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五

1、大工16春高层建筑结构大作业及要求注意：从以下五个题目中任选两个进行解答（注意：从题目一、二中选择一道计算题，并从题目三、四、五中选择一道问答题，分别进行解答，不可同时选择两道计算题或者问答题）；解答前，需将所选题目复制（使老师明确你所选的题目）。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，W类场 地。已知该楼的基本自振周期Ti =1.0s，经计算已知每层楼屋面的永久荷载标准 值为12000kN，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

2、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。y'tx题目三：简述剪力墙在房屋设计中应如何布置？题目四：为什么框架一剪力墙结构中的剪力墙布置不宜过分集中？框架一剪力墙结构中剪力墙的布置要求是什么？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？作业具体要求：1. 封面格式（见文件最后部分）封面名称：大连理工大学高层建筑结构大作业，字体为宋体加黑，字号 为小一；姓

3、名、学号、学习中心等字体为宋体，字号为小三号。2. 文件名大作业上交时文件名写法为：姓名 奥鹏卡号（或者学号） 学习中心（如: 戴卫东101410013979浙江台州奥鹏学习中心）；离线作业需用word文档写作，不要提交除word文档以外的文件，word文档 无需压缩。以附件形式上交离线作业（附件的大小限制在 10M以内），选择已完成的作业 （注意命名），点提交即可。如下图所示。课裡公音 澧档測宽隹些作业 馬竣柞业实时交淹序号悴业富那起止日期下日崩 仝日m井 柞1 莊薔瞬KIL简瑯江合抑畑半习 ogggg咖餌截止时间：20XX年3月10日前。3. 正文格式作业正文内容统一采用宋体，字号为小四、

4、卜 、八注意:作业应该独立完成，不准抄袭其他网站或者请人代做，如有雷同 作业，成绩以零分计。上交往年作业题目或者其他科目作业的，成绩 以零分计。引用他人文章的内容，需在文中标注编号，文章最后写出 相应的参考文献。引用内容不得超过全文的 20%。鼓励大家对本地区的相关政策制定及实施情况进行调查了解，给 出相关数据，进而有针对性的提出自己的看法。大连理工大学高层建筑结构大作业学习中心： * 奥鹏中心姓 名:学 号:*题目二:题目五:结构扭转效应计算题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？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

5、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。y' +解： x0 =E DyiXi/E Dyi选择x'O'y'为参考坐标系，根据刚心坐标公式 0 yi yi ，计算 I y° = ' Dxkyk,；、 Dxk刚度中心坐标为 X)=E Di Xi/刀m=992/65=15.26mY0=E dy刀 Bk=1240/95=13.05m基本数据如下表所示：序 号Dyix'DyiX'DyiX'2Dxky'Dxky

6、9;Dxky'2118000250002886451215812096031616256409625164006400482419246083024720172805153248015360-刀659922457695124024640以刚度中心为原点，建立坐标系统xOd y 。因为,Dxky'Dxk，所以刀 DXky2=24640-13.05*13.05*95=8461同理可得：刀 mx2=24576-15.26*15.26*65=9440根据公式可得 ayi=1+65*0.74/(8461+9440)*x i=1+0.00269*x i各片结构的:y值为X1=-15.26a

7、y1=1-0.00269*15.26=0.959X2=-7.26ay2=1-0.00269*7.26=0.980X3=-0.74ay3=1+0.00269*0.74=1.002X4=-8.74ay4=1+0.00269*8.74=1.024X5=-16.74ay5=1+0.00269*16.74=1.045由此可以计算各片结构承担的剪力值Vyi=0.959*18/65*5000=1327.8KNVy2=0.980*8/65*5000=603.1KNVy3=1.002*16/65*5000=1233.2KNVy4=1.024*8/65*5000=630.2KNVy5=1.045*15/65*50

8、00=1205.8KN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？答：(1) 高层建筑结构设计应保证结构在可能同时出现的各种外荷载作用下，各个构件及其连接均有足够的承载力。我国建筑结构设计统一标准规定构件按 极限状态设计，承载力极限状态要求采用由荷载效应组合得到的构件最不利内力 进行构件截面承载力验算。水平位移限制是正常使用极限状态，主要原因有：要 防止主体结构开裂、损坏；防止填充墙及装修开裂、损坏；过大的侧向变形会使人有不舒适感，影响正常使用；过大的侧移会使结构产生附加内力 (P- 效应)。(2) 承载力验算是极限状态验算，在内力组合时，根据

9、荷载性质的不同，荷 载效应要乘以各自的分项系数和组合系数。 对于水平位移限制验算，要选择不同 方向的水平荷载(荷载大小也可能不同)分别进行内力分析，然后按不同工况分 别组合。题目：底部剪力法。钢筋混凝土 8层框架结构各层高均为3m经质量集中后，各楼层的重力荷载代表值分别为：Gt = 1000kN ， G2 = G3 = G4 = G5 = = G7 = 800kN ,G8 =700kN。结构阻尼比 =0.05，自振周期为Tt = 0.80s类场地类别，设计地震分组为第二组，抗震设防烈度为7度。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。解：设防烈度对应的多遇地震和罕遇地震的 a

10、 max值地震设防烈度6789多遇地震0.040.08 (0.12 )0.16 (0.24)0.32罕遇地震0.50 (0.72 )0.90 (1.20)1.4场地特征周期Tg (S)设计地震分组场地类别InIV第一组0.250.350.450.65第二组0.300.400.550.75第三组0.350.450.650.90(1)抗震设防烈度为7度，多遇地震下，查表得a max=0.12,H类场地类别,设计地震分组为第二组，查表得 Tg=0.40s，所以Tg=0.40<T1=0.80<5Tg=2.00(2)计算地震影响系数a i/ Tg Y十0.40 0.93 =()2-'

11、max =()1 0.12 : 0.064Ti0.80计算结构等效总重力GeqGeq =0.85Ge =0.85 (1000 800 6 700)= 5525KN(3) 计算结构底部剪力FEKFek = ： iGeq = 0.064 5525 = 353.6KN(4) 计算各质点的水平地震作用 Fi已知Tg=0.40s，T仁0.80s>1.4Tg=0.56s。该结构为钢筋混凝土房屋结构， 需要考虑结构顶部附加集中作用。、n =0.080.01 =0.08 0.800.01 = 0.074贝U ：Fn nFEK = 0.074 353.6 = 26.166KN(1 -、n)Fek -327

12、.4336KNn' GjHj =1000 3 800 (6 9 12 15 18 21) 700 24 =84600KN*mi生F8G8H8Fek700 24 327.4336F7F6F5F4F3F2Fi' GiHii 484600=65.022 KNG7H7（n）Fek800 21327.4336GiHii 4G6H684600= 65.022 KNFek800 18 327.4336= 55.733 KN、GiHii 484600G5H5（n）Fek800 15 327.4336= 46.444 KN' GiHii 484600G4H4Fek800 12 327.433637.156 KN84600G3H3(-、：n)FekG2H2Fek.1 Gi H ii AG1H1Fek' GiHii A800 9327.4336 二84600800 6 327.4336846001000 3 327.43368460027.867 KN18.578 KN11.611 KN(5) 计算各楼层地震剪力V8 FFn =65.022 26.166 =91.188KNV7 二 F7 V8 =65.022 91.188 =156.21