高層建筑結(jié)構(gòu)大作業(yè)

1、說(shuō)明：高層建筑結(jié)構(gòu)是應(yīng)用性較強(qiáng)的課程，為了培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，掌握核心知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)也為了較大程度地減輕學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)，這次作業(yè)沒(méi)有考慮大型設(shè)計(jì)作業(yè)，而是采用了分散的題型，請(qǐng)大家在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成作業(yè)。一、基礎(chǔ)題一幢10層的框架結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)尺寸為8mX8m,混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，試完成下列各題：(1)按高規(guī)642條估算底層中框架柱的截面尺寸。(2)假設(shè)天然地基承載力設(shè)計(jì)值fa=120kPa,確定底層中框架柱的基礎(chǔ)尺寸(獨(dú)立基礎(chǔ))。答：(1)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程P66,6.4.2抗震設(shè)計(jì)時(shí)，鋼筋混凝土柱軸壓比不宜超過(guò)表6.4.2的規(guī)定：對(duì)于VI類場(chǎng)地上較高的高層建筑，其軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)減小Wl

2、l等級(jí)框簪踽.0.650.75Q.85fl低架豹操&筒音簡(jiǎn)中簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)鷹番0J50,950.600.70n框架結(jié)構(gòu)三類抗震等級(jí)，柱子軸壓比限值為0.85.根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范可知，當(dāng)選用HrB400鋼筋時(shí)，竹子的配筋率最小為0.55%,最大為5%。珠子配筋率選為4%。則混凝土柱承受的最大軸向應(yīng)力值a=0.04*360+0.96*30=43.2MPa。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P13,樓層豎向荷載值取13KN/m2.僅考慮柱子受豎向荷載作用，則每根珠子承受的豎向荷載值N=10*64*13=8320KN。柱子的截面積S=8.32/(0.85*43.2)=0.227m2,設(shè)柱子截面為方形，邊長(zhǎng)a=0.48m。)

3、8320./120=69.3m2,設(shè)獨(dú)立基礎(chǔ)為方形，邊長(zhǎng)b=8.3m。2,確定上海市奉賢區(qū)海灣鎮(zhèn)、南橋鎮(zhèn)和徐匯區(qū)的徐家匯等區(qū)域的地面粗糙度。答：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P13提到，地面粗糙度應(yīng)分為四類：A類指近海海面和海盜、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；B類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)；C類指有墨跡建筑群的城市市區(qū)；D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。做橋曲3,上海某地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司擬在上海市奉賢區(qū)大學(xué)城建一座酒店式公寓（地處海灣路和海泉路交叉口），橢圓形平面，長(zhǎng)軸長(zhǎng)55m,短軸長(zhǎng)25m,框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系，高度98m。（1）計(jì)算該公寓頂部的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）2）計(jì)算

4、該公寓中腰部的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）iK賤變惱細(xì)z手2J0ilfL橢圓璋平霍=2.3刃班公離換部49米加IiP13vP1A98詐鍥浜二口每；I982.3881,158.vW8-3八（=148.公寓頂部3U二匕人也3。二1?316X0.8x2388x035=r38KN/m2?MHO施也鈾如WHS翊翊t曲跚41?3KN/n?4,（1）確定上海市徐匯區(qū)某門(mén)衛(wèi)樓的設(shè)防類別；確定上海市徐匯區(qū)某別墅的的設(shè)防類別；確定上海交通大學(xué)徐匯校區(qū)圖書(shū)館的設(shè)防類別；確定上海交通大學(xué)徐匯校區(qū)教學(xué)樓的設(shè)防類別。答：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P16,建筑抗震分甲類、乙類、丙類、丁類四個(gè)類別：甲類建筑:屬于重大建筑工程和地震時(shí)可能

5、發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑乙類建筑：屬于地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的建筑丙類建筑：應(yīng)屬于出甲乙丁類以外的一般建筑。丁類建筑：屬于抗震次要建筑。4理腳.口衛(wèi)樓丁糞建筑丙馥建筑上海交通1于丫供運(yùn)教觸護(hù)軸5,根據(jù)建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)GB50223-2008、建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010和高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ3-2010,說(shuō)明上海市圖書(shū)館（兩個(gè)主塔高分別為58.8米和106.9米）和上海中心（結(jié)構(gòu)高度580米）的抗震設(shè)計(jì)方法有何不同？答：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P17,上海市圖書(shū)館屬于高度不超過(guò)100m的高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)采用考慮扭轉(zhuǎn)偶聯(lián)振動(dòng)的振型分解反映譜法。al （即上海重心屬

6、于高度超過(guò)100m的高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)采用考慮扭轉(zhuǎn)偶聯(lián)振動(dòng)影響的振型分解反應(yīng)譜法。此外上海中心還屬于7獨(dú)設(shè)防烈度，建筑高度大于100m的建筑，al （即6,fP219JBW圜J糖做兩個(gè)J塔65SJ7藏送跳聊版106g86.的嫌平地麓殿響系數(shù)相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期T1的水平地震影響系數(shù))，所缺條件根據(jù)前面所學(xué)知識(shí)和GB50011-2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范確定。以上瀉市悻以上瀉市悻H刖心四：:場(chǎng)地.,根據(jù)W層建筑第卜；地譏3汕口1系數(shù)曲線及/【&9/偏h52人H：,：I7-(蜀*10永0.2B=陶期T?一LO點(diǎn)*痂血丟甲亦黃融it矗數(shù)耳曰諭樓雷豁構(gòu)口掘周7,上海某中學(xué)教學(xué)樓的層建筑面積偽-P18圖80

7、碓，4層樓，層高5.1m,試估算該教學(xué)樓在地震作用下底部剪力的大小(kN)。答，教學(xué)樓選用框架結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)自重荷載取5Kn/m2,樓面活荷載取3KN/m2,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P18結(jié)構(gòu)總重力荷載代表值Ge=4*680*(5+0.5*3)=17680KN結(jié)構(gòu)等效重力荷載代表值Geq=0.85Ge=0.85+17680=15028KN,根據(jù)P23經(jīng)驗(yàn)公式高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的基本自振周期T=0.25+0.00053”H為20.4m,估算B為10m,貝UT=0.35s上海某中學(xué)教學(xué)樓設(shè)計(jì)地震分組為第一組。四類場(chǎng)地，查搞成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P219附表8.5的特征周期Tg為0.65s,7度設(shè)防地震，查P2

8、18表8.4水平地震影響系數(shù)最大值81為0.23.因?yàn)?.1丁0.65，所以a1=n2*amax=0.23.地震作用下底部剪力FEK=a1*Geq=0.23*15028=3456KN.8,某高層建筑，抗震設(shè)防烈度8度。主樓高65m,采用鋼筋混凝土框-剪結(jié)構(gòu)；裙房高21m,采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)時(shí)考慮在主、裙樓之間設(shè)縫。試問(wèn)，該縫的最小寬度應(yīng)為多少？答：根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P27或高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3-2010)P13第3.4.10條設(shè)置防震縫時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：框架結(jié)構(gòu)房屋，高度不超過(guò)15m時(shí)不應(yīng)小于100nn;超過(guò)15m時(shí)，6度、7度、8度和9度分別每增加高度5m,4m

9、,3m,2m,宜加寬20mm;框架一剪力墻結(jié)構(gòu)房屋不應(yīng)小于框架結(jié)構(gòu)規(guī)定數(shù)值的70%,且不宜小于100mm.防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)體系不同時(shí)，防震縫寬度應(yīng)按不利的結(jié)構(gòu)類型確定。防震縫兩側(cè)的房屋高度不同時(shí)，防震縫寬度可按較低的房屋高度確定?？拐鹪O(shè)防烈度8度，框一剪結(jié)構(gòu)，裙房高度21m,0.7*（100+40）=98mm,所以防震縫寬度應(yīng)設(shè)為100mm9,開(kāi)發(fā)商計(jì)劃在上海市海灣旅游區(qū)建一幢框架-剪力墻體系的寫(xiě)字樓，試問(wèn)最高能建多高？（結(jié)構(gòu)高度，單位為米）答：該框架一剪力墻體系的寫(xiě)字樓，屬于抗震設(shè)防烈度7度的A級(jí)高度丙類建筑。根據(jù)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3-2010)查表3.3.1-1A級(jí)高度鋼筋混

10、凝土高層建筑的最大適用高度可知，該建筑最高可建120m10已經(jīng)用PKPM的SATWE模塊計(jì)算了一幢結(jié)構(gòu)，請(qǐng)根據(jù)分析結(jié)果對(duì)照高規(guī)345條，看是否滿足高規(guī)要求？答；根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P26或高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范(JGJ3-2010)P12,第3.4.5條規(guī)定，結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)減少扭轉(zhuǎn)的影響。在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下，樓層豎向構(gòu)建最大的水平位移和層間位移，A級(jí)高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍。結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動(dòng)為主的第一自振周期1之比，級(jí)高度高層TA建筑不應(yīng)大于0.9.二、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)題工程資料及設(shè)計(jì)條件：某6層鋼筋混

11、凝土框架結(jié)構(gòu)，層高4.5m,抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計(jì)地震分組為第一組，W類場(chǎng)地。柱軸壓比為0.5,混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30(fc2,ft2),縱向鋼筋和箍筋均采用HRB400級(jí)鋼筋=14.3N/mm=1.43N/mm(fyfy360N/mm2)。梁平法配筋圖和柱配筋圖(圖中除角柱外，未注明的C 3400 J4007 :3B6Q7 3400aT:2600營(yíng)禧L盤(pán)號(hào) 33400勒5400f C 3400 J4007 :3B6Q7 3400aT:2600營(yíng)禧L盤(pán)號(hào) 33400勒5400f 框架柱均為KZ-1)如圖2所示。&S圖2四層梁配筋圖aoQ20422PX&-圖3kZ-1配筋詳圖1,用傳統(tǒng)表達(dá)方法繪

12、制KL205的配筋詳圖，在詳圖中應(yīng)清晰地表達(dá)清楚以下內(nèi)容:(1)確定KL205的抗震等級(jí)；答：根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P48,A級(jí)高度鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震登記應(yīng)按附表8.16確定。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P222查附表8.16A級(jí)高度的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)可知，7度27米高的框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)為二級(jí)，所以KL205的抗震等級(jí)為二級(jí)(2)計(jì)算KL205受拉鋼筋抗震錨固長(zhǎng)度；卜圖片卜圖片9“鋼筋HRB400三級(jí)鋼直徑25.C30混凝土，受拉鋼筋抗震錨固長(zhǎng)度:laE=41d=41*25=1025mm）計(jì)算KL205受拉鋼筋的水平錨固長(zhǎng)度；答根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P78，水平段錨固彎折前的水平投影長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.4

13、labE=0.4*1025=410mm）根據(jù)上述（2）和（3），以及圖2和圖3，試問(wèn)KL205受拉鋼筋錨固時(shí),鋼筋需要彎折嗎？如果需要彎折，確定彎折后的豎向錨固長(zhǎng)度；答；根據(jù)上述（2）和（3），以及圖2和圖3，KL205受拉鋼筋錨固時(shí)需要彎折。根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P78,彎折后的豎直投影長(zhǎng)度應(yīng)取15倍梁縱向鋼筋直徑，15*25=375mm確定KZ-1的箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度范圍；答;題中已說(shuō)明KZ-1不是角柱。根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P72,底層柱的上段和其他各層柱的兩端，應(yīng)取矩形界面柱之長(zhǎng)邊尺寸，柱凈高之1/6和500mm三者的最大值范圍。本題中取矩形截面柱長(zhǎng)邊尺寸800mm說(shuō)明KZ-1箍筋加密區(qū)的箍筋

14、直徑和取值依據(jù)；答；題中KZ-1箍筋加密區(qū)的箍筋直徑為10mm,取值依據(jù)，參見(jiàn)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P72,表4.4柱端箍筋加密區(qū)的構(gòu)造要求，抗震等級(jí)二級(jí)，箍筋最小直徑為8mm2.假設(shè)框架抗震等級(jí)為三級(jí)，計(jì)算KL205在B軸？C軸跨中處縱筋配筋率，請(qǐng)驗(yàn)算是否滿足梁的最小配筋率。杭級(jí)為三簸時(shí).陽(yáng)ICX20利4磔24A-=45X=0.18c?葉甲，毆3S0I梁老H帚0bh=250mmx500mm?榮餛凝I:保護(hù)JS取25mm*珍奇F250 x450?112500mm2粢險(xiǎn)中配筋為9根25mm糊讖鋰厚謊酗HJtRIS*善勢(shì)昧金蚯篦i252宜IC濮m24Rpr?20%滿翻劇財(cái)配斕d11Z5DJ3.假設(shè)框架抗

15、震等級(jí)為三級(jí)，計(jì)算 要求。3.假設(shè)框架抗震等級(jí)為三級(jí)，計(jì)算 要求。KZ-1的體積配箍率，并驗(yàn)算是否符合最小體積配箍率蹄置商雇建筑結(jié)構(gòu)設(shè)崟U詐晦毒脾粉醇加瀚凰箝加訂換JBL虛常曾代耀求：兒心、久越妙H瞳卷鴕常掘蠱髀級(jí)宅橄UKtMf代耀求：兒葩力0.5如取0血；喋坤心翔概|值心14?3N/mn汽圈眇抗扭弓金度：T文計(jì)值丫二芻6ON/nirn?s4x(2x800+2x160)+4x800*10880mm拄混凝匕保護(hù)層厚度取30mm領(lǐng)(柱坐筋所圉核心區(qū)尺寸為740mmx740mm=加潘匱的體積配IB率必=025XX14xlOAX10881?/740X740 x100=0.015600358觴&Ot09

16、X143q打合規(guī)范給出計(jì)算式根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P83,抗震設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻底部加強(qiáng)P65框絮柱設(shè)P65框絮柱設(shè)|r= +J-射）/“小:靖幀:寸f卜或速Fl11址首2舛aw柱的凈后隹麟剪力增根據(jù)黃1 抗意設(shè)根據(jù)黃1 抗意設(shè)il耐P66vmji級(jí)應(yīng)按1魅右貓逆時(shí)金十或順時(shí)金十方向截而組管坐的魏設(shè)梁的凈跨匕一蜉昆地律作用工剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)題1,某高層住宅樓，所在地區(qū)設(shè)防烈度為1,某高層住宅樓，所在地區(qū)設(shè)防烈度為 7度，主體結(jié)構(gòu)高度90m,采用剪力墻結(jié)構(gòu)體系，試根據(jù)高規(guī)確定該住宅樓的抗震等級(jí)，并寫(xiě)出依據(jù)答；根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P48,A級(jí)高度鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震登記應(yīng)按附表8.16確定。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)

17、計(jì)P222查附表8.16A級(jí)高度的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)可知，7度90米高的剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)為二級(jí)2,某剪力墻結(jié)構(gòu)，30層（不計(jì)出屋面小塔樓），每層的層高均為3m,室外地坪端/標(biāo)高娜剪期m標(biāo)融五9!藤板桶I確領(lǐng)050（可作為名言痂蝴B位的高度（單位:其底板加強(qiáng)部位的高度，可取框支層加框支層以上兩層的高度及落地剪力墻總高度的1/10二者的較大值：其他結(jié)構(gòu)的剪力墻，底部加強(qiáng)部位的高度可取底部?jī)蓪雍蛷?qiáng)i總高度的1/10二者的較大值。該建筑底部?jī)蓪痈叨葹?米，墻體總高度為79.95+0.05=80米。墻體總高度的1/10為8米。所以底部加強(qiáng)部位的高度為8米。3,根據(jù)下圖判定屬于哪些梁屬于連梁？答：連

18、梁位置已在途中標(biāo)記，如下圖庫(kù)杲a% M址墻肢厚度b=300m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C35 ( f c=16.7N/mm 2)。所受的恒荷載 庫(kù)杲a% M址墻肢厚度b=300m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C35 ( f c=16.7N/mm 2)。所受的恒荷載 標(biāo)準(zhǔn)值為5000kN ,活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2000kN ,試確定其底部加強(qiáng)部位邊緣構(gòu)件類型，并寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程。墻體所受軸向應(yīng)力據(jù)一字形剪力墻，約束邊緣構(gòu)建應(yīng)采用暗樁。5,剪力墻中有一約束邊緣構(gòu)件 計(jì)算該邊緣構(gòu)件的體積配箍率YAZ5 ,其配筋如下圖所示，保護(hù)層厚度25mm ,試4,某剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震等級(jí)為二級(jí)，其中一字形剪力墻，墻肢截面高度h=5000mm答：根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)P108,剪力墻的約束邊緣厚繭分為四種：暗樁、有 翼墻、有=23.3N/m所以應(yīng)米用約束邊緣構(gòu)件。根端樁、有轉(zhuǎn)角墻(L形墻)。m2 f c=16.7N/mm答：混