高层建筑结构设计-作业及解答

练 习

1、某高层建筑筒体结构，其质量和刚度沿高度分布比较均匀，建筑平面尺寸为40mx40m的方形，地面以上高度为150m，地下埋置深度为13m。已知（100年一遇）基本风压为0.40kn/m2，建筑场地位于大城市市区，已计算求得作用于突出屋面塔楼上的风荷载标准值为1050kn，结构的基本自振周期为T1=2.45s。为简化计算，将建筑物沿高度划分为五个区段，每个区段为30m，并近似取其中点位置的风荷载作为该区段的平均值，计算在风荷载作用下结构底部的剪力标准值和基础地面的弯矩标准值。（另附图） 突出屋面塔楼风向 习题1图

解：（1）体型系数：

?s1=0.8 ?s2=0.5 ?s=0.8+0.5=1.3 （2）风震系数：

地面粗糙度为D类， ?0T12=0.4X2.452=2.401KN.S2 由 0.32x?0T12=0.32x2.401=0.768 查表3-3

得脉动增大系数 ?=1.414 由 H/B=150/40=3.75 查表3-4 得脉动影响系数 ?=0.505

?z?1??z??HH11=1+Zxx1.414x0.505=1+Zxx0.714 ?zH?ZH?Z(3)风荷载计算： 面风载标准值： wzk??z?z?s?0=0.4x1.30x?z?z KN/M2 线风载标准值： qz?40wzk=40 x 0.4 x1.30x?z?z KN/M

集中分布风载标准值：pz?30qz=30x40 x 0.4 x1.30x?z?z KN

区段 ?i Hi/H ?Z ?Z Wzkqz pz （kn/m2） (kn/m) (kn) 突出屋面 135 105 75 45 15 0.9 0.7 0.5 0.3 0.1 1.508 1.304 1.065 0.785 0.620 1.426 1.383 1.335 1.273 1.115 1.118 0.938 0.739 0.52 0.359 37.52 29.560 20.80 14.36 1050 5 4 3 2 1 44.720 1341.60 1125.60 886.80 624.0 430.80 V标=?pz+1050=5458.80kn M标=?pzHz=430.80x28+624.0x58+886.80x88+1125.60x118+1341.60x148+

+1050x163=628820.40kn.m

2、某10层钢筋混凝土框架-剪力墙结构,其质量和刚度沿高度分布比较均匀，抗震等级为8度，设计地震分组为第三组，场地类别为Ⅱ类，已知结构的基本自振周期T1=0.95s，各层重力荷载代表值如图所示，采用底部剪力法计算结构的底部总水平地震作用和各层水平地震作用。 习题2图

解：（1）总水平地震作用

由表3-8可查得8度抗震设防时，水平地震影响系数最大值?max=0.16 由场地类别Ⅱ类，设计地震分组第三组查表3-9得 特征周期 因为 Tg=0.45s

Tg＜T1=0.95S＜5Tg

??0.45???=??max?0.95???0.9?Tg所以 ?1???T?0.9x0.16=0.082 结构的等效总重力荷载代表值为：

Geq?0.85GE?0.85?G1=0.85x10x12000=102000kn i?110结构的总水平地震作用标准值为： FEK??1Geq=0.082x102000=8364kn (2)计算顶部附加水平地震作用： 因为

Tg＞1.4Tg=1.4x0.45=0.63s 故需要考虑顶部附加水平 地震作用。 由表3-10得

?n?0.08T1?0.01=0.08X0.95+0.01=0.086

?F??nFEK=0.086X8364=719.304KN (3)各层的水平地震作用： i?10?GH=3.6G(1+2+3+4+5+6+7+8+9+10)=198G ii1110Fi?GiHi?GHii?110FEK?1??N?= iGiHi198G1x8364x(1-0.086)=38.6096Hi

18 21.6 25.2 973.0 28.8 32.4 36 Hi(m) Fi(kn) 3.6 7.2 10.8 14.4 556.0 139.0 278.0 417.0 695.0 874.0 1112.0 1251.0 1390.0

各层的水平地震作用图

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