高层建筑结构第二次作业(计算题带标准答案).doc

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30m20m，基本风压0.45KN/m2，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；3. 对于高度28m处时，结构的振型系数等于0.38；当z=28m时，结构的风压高度变化系数；4. 由荷载规范查表得计算风振系数所需相关参数：k=0.67；。56mwz28m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） (3) 风振系数计算:结构第1阶自振频率：（1分）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） 对钢筋混凝土房屋（1分）风荷载的共振分量因子（1分）H=56，B=30脉动风荷载的竖向相关系数：（1分）脉动风荷载的水平相关系数：（1分）结构第1阶振型系数可由荷载规范附录G得到：当z=28m时，时，结构的振型系数等于0.38（1分）当z=28m时，结构的风压高度变化系数（1分）根据荷载规范表8.4.5-1查表：k=0.67 ，则：脉动风荷载的背景分量因子：（1分）可得28m处高度的风振系数：（2分）（4）风荷载作用下，28m高度处的总风荷载标准值为：（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，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ue的最大值是多少？（15分）解：8度，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：当时，（2分）因是相邻上层该系数的0.4倍，故取（2分）查高规表3.7.5得：，（2分）由规范式5.5.3-1得： （2分）（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）0.8115KN580KN45KN0.81.20.80.80.81.21.21.21.01.00.90.93.5m4.5m3.5m8m8m解：第一层柱的总剪力V=115+80+45=240KN 边柱 （1分） （1分） 中柱 （1分） （1分） 每根边柱剪力: （1分）每根中柱剪力（1分）第二层柱的总剪力V=80+115=195KN 边柱（1分） （1分） 中柱（1分） （1分） （1分） 每根边柱剪力: （1分）每根中柱剪力: （1分） 第三层柱的总剪力V=115KN 边柱 （1分） （1分） 中柱（1分） （1分） （1分） 每根边柱剪力 （1分） 每根中柱剪力（1分）4、用反弯点法计算如图框架的剪力和弯矩，并绘出弯矩图，图中括号中的数字为假定弹性模量为单位1时的梁柱线刚度。（20分）解：先求的各柱的剪力：（6分）顶层： 第二层：底层： 求柱端部弯矩：（6分）底层柱：同理： 第二层柱：顶层柱：梁端弯矩：（6分）中间节点两侧梁端弯矩：同理可得：以此类推，可以得到结构的弯矩图如图所示：（2分）5、某高层剪力墙结构，抗震等级为二级，其一矩形截面剪力墙墙肢截面为，采用C30混凝土，在重力荷载代表值作用下的轴压力标准值，求该墙肢的轴压比与轴压比限值的比值。（10分）解：根据高规第7.2.13条，抗震等级为二级，轴压比限值（2分）（5分）（3分）6、某11层钢筋混凝土框架结构，刚度较均匀，抗震设防烈度为8度，层高均为4.0m，按弹性方法计算罕遇地震作用下底层层间位移，其楼层屈服强度系数，楼层屈服强度系数是相邻上层该系数的80%，试问：在罕遇地震作用下按弹性分析的层间弹塑性位移up是多少？（10分）解：8度，符合高规3.7.4条规定，应进行弹塑性变形计算。（2分）11层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：（2分）有规范式5.5.3-1：（2分）查高规表3.7.5得：（2分） （2分）7、高层质量和刚度沿高度分布比较均匀的一般剪力墙结构，层数14层，每层层高3m，总高42m，其重力荷载代表值作水平荷载作用各楼层处顶点假想位移uT经计算为200mm，还经计算水平多遇地震作用下的剪力墙顶层层间相对位移为2.1mm，要求： （1）验算该剪力墙正常使用条件下的侧移刚度是否足够？（2）按高层建筑砼结构技术规程JGJ3-2010估算剪力墙结构的基本自振周期。（10分）解：（1）竖向规则的剪力墙侧移上大下小，顶层相对侧移即为层间最大相对侧移 总高H42m150m，剪力墙的最大层间侧移限值为而满足要求，该剪力墙侧移刚度足够。 （5分） （2），对剪力墙（5分）8、某高层钢筋混凝土剪力墙结构，抗震等级为一级，其底部加强部位某一墙肢截面为，采用C35混凝土，有地震作用组合下的剪力标准值，弯矩标准值，取，要求：（1）确定该墙肢的剪力设计值