高层建筑结构第二次作业(计算题带答案)

高层建筑结构第二次作业(计算题带答案)

计算题

1、某剪力墙结构18层，除底层外各层层高3m ，结构总高56m ，平面尺寸为30m ×20m ，基本风压0.45KN/m 2

，地面粗糙度类别为B 类，试计算28m 高度处的总风荷载标准值。（15分）

注:1.在地面粗糙度类别为B 类时，地面粗糙程度修正系数Kw=1.0；

2. 对钢筋混凝土房屋，结构阻尼比05.01

=ζ； 3. 对于高度28m 处时，结构的振型系数)(1

z φ等于0.38；当z=28m 时，结构的风压高度变化系数39.1=z

μ；

4. 由荷载规范查表得计算风振系数所需相关参数：k=0.67；187.01

=α；14.010

=I ；5.2=g 。

解：（1）基本自振周期：根据钢筋混凝土剪力墙结构的经验公式，可得结构的基本周期为：T1=0.05n=0.05*18=0.9 （1分）

(2)风荷载体型系数：对于矩形平面，由高规附录B （1分）

8.01

=s μ 536

.0)30/5603.048.0(2

-=⨯+-=s μ

336

.121=-=s s s μμμ

(3) 风振系数计算:

w z

28m

56

①结构第1阶自振频率：111

.19

.01111

===T f

（1分）

②根据题目已知地面粗糙程度B 级时，地面粗糙程度修正系数Kw=1.0（1分） ③69

.4945

.01111.130300

11

=⨯⨯=

=

w k f x

w 对钢筋混凝土房屋

05.01=ζ（1分）

风荷载的共振分量因子0.87998)1(63/421

211=+=x x R ςπ

（1

分）

④H=56，B=30

脉动风荷载的竖向相关系数：

79

.060

601060/=-+=-H

e H H z ρ（1分）

脉动风荷载的水平相关系数：

91

.050501050/=-+=-B

e B B x ρ（1分）

⑤结构第1阶振型系数)(1

z φ可由荷载规范附录G 得到：

当z=28m 时，5.05628/=÷=H z 时，结构的振型系数

)(1z φ等于

0.38（1分）

当z=28m 时，结构的风压高度变化系数39

.1=z

μ（1分）

根据荷载规范表8.4.5-1查表：k=0.67

187.01=α 14.010=I 5.2=g ，则：

脉动风荷载的背景分量因子：

996.0)

(11==z

z

x z z kH B μφρρα（1分）

可得28m 处高度的风振系数：

929.1121210=++=R B gI z z β（2

分）

（4）风荷载作用下，28m 高度处的总风荷载标准值为：

m

kN B B s s z z z /36.4830336.145.039.1929.1)cos cos (2221110=⨯⨯⨯⨯=+=αμαμωμβω（2分）

2、某一建于8度抗震设防区的12层钢筋混凝土框架结构，刚度较均匀，底层层高H=5.6m ，其楼层屈服强度系数35

.0=y

ξ

，楼层屈服强度系数是

相邻上层该系数的0.4倍，试问：在罕遇地震作用下按弹性分析的层间位移△u e 的最大值是多少？（15分） 解：8度，5

.035.0<=y

ξ

，符合《高规》3.7.4条规定，

应进行弹塑性变形计算。（2分）

12层，且刚度均匀，符合《高规》5.5.2条规定，可按5.5.3条简化计算。 根据《高规》表5.5.3得：

当35

.0=y

ξ时，1

.2)0.22.2(3

.04.03

.035.02=-⨯--+

=p

η

（2分）

因35

.0=y

ξ

是相邻上层该系数的0.4倍，故取15

.31.25.1=⨯=p η（2分）

查《高规》表3.7.5得：[]50/1=p

θ，[]50/h h u p

p

=⨯=∆θ（2分）

由规范式5.5.3-1得：e

p p

u u ∆=∆η

e

u h ∆=15.350/（2

分）

mm

h

u e 56.3515

.350=⨯=

∆（5分）

3、下图给出了3层框架结构的剖面图，图中给出了楼层标高处的水平力及各杆线刚度相对值，请用D 值法求各层边柱和中柱的剪力。（20分）

解：第一层柱的总剪力V=115+80+45=240KN

115KN

80KN 45KN

0.8

1.2

0.8

0.

0.8

1.2

1.2

1.0 1.2

1.0

1.0 0.9

0.9

3.5m

4.5m

3.5m

8m

8m

0.8