大工16春《高层建筑结构》大作业题目及答案详解
大工16春 高层建筑结构》大作业题目及参考答案题目二:结构扭转效应计算题、题目三:
大工16春高层建筑结构》大作业题目及参考答案题目二:结构扭转效应计算题、题目三:大工16春《高层建筑结构》大作业要求选择两道题目进行解答,其中一道为计算题,一道为问答题。
对于计算题,需要根据题目给定的条件计算出相应的结果;对于问答题,需要简要阐述相关概念或原理,并回答问题。
具体题目如下:1.底部剪力法计算题某钢筋混凝土框架结构,地上十层,高度为40m。
房屋所在地区的抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,设计地震分组为第一组,Ⅳ类场地。
已知该楼的基本自振周期T1=1.0s,经计算已知每层楼屋面的永久荷载标准值为kN,每层楼面和屋面的活荷载标准值均为2000kN。
要求:确定该楼各层的水平地震作用值FEK。
2.结构扭转效应计算题某一结构的第j层平面图,如下图所示。
图中除标明各轴线间距离外,还给出了各片结构沿x方向和y方向的抗侧移刚度D值,已知沿y向作用总剪力Vy=5000kN,求考虑扭转后,各片结构的剪力。
3.剪力墙在房屋设计中的布置剪力墙是一种常用的结构形式,其在房屋设计中的布置需要考虑多个因素,如建筑的结构形式、地震烈度、建筑高度等。
一般来说,剪力墙应在建筑的主体结构中布置,以承担地震作用所带来的水平荷载,从而保证建筑的稳定性和安全性。
4.框架—剪力墙结构中的剪力墙布置在框架—剪力墙结构中,剪力墙的布置应根据建筑的结构形式和地震烈度等因素来确定。
一般来说,剪力墙的布置应避免过分集中,以充分发挥其对地震作用的抵抗能力。
此外,剪力墙的布置还应满足相关的设计要求,如墙体的尺寸、材料等。
5.承载力验算和水平位移限制的不同承载力验算和水平位移限制是两种不同的极限状态,其主要区别在于验算的目的和方法不同。
承载力验算主要是为了保证建筑的承载能力,而水平位移限制则是为了控制建筑在地震作用下的位移,从而保证建筑的安全性。
在荷载效应组合时,承载力验算和水平位移限制的考虑因素也有所不同。
在房屋设计中,剪力墙的布置应考虑到其在结构中的作用和位置。
大连理工大学《高层建筑结构》大作业
大连理工大学《高层建筑结构》大作业学习中心:姓名:学号:题目一:反弯点法计算题已知框架结构如图所示,承受水平风荷载作用,图中数字为框架梁、柱的相对刚度,试用反弯点法求各个框架柱的剪力。
其中120kN F =,225kN F =,338kN F =,446kN F =,552kN F =。
4F 3F 2F 1F DABC6000mm5000m m 6000mm6000mm3000m m 3000m m3000m m 5F 3000m m解:顶层柱剪力计算:kN16.50.23110.073335230.660.380.380.6630.6652QA 22=⨯=+++⨯= kN 9.50.23110.042225230.660.380.380.6630.3852QB 22=⨯=+++⨯=kN 9.50.23110.0422252330.3852QC 22=⨯=⨯=kN16.50.23110.073335230.660.380.380.6630.6652QD 22=⨯=+++⨯=四层柱剪力计算:()kN31.0960.23110.073339830.660.380.380.6630.664652QA 22=⨯=+++⨯+= ()kN 17.9040.23110.042229830.660.380.380.6630.384652QB 22=⨯=+++⨯+=()kN 17.9040.23110.042229830.660.380.380.6630.384652QC 22=⨯=+++⨯+=()kN31.0960.23110.073339830.660.380.380.6630.664652QD 22=⨯=+++⨯+= 三层柱剪力计算:()kN43.1540.23110.0733313630.660.380.380.6630.66384652QA 22=⨯=+++⨯++= ()kN846.240.23110.0422213630.660.380.380.6630.38384652QB 22=⨯=+++⨯++= ()kN 846.240.23110.0422213630.660.380.380.6630.38384652QC 2=⨯=+++⨯++=()kN43.1540.23110.0733313630.660.380.380.6630.66384652QD 22=⨯=+++⨯++=二层柱剪力计算:()kN087.512311.007333.016130.660.380.380.6630.6625384652QA 22=⨯=+++⨯+++= ()kN413.292311.004222.016130.660.380.380.6630.3825384652QB 22=⨯=+++⨯+++= ()kN 413.292311.004222.016130.660.380.380.6630.3825384652QC 2=⨯=+++⨯+++=()kN087.512311.007333.016130.660.380.380.6630.6625384652QD 22=⨯=+++⨯+++=底层柱剪力计算:()kN731.480832.00224.018150.560.480.480.5650.562025384652QA 22=⨯=+++⨯++++= ()kN769.410832.00192.018150.560.480.480.5650.482025384652QB 22=⨯=+++⨯++++= ()kN769.410832.00192.018150.560.480.480.5650.482025384652QC 22=⨯=+++⨯++++= ()kN731.480832.00224.018150.560.480.480.5650.562025384652QD 22=⨯=+++⨯++++=题目三:计算水平地震作用有哪些方法?适用于什么样的建筑物?答:水平地震作用计算方法分为反应谱底部剪力法和反应谱振型分解法。
华工大作业《高层建筑结构》答案
《高层建筑结构》作业题一、选择题1.高层建筑抗震设计时,应具有(A )抗震防线。
A.多道;B.两道;C.一道;D.不需要。
2.下列叙述满足高层建筑规则结构要求的是( D )。
A.结构有较多错层;B.质量分布不均匀;C.抗扭刚度低;D.刚度、承载力、质量分布均匀、无突变3.高层建筑结构的受力特点是( C )。
A.竖向荷载为主要荷载,水平荷载为次要荷载;B.水平荷载为主要荷载,竖向荷载为次要荷载;C.竖向荷载和水平荷载均为主要荷载;D.不一定4.钢筋混凝土高层结构房屋在确定抗震等级时,除考虑地震烈度、结构类型外,还应该考虑( C )。
A.房屋高度;B.高宽比;C.房屋层数;D.地基土类别5.与基础类型的选择无关的因素是:( B )A.工程地质及水文地质条B.相邻建筑物的基础类型C.建筑物的荷载D.施工条件6.基础的埋置深度一般是指:( C )A.自标高±0.00处到基础底面的距离B.自标高±0.00处到基础顶面的距离C.自室外地面到基础底面的距离D.自室外地面到基础顶面的距离7.框筒结构中剪力滞后规律哪一个是不对的?( D )A、柱距不变,加大梁截面可减小剪力滞后B、结构上部,剪力滞后减小C、结构正方形时,边长愈大,剪力滞后愈大D、角柱愈大,剪力滞后愈小8.在下列地点建造相同的高层建筑,什么地点承受的风力最大?( A )A.建在海岸B.建在大城市郊区C.建在小城镇D.建在有密集建筑群的大城市市区9.有设计特别重要和有特殊要求的高层建筑时,标准风压值应取重现期为多少年? ( D )A.30年;B.50年;C.80年;D.100年10.多遇地震作用下层间弹性变形验算的重要目的是下列所述的哪种? ( C )A.防止结构倒塌;B.防止结构发生破坏;C.防止非结构部分发生过重的破坏;D.防止使人们惊慌11.在抗震设计时,下列说法正确的是( D )。
A.在剪力墙结构中,应设计成为强连梁、弱墙肢B.在剪力墙结构中,应设计成为强墙肢、弱连梁;C.在框架结构中,应设计成强弯弱剪;D.在框架结构中,应设计成强梁弱柱12. 钢筋混凝土框架梁的受拉纵筋配筋率越高,则梁的延性( B )。
大连理工大学智慧树知到“土木工程”《高层建筑结构》网课测试题答案卷3
大连理工大学智慧树知到“土木工程”《高层建筑结构》网课测试题答案(图片大小可自由调整)第1卷一.综合考核(共10题)1.高层建筑的高度是指从室外地面至檐口或主要屋面的距离。
()A.正确B.错误2.我国有关规范规定,框架梁端弯矩调幅只对竖向荷载作用下的内力进行。
()A.正确B.错误3.在高层建筑结构中,除需进行强度计算外,还必须控制其侧移的大小。
()A.正确B.错误4.抗震设计时,沿连梁全长箍筋的构造应符合框架梁梁端箍筋加密区的箍筋构造要求。
()A.正确B.错误5.高层建筑有侧移时,水平荷载将产生重力二阶效应。
()A.正确B.错误6.高层建筑设置的变形缝可以解决结构过大变形和内力的问题,因此在实际工程中,应该尽可能多设置变形缝。
()A.正确B.错误7.风荷载的大小和该建筑物所在地的地貌没有关系。
()A.正确B.错误8.高层建筑在结构布置方面,关键是受力明确,传力途径简捷。
()A.正确B.错误9.在考虑偶然偏心影响的地震作用下,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层相应位移的平均值的比值最大不应超过()。
A.1.0B.1.2C.1.5D.1.810.()结构一般由中央剪力墙内筒和周边外围筒组成。
A.框筒B.筒中筒C.桁架筒D.成束筒第1卷参考答案一.综合考核1.参考答案:A2.参考答案:A3.参考答案:A4.参考答案:A5.参考答案:A6.参考答案:B7.参考答案:B8.参考答案:A9.参考答案:C10.参考答案:B。
大工16秋《高层建筑结构》大作业答案(5题均有)
大连理工大学《高层建筑结构》大作业学习中心:姓名:学号:题目一:反弯点法计算题已知框架结构如图所示,承受水平风荷载作用,图中数字为框架梁、柱的相对刚度,试用反弯点法求各个框架柱的剪力。
其中118kN F =,220kN F =,316kN F=,422kN F =。
4F 3F 2F 1F 0.42 0.660.340.66DABC7500mm6000m m 0.640.347500mm7500mm4000m m 4000m m4000m m 0.640.640.640.640.640.42 0.42 0.42 0.42 0.42 (1.0)(1.0)(1.0)(1.0)(1.0)(1.0)(1.0)(1.0)(1.0)解: 一、对题目进行分析可知: (1) 各柱反弯点高度: 1层取底层柱高的2/3,即 :;2~4层均在各柱中点处:(2)结构对称,外柱A 、D 有同样侧移刚度,内柱B 、C 也有同样侧移刚度,且2~4层柱刚度一致,故2~4层柱剪力分配系数为:二、根据公式进行计算:从底层(F1)开始计算,求各柱剪力 (1)、底层(F1)柱剪力计算:QA=QD=(22+16+20+18)×22666.034.034.066.0666.0+++=76×05556.001833.0≈25.073KNQB=QC=(22+16+20+18)×22666.034.034.066.0634.0+++=76×05556.000944.0≈12.913KN(2)、二层(F2)柱剪力计算:QA=QD=(22+16+20)×22464.042.042.064.0464.0+++=58×1325.004.0≈17.509KNQB=QC=(22+16+22)×22464.042.042.064.0442.0+++=58×1325.002625.0≈11.491KN(3)、三层(F3)柱剪力计算:QA=QD=(22+16)×22464.042.042.064.0464.0+++=38×1325.004.0≈11.472KNQB=QC=(22+16)×22464.042.042.064.0442.0+++=38×1325.002625.0≈7.528KN(4)、顶层(F4)柱剪力计算:QA=QD=22×22464.042.042.064.0464.0+++=22×1325.004.0≈6.642KNQB=QC=22×22464.042.042.064.0442.0+++=22×1325.002625.0≈4.358KN题目二:底部剪力法。
最新大工16秋《高层建筑结构》大作业题目答案
大连理工大学《高层建筑结构》大作业题目一:反弯点法计算题已知框架结构如图所示,承受水平风荷载作用,图中数字为框架梁、柱的相对刚度,试用反弯点法求各个框架柱的剪力。
其中118kN F =,220kN F =,316kN F =,422kN F =。
4F 3F 2F 1F DABC7500mm6000m m 7500mm7500mm4000m m 4000m m4000m m解:(1)求各柱子反弯点高度底层柱子反弯点高度取柱子高度的2/3,即:432*61==h2-4层柱子反弯点高度取柱子高度的1/2,即:221*42==h(2)求各柱子剪力分配系数由于结构对称,外柱A 、D 有相同的剪力分配系数,内柱B 、C 有相同的剪力分配系数。
底层柱子的剪力分配系数:2.3)34.06.0(*26.0=+==D A ηη18.0)34.06.0(*234.0=+==C B ηη2-4层柱子的剪力分配系数:32.0)42.064.0(*264.0=+==D A ηη18.0)42.064.0(*242.0=+==C B ηη(3)求各柱子剪力 第四层总剪力:∑==kN F V 2244第四层各个柱子的剪力:04.722*32.0===D A V V 96.322*18.0===C B V V第三层总剪力:∑=+=+=kN F F V 381622543第三层各个柱子的剪力:kN V V D A 16.1238*32.0=== kN V V C B 84.638*18.0===第二层总剪力:∑=++=++=kN F F F V 582216204322第二层各个柱子的剪力:kN V V D A 56.1858*32.0===kNV V C B 44.1058*18.0===底层总剪力:∑=+++=+++=kN F F F F V 762216201843211底层各个柱子的剪力:kN V V D A 32.2476*32.0=== kN V V C B 68.1338*18.0===题目一:框架-剪力墙结构在水平荷载作用下内力计算的基本假定是什么?(1)结构划为总框架、总连梁、总剪力墙各自刚度为各单个结构刚度和。
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大连理工16秋《高层建筑结构》大作业
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题目二:底部剪力法。
钢筋混凝土5层框架经质量集中后计算简图如下图所示,各层高均为3m ,
集中于各楼层的重力荷载代表值分别为:
1500kN G =,2550kN G =,3580kN G =,4600kN G =,5450kN G =。
结构阻尼比0.05ξ=,自振周期为10.55s T =,Ⅰ1类场地类别,设计地震分组为第一组,抗震设防烈度为8度(设计基本地震加速度为0.30g )。
按底部剪力法计算结构在多遇地震时的水平地震作用及地震剪力。
3580kN
G =2550kN
G =1500kN
G =(a )计算简图4600kN
G =5450kN
G =
解:由题目可知,抗震设防烈度为8度(设计基本地震加速度为0.30g ),且为多遇地震。
查下表可得:αmax=0.24。
由题目可知,设计地震分组为第一组,Ⅰ类场地类别,查下表可得:Tg=0.20s 。
地震特征周期分期的特征周期值(s )
钢筋混凝土结构阻尼比题目已给出,为ξ=0.05,
则:水平地震影响系数曲线衰减系数: γ=0.9+(0.05-ξ)/(0.3+6ξ)=0.9 阻尼比调整系数: η2=1+(0.05-ξ)/(0.08+1.6ξ)=1
则:α1=(Tg/T1)γη2αmax=(0.20/0.55)0.9×1.0×0.24≈0.1。
2016高层大作业答案
一、概念选择题1、高层建筑结构的受力特点是( B ):A 竖向荷载为主要荷载,水平荷载为次要荷载B 水平荷载为主要荷载,竖向荷载为次要荷载C 竖向荷载和水平荷载均为主要荷载D 不一定2、多遇地震作用下层间弹性变形验算的重要目的是下列所述的哪种? ( C ) A .防止结构倒塌; B .防止结构发生破坏; C .防止非结构部分发生过重的破坏; D .防止使人们惊慌。
3、框架结构中柱子的抗侧刚度修正系数α与梁柱相对刚度有关,梁刚度愈小,则α( A )。
A 、愈小B 、愈大C 、不变D 、不一定4、剪力墙高宽比H /B<1.5,墙体易发生( C )。
A .弯曲破坏B .弯剪破坏C .剪切破坏D .弯压破坏5、当剪力墙的整体系数满足(A ),可不考虑连梁的约束作用,各墙肢分别按独立的悬臂墙计算。
A .1<α B .101<≤α C .10≥α D .与α没有关系6、墙肢的轴向变形,随着层数增大,其影响就( A )。
A .越大 B .与高宽比无关 C .越小 D .不变7、竖向荷载作用下剪力墙内力的计算,不考虑结构的连续性,可近似认为各片剪力墙只承受( C )。
A .弯矩 B .剪力 C .轴向力 D .弯矩和轴向力8、计算框架结构梁截面惯性矩I 时考虑楼板影响,0I 为按矩形截面计算的梁截面惯性矩,中框架梁取I=( D )。
A 、I 0B 、1.2I 0C 、1.5I 0D 、2I 09、以下平面形状的建筑物中,哪一种风荷载的体型系数最小( B )。
A. 正多边形B. 圆形C.矩形D. 风车形二、简答题1、画出如图1所示荷载作用下框架结构的弯矩图(只画形状,不必标大小)。
图1结构中水平荷载是如何分配的?(1)平面抗侧力结构将高层建筑结构沿两个正交主轴方向划分为若干榀平面抗侧力结构,然后分别对作用在这两个方向上的水平荷载进行分析。
每一个方向上的水平荷载,仅由该方向上的平面抗侧力结构承受,垂直于水平荷载方向的抗侧力结构不参加抵抗水平荷载的工作。
国家开放大学2016春本科高层建筑施工作业答案8y
(A) 连接速度慢(B) 施工简便(C) 价格低廉(D) 价格适中9. 钢模板包括平面模板、 A,B,C 等。
(3分)(A) 阴角模板(B) 阳角模板(C) 连接角模(D) 扣件10. 我国用大模板施工的工程基本上分为三类: A,C,D 。
(3分)(A) 内浇外挂(B) 内挂外浇(C) 内外墙全现浇(D) 内浇外砌11. 大模板的外形尺寸,主要根据房间的 A,B,C,D 和模板构造而定。
(3分)(A) 开间(B) 进深(C) 层高(D) 构件尺寸12. 高层钢结构施工中,梁与梁的连接可用 B,C 。
(3分)(A) 普通螺栓连接(B) 高强螺栓连接(C) 焊接(D) 混合连接13. 钢结构安装前,应对主要焊接接头(柱与柱、柱与梁)的焊接进行焊接工艺试验(焊接工艺考核),制定 A,B,C 。
(3分)(A) 焊接材料(B) 工艺参数(C) 技术措施(D) 焊缝宽度14. 高强度螺栓连接分为 B,C 连接两种。
(3分)(A) 端承型(B) 摩擦型(C) 承压型(D) 光滑型15. 钢结构施工期间应注意防火,配备必要的 B,D 。
(3分)(A) 消防栓(B) 灭火设备(C) 消防带(D) 消防人员判断题16. 支护结构类型很多,其计算方法都相同。
(4分)错误17. 土钉计算只考虑土钉的受拉作用。
(4分)正确18. 在进行地下连续墙设计和施工之前,不需要调查现场情况和地质、水文等情况。
错误19. 钢板桩支护在一定条件下使用会取得较好的效益,但缺点是不能重复使用。
4分) 错误20. 基坑土体开挖以后,具有时间效应和空间效应。
(4分)正确判断题16. 在桩基施工之前研究地质报告,对正确选择桩锤和打桩工艺不重要。
(4分)错误17. 打桩入土的速度应均匀,锤击间歇的时间不要过长。
(4分)正确18. 打桩施工中,如果桩距大于四倍桩直径时,则挤土的影响减小。
(4分)正确19. 在较硬土地区打桩、为避免桩难以打入,宜采取先四周后中间的打桩顺序。
大工16秋《高层建筑结构》大作业题目(附答案)
大连理工大学《高层建筑结构》大作业题目一:反弯点法计算题已知框架结构如图所示,承受水平风荷载作用,图中数字为框架梁、柱的相对刚度,试用反弯点法求各个框架柱的剪力。
其中118kN F =,220kN F =,316kN F =,422kN F =。
4F 3F 2F 1F DABC7500mm6000m m 7500mm7500mm4000m m 4000m m4000m m解:(1)求各柱子反弯点高度底层柱子反弯点高度取柱子高度的2/3,即:432*61==h 2-4层柱子反弯点高度取柱子高度的1/2,即:221*42==h (2)求各柱子剪力分配系数由于结构对称,外柱A 、D 有相同的剪力分配系数,内柱B 、C 有相同的剪力分配系数。
底层柱子的剪力分配系数:2.3)34.06.0(*26.0=+==D A ηη18.0)34.06.0(*234.0=+==C B ηη2-4层柱子的剪力分配系数:32.0)42.064.0(*264.0=+==D A ηη18.0)42.064.0(*242.0=+==C B ηη(3)求各柱子剪力 第四层总剪力:∑==kN F V 2244第四层各个柱子的剪力:04.722*32.0===D A V V 96.322*18.0===C B V V第三层总剪力:∑=+=+=kN F F V 381622543第三层各个柱子的剪力:kN V V D A 16.1238*32.0=== kN V V C B 84.638*18.0===第二层总剪力:∑=++=++=kN F F F V 582216204322第二层各个柱子的剪力:kN V V D A 56.1858*32.0=== kN V V C B 44.1058*18.0===底层总剪力:∑=+++=+++=kN F F F F V 762216201843211底层各个柱子的剪力:kN V V D A 32.2476*32.0=== kN V V C B 68.1338*18.0===题目一:框架-剪力墙结构在水平荷载作用下内力计算的基本假定是什么?(1)结构划为总框架、总连梁、总剪力墙各自刚度为各单个结构刚度和。
大工16春 高层建筑结构》大作业题目及参考答案题目一:底部剪力法计算题、题目三:
大工16春高层建筑结构》大作业题目及参考答案题目一:底部剪力法计算题、题目三:大工16春《高层建筑结构》大作业题目及参考答案题目一:底部剪力法计算题某钢筋混凝土框架结构,地上十层,高度为40m。
房屋所在地区的抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,设计地震分组为第一组,Ⅳ类场地。
已知该楼的基本自振周期T1=1.0s,经计算已知每层楼屋面的永久荷载标准值为kN,每层楼面和屋面的活荷载标准值均为2000kN。
要求:确定该楼各层的水平地震作用值FEK。
题目二:结构扭转效应计算题某一结构的第j层平面图,如下图所示。
图中除标明各轴线间距离外,还给出了各片结构沿x方向和y方向的抗侧移刚度D值,已知沿y向作用总剪力Vy=5000kN,求考虑扭转后,各片结构的剪力。
题目三:简述剪力墙在房屋设计中应如何布置?剪力墙的布置应在建筑结构的主要荷载方向和平面布置上进行,以保证其对建筑结构的抗震作用。
同时,应根据建筑结构的特点和荷载特点,合理地布置剪力墙,使其能够承担建筑结构的水平荷载,确保建筑结构的抗震能力。
题目四:为什么框架—剪力墙结构中的剪力墙布置不宜过分集中?框架—剪力墙结构中剪力墙的布置要求是什么?框架-剪力墙结构中,剪力墙的布置不宜过分集中,主要是因为过分集中的剪力墙会导致结构刚度不均匀,从而影响结构的抗震性能。
剪力墙的布置应根据建筑结构的特点和荷载特点,合理地分布在建筑结构的主要荷载方向和平面布置上,以保证其对建筑结构的抗震作用。
题目五:承载力验算和水平位移限制为什么是不同的极限状态?这两种验算在荷载效应组合时有什么不同?承载力验算和水平位移限制是不同的极限状态,主要是因为它们对建筑结构的要求不同。
承载力验算是要求建筑结构在荷载作用下不发生破坏或失稳,而水平位移限制是要求建筑结构在地震或风荷载作用下不产生过大的变形,从而保证建筑结构的安全性和使用性。
在荷载效应组合时,承载力验算和水平位移限制的计算方法和要求不同,需要根据实际情况进行综合考虑和分析。
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大连理工大学《高层建筑结构》大作业
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题目二:风荷载计算题
某市的市区,有较多高层房屋的密集建筑群,欲建一座40层高的钢筋混凝土框架—剪力墙结构房屋,外形和质量沿高度方向基本呈均匀分布。
房屋总高度140m H =,迎风面的房屋长50m L =。
房屋总宽度30m B =,基本风压为200.65kN m ω=。
求楼顶处的风荷载标准值。
(按照教材及课件内容计算) 答:(1)风荷载体型系数
H/B=140/30=4.67>4
L/B=50/30=1.67>1.5
根据《高规》3.2.5 条第4款3的规定,该楼已符合 H/B>4 的条件,但不满足 L/B ≯1.5 的条件。
故采用《高规》附录 A 第 1 条规定的s μ s μ=0.8+(0.48+0.03H/L)=0.8+0.48+0.03× 140/50=1.364
(2)该房屋建于市区,因指明是属于房屋较高,建筑群密集的市区,根据《高规》 3.2.3 条的规定,地面粗糙度属于 D 类。
484.1]50.1140/)487.0491.1140[(1)/(1140=⨯⨯⨯+=+==z z z v m Z μξρβ 作用于屋顶处的风荷载标准值
题目三:与多层建筑相比,高层建筑结构的设计特点有哪些?至少选择其中的
三点进行详细的论述。
1、水平荷载成为设计的决定性因素
对一般建筑物,其材料用量、造价及结构方案的确定主要由竖向荷载控制,而在高层建筑结构中,高宽比增大,水平荷载(包括风力和地震力)产生的侧移和内力所占比重增大,成为确定结构方案、材料用量和造价的决定因素。
其根本原因就是侧移和内力随高度的增加而迅速增长。
例如一竖向悬臂杆件在竖向荷载作用下产生的轴力仅与高度成正比,但在水平荷载作用下的弯矩和侧移却分别与高度呈二次方和四次方的曲线关系。
因此,当建筑物达到一定高度或层数之后,内力和位移均急剧增加。
如图所示除了轴向力N 与高度成正比外,弯矩M 与位移Δ 都呈指数曲线上升,因此,随着高度的增加,水平荷载将成为控制结构设计的主要因素,结构侧移成为结构设计的主要控制目标。
20/974.165.050.1364.1484.1m kN z s z k =⨯⨯⨯==ωμμβω
2、侧移成为设计的控制指标
在高层建筑结构中,除了像多层和低层房屋一样进行强度计算外,还必须控制其侧移的大小,以保证高层建筑结构有足够的刚度,避免侧移过大。
1)结构顶点的侧移ut与结构高度H 的四次方成正比
2)结构的侧移与结构的使用功能和安全有着密切的关系
过大侧移会使人产生不安全感:
过大侧移会使填充墙和主体结构出现裂缝或损坏,影响正常使用。
因P-△效应而使结构产生附加内力,甚至破坏。
P-Δ效应是指由于结构的水平变形而引起的重力附加效应,可称之为重力二阶效应,结构在水平力(风荷载或水平地震力)作用下发生水平变形后,重力荷载因该水平变形而引起附加效应,结构发生的水平侧移绝对值越大,
P-Δ效应越显著,若结构的水平变形过大,可能因重力二阶效应而导致结构失稳。
3、轴向变形的影响在设计中不容忽视
在一般房屋结构分析中,通常只考虑构件弯曲变形的影响,而忽略构件轴向变形和剪切变形的影响,因为一般来说其构件的轴力和剪力产生的影响很小。
而对于高层建筑结构,由于层数多、高度高,轴力很大,从而沿高度逐渐积累的轴向变形很显著,中部构件与边部、角部构件的轴向变形差别大,对结构内力分配的影响大,因而构件中的轴向变形影响必须加以考虑;
1)竖向荷载产生的结构轴向变形对其内力及变形的影响;
2)水平荷载的影响水平荷载作用下,使竖向结构体系一侧构件产生轴向压缩,另一侧构件产生轴向拉伸,从而产生整体水平侧移。
由表可知,结构层数越高,轴向变形所产生的影响越大。
4、延性成为结构设计的重要指标
相对于低层建筑而言,高层建筑更柔一些,在地震作用下的变形更大一些。
为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取适当的措施,来保证结构具有足够的延性。
1)延性表示构件和结构屈服后,具有承载能力不降低、具有足够塑性变形能力的一种性能。
(2)延性系数μ:用来衡量延性的大小。
y ∆∆=μ
μ
(3)结构的抗震性能决于其“能量吸收与耗散”能力的大小,即决于结构延性的大小。
(4)为了保证结构具有较好的抗震性能,除承载力、刚度外,还需要有较好的延性。
可通过加强结构抗震概念设计,采取恰当的抗震构造措施来保证。
5、动力效应大
结构本身的特点不同,如结构的类型与形式,结构的高度与高宽比,自振周期与材料的阻尼比等的不同,结构受到地震作用或风荷载作用时,产生的动力效应严重影响结构物的正常使用,甚至造成房屋的破坏。
6、扭转效应大
当结构的质量分布、刚度分布不均匀时,高层建筑结构在水平荷载作用下容易产生较大的扭转作用,扭转作用会使抗侧力结构的侧移发生变化,影响各个抗侧力结构构件及其他构件的内力与变形。
当结构的质量分布、刚度分布不均匀时,高层建筑结构在水平荷载作用下容易产生较大的扭转作用,扭转作用会使抗侧力结构的侧移发生变化,影响各个抗侧力结构构件及其他构件的内力与变形。
7、结构的稳定和抗倾覆
防止结构发生整体失稳的破坏情况,必须重视结构的整体稳定和抗倾覆问题。
在高层建筑结构设计中,应该重视结构的整体稳定性与结构的抗倾覆能力,防止结构发生整体失稳的破坏情况。
8、温差过大产生的温度应力及变形大
当建筑物高度很大时,结构内力与上下的温差过大而产生的温度内力和温度位移也是高层建筑结构的一种特点。