應該注意剪力墻的數(shù)量和位置。如果剪力墻布置數(shù)量多，則結構的抗側剛度大，側向變形小，布置難度大；如果剪力墻布置的數(shù)量少，則結構的抗側剛度小，側向變形大，對框架的抗震要求高。因此在進行框架剪力墻結構設計時，對于剪力墻的布置，應注意以下一些要求：（1）抗震設計時使各主軸方向側向剛度接近；（2）對稱布置；（3）貫穿建筑全高；（4）布在周邊附近、樓梯間、電梯間、平面形狀變化處、豎向荷載變化處；（5）平面形狀凸凹較大時在突出部位的端部設置；（6）形成翼墻；（7）布置3片以上；（8）間距不宜過大；（9

10、）不宜布置在長框架的兩端。題目五：承載力驗算和水平位移限制為什么是不同的極限狀態(tài)？這兩種驗算在荷載效應組合時有什么不同？答：(1)高層建筑結構設計應保證結構在可能同時出現(xiàn)的各種外荷載作用下，各個構件及其連接均有足夠的承載力。我國建筑結構設計統(tǒng)一標準規(guī)定構件按極限狀態(tài)設計，承載力極限狀態(tài)要求采用由荷載效應組合得到的構件最不利內力進行構件截面承載力驗算。水平位移限制是正常使用極限狀態(tài)，主要原因有：要防止主體結構開裂、損壞；防止填充墻及裝修開裂、損壞；過大的側向變形會使人有不舒適感，影響正常使用；過大的側移會使結構產生附加內力（P-效應）。 (2)承載力驗算是極限狀態(tài)驗算，在內力組合時，根據(jù)荷載性質

11、的不同，荷載效應要乘以各自的分項系數(shù)和組合系數(shù)。對于水平位移限制驗算，要選擇不同方向的水平荷載（荷載大小也可能不同）分別進行內力分析，然后按不同工況分別組合。作業(yè)具體要求：1. 封面格式（見文件最后部分）封面名稱：大連理工大學高層建筑結構大作業(yè)，字體為宋體加黑，字號為小一；姓名、學號、學習中心等字體為宋體，字號為小三號。2. 文件名大作業(yè)上交時文件名寫法為：姓名 奧鵬卡號（或者學號） 學習中心（如：戴衛(wèi)東101410013979浙江臺州奧鵬學習中心）；離線作業(yè)需用word文檔寫作，不要提交除word文檔以外的文件，word文檔無需壓縮。以附件形式上交離線作業(yè)（附件的大小限制在10M以內），選擇已完成的作業(yè)（注意命名），點提交即可。如下圖所示。截止時間：2016年3月10日前。3. 正文格式作業(yè)正文內容統(tǒng)一采用宋體，字號為小四。注意：作業(yè)應該獨立完成，不準抄襲其他網站或