高层建筑结构荷载例题习题

(A)电于楼高低于40m、质量和刚度沿高度分布比较均 匀的框架结构，横向(y向)的侧向刚度较弱，可采用底部 剪力法仅需对房屋的横向进行抗震计算； (B)由于楼高低于40m、质量和刚度沿高度分布比较均 匀的框架结构，房屋的纵向(X向)较长，可采用底部剪力 法，仅需对房屋的纵向进行抗震计算；


(C)不考虑扭转耦联振动影响， 采用振型分解反应谱法对房屋 的横向进行抗震计算； (D)考虑扭转耦联振动影响， 采用振型分解反应谱法对房屋 的横向、纵向进行抗震计算。
多层与高层建筑结构设计
3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则
抗震等级的确定——例题

例：某18层钢筋混凝土框剪结构高58米，7度 设防，丙类建筑，场地二类，下列关于框架剪力 墙抗震等级确定正确的是：

A.框架三级，剪力墙二级 结构类型 B.框架三级，剪力墙三级 6 高 度(m) ≤30 C.框架二级，剪力墙二级 框 架 四 D.无法确定。
多层与高层建筑结构设计
3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则
例题3.2
1、假设基本风压，当重现期为10年时，ω 0=0.40KN/M2， 当为50年时，ω 0=0.55KN/M2，100年时，ω 0 =0.60KN/M2。结构基本周期T=2.9S，试确定该建筑脉动 增大系数ξ 与以下何数值相近？ A. 1.59 B. 1.60 C. 1.67 D. 1.69
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3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则
例题3.2 答案
1、假设基本风压，当重现期为10年时， ω0=0.40KN/M2，当为50年时，ω0=0.55KN/M2，结 构基本周期T=2.9S，试确定该建筑脉动增大系数ξ与以 下何数值相近？

1、正确答案是B，主要作答过程：


《高层混凝土结构技术规程》3.2.2，房屋高度H=88m>60m， 按基本风压值的1.1倍计算。 表3.2.6-1，市区，C类


w0T12=0.55*1.1*2.9*2.9=5.088kN· s2/m2 ξ=1.57+（5.088-4.00）*（1.63-1.57）/2=1.603
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3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则
例题3.2
2、试问，屋面处脉动影响系数υ与以下何数值相近？

2、正确答案是D，主要作答过程： 《高层混凝土结构技术规程》表3.2.6-2 本例为切角的正三角形，B=32+12=44m H/B＝88/44＝2 城市市区，C类 v＝0.49+(0.48-0.49)× (88-50)/(100-50) ＝0.4824
Fw
1
1
1 1.30.6 0.78 18.72
1 1.30.6 0.78 19.80
3 13 1.112 1 1.30.6 0.87 21.96 4 17 1.228 1 1.30.6 0.96 11.52
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3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则
例题3.2

有密集建筑群的城市市区中的某建筑，地上28层，地下一 层，为一般框架—核心混凝土高层，抗震7度，该建筑质量 沿高度比较均匀，平面为切角正三角形，如图
底部剪力法，主要适用于房屋不发生扭转振 动的、高度不大、质量和刚度沿高度分布较均匀、 且为以剪切变形为主的情况。现扭转影响明显， 利用底部剪力法进行抗震设计是不合适的；

本楼应按考虑扭转耦联振动 影响的振型分解反应谱法， 对房屋的横向和纵向进行抗 震计算；

(D)
某12层、36m高的钢筋混凝土框架结构平面
1 1 1.112 1.228
1 1 1 1
1.3 0.6 0.78 1.3 0.6 0.78 1.3 0.6 0.87 1.3 0.6 0.96
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3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则
例题3.1
高度
1 2 3 4 5 9 13 17
μ
Z
β
Z
μ
s
ω0
ωk
Fw
28.08 28.08 31.22 34.48
架
四 三
三 二
二 一
一 一
抗震墙 剧场、体育馆等大
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3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则
抗震等级的确定——例题



问题：已知某框架结构为乙类建筑，总高33m，所处地 区为Ⅲ类场地，抗震设防烈度为7 度，设计基本地震加 速度为0.15g。试问：该建筑应按以下何项抗震等级采 取抗震措施，并说明其理由。 A、一级 B、二级 C、三级 D、四级
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第3章 例题与习题
成都理工大学环境与土木工程学院
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3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则
3.1.2 总体风荷载与局部风荷载
例：已知某框架结构，如右图所 示， H＝17m， H/B=1.0， ω0=0.6KN/m2，B类地面粗 糙度，迎风面µ s=0.8,背风面 µ s=－0.5，该榀框架的计算单 元为6m。试作出该框架结构 在风荷载作用下的计算简图。
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例题3.1

解： k z s z0 且H 30m z 1 s 0.8 0.5 1.3
高度
1 2 3 4 5 9 13 17
μ
Z
β
Z
μ
s
Hale Waihona Puke Baiduω0
ωk
Fw
28.08 28.08 31.22 34.48
1 1 1.112 1.228
1 1 1 1
1.3 0.6 0.78 1.3 0.6 0.78 1.3 0.6 0.87 1.3 0.6 0.96
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3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则
例题3.1
Fw , k k B hw
高度
1 5
2 9
μ
Z
Fw
β
Z
μ
s
ω0
ωk
对风荷载的影响 体型越复杂，风荷载越大 高度越高，风荷载越大 A 类>B 类>C 类>D 类 对地震作用的影响 不明显 高柔，T 就大，地震作用减小 无影响 T 大，地震作用减小 重量越重。地震作用越大 烈度越高，地震作用越大 场地越好，Tg 越小，地震作用越小 Tg 越大，地震作用越大
影响因素 建筑物体型 建筑物高度 地面粗糙度
某12层、36m高的钢筋混凝土框架结构平面
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3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则
3.3.1 水平地震作用概述——例题

解题分析 从平面尺寸分析：

(l/Bmax)＝12/24＝0.5； (l/b)＝12/8＝1．33，

这说明(l/Bmax)超过8度时的限值0.30较多，平面凸出 较大，在地震时该楼将受扭转影响。
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3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则
习题3.1
某10 层现浇框架剪力墙 结构高层办公楼，其平面 及剖面如图1-1 所示，当 地基本风压为0.7kN/m2， 地貌粗糙度为A 类。求在 图示风向作用下，建筑物 各楼层的风力标准值。
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3.3.1 水平地震作用概述——例题

[题3.2.2.1]今有一位于8度抗震设防区的钢筋混凝土框 架结构办公楼，平面如图所示，Ⅲ类建筑场地，10层、 高36m，在对该楼进行抗震设计时，以下何项为正确?
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3.3.1 水平地震作用概述——例题

自振周期 T T 大，ω 0 大，ξ 增大，A 类ξ >B 类ξ >c 类ξ >D 类ξ ； 建筑物自重 设防烈度 场地类别 设计地震分组 不明显 无影啊 无影响 无影响
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影响风荷载和地震作用的因素





例：若将风荷载和水平地震作用对高层建筑结构的影响 进行比较，以下概念何项为不正确？ A）高层建筑的基本自振周期T1对风荷载和水平地震作 用均有影响。 T1增大，风荷载则增大，水平地震作用则 减小。 B）房屋的质量及建筑场地条件，对风荷载的大小和水 平地震作用均有影响。 C）在房屋的基本自振周期T1、振型及其质量均相同的 条件下，房屋的体型变化将对风荷载数值大小有影响， 而对水平地震作用无直接影响。 D）地震作用是由房屋的质量受振而引发的惯性力；风 荷载则是直接作用与房屋表面的压力或吸力。


4、正确答案是C。 主要作答过程：地下室 底板为嵌固端， B＝44m，H＝88m M＝0.5×q· H(0.667×88+3.5) ＝0.5×134.7×88×(0.667*88+3.5) ＝368449.4kN.m
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3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则
习题3.1
某10 层现浇框架剪力墙结构高层办公楼，其平面及剖面 如图1-1 所示，当地基本风压为0.7kN/m2，地貌粗糙度为 A 类。求在图示风向作用下，建筑物各楼层的风力标准值。

μsiBi ＝0.8×32－2×0.45×12×cos60
+2×0.5×32×cos60+0.5×12=42.2m
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例题3.2
4、假定风荷载沿高度呈倒三角形分布，地面 处为零，屋顶处风荷设计值 q=134.7kN/m，如下图所示，地下室底 板为嵌固端，试问，风荷在该建筑物结构 计算模型的嵌固端处产生的倾覆力矩设计 值（kN· m）接近以下何项数值？
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讨论：影响风荷载和地震作用的因素


风荷载和地震作用是高层建筑的主要水平力。 风荷载大小与建筑高度、地面粗糙度、建筑物的体型 及自振周期T等因素有关； 地震作用的大小则与建筑物的重量、抗震设防烈度、 场地类别、设计地震分组及自振周期T有关。
2、试问，屋面处脉动影响系数υ 与以下何数值相近？
A. 0.4702
B. 0.4772
C. 0.4807
D. 0.4824
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例题3.2
3、风作用方向见图，竖向荷载qk 呈倒三角形分布，如下图， qk=（ μ siBi）β zμ zω 0； 式中i为6个风作用面的序号，B为 每个面宽度在风作用方向的投影； 试问： μ siBi 值与下列何值接近？ A. 36.8 B. 42.2 C. 57.2 D. 52.8
答案： 1）本结构属A级高度； 2）《高规》4.8.1条，乙类建筑，应按8度考虑考虑 抗震措施； 3） 《高规》4.8.4条， Ⅲ类场地，设计基本地震加 速度为0.15g，应按按8度考虑抗震构造措施； 4）此框架的抗震等级为一级。
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3.3.1 水平地震作用概述——例题

[题3.2.2.2] 对位于7度抗震设防区、Ⅱ类建筑场地、 110m高、房屋平面及其结构布置均匀、对称、规则， 且房屋质量和其结构的侧向刚度沿高度分布较均匀的丙 类钢筋混凝土框架－剪力墙办公楼。在作水平地震作用 计算时，何项计算方法为适合? (A)可采用底部剪力法 (B)可采用不考虑扭转影响的振型分解反应谱法； (C)应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法； (D)应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法； 并用弹性时程分析法进行多遇地震作用下的补充计算。
剧场、体育馆等大 结构类型 跨度公共建筑
高 度(m)
烈 7 >30 三 ≤30 三
烈 二 7
度 8 >30 二
度
9 >30 一 ≤25 一
≤30 二
框架结构
三 6
≤60 30
一 8 >60 >30 二
≤60 30
一 9 >60 >30 一 一
≤50 25
框架－抗
>60 >30 三
≤60 30
框 震墙结构 框架结构
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例题3.2
3、风作用方向见图，竖向荷载qk 呈倒三 角形分布，如下图， qk=（ μ siBi）β zμ zω 0； 式中i为6个风作用面的序号，B为每个面 宽度在风作用方向的投影；试问： μ siBi 值与下列何值接近？


3、正确答案是B。 主要作答过程： 由《建筑结构荷载规范》GB50009-2001表7.3.1，30项：
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例题3.2
4、假定风荷载沿高度呈倒三角形分 布，地面处为零，屋顶处风荷设计 值q=134.7kN/m，如下图所示， 地下室底板为嵌固端，试问，风荷 在该建筑物结构计算模型的嵌固端 处产生的倾覆力矩设计值（kN· m） 接近以下何项数值？ A. 260779 C. 368449 B. 347706 D. 389708