高层建筑结构设计大作业标准答案解析

大连理工大学《高层建筑构造》大作业

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题目一：反弯点法计算题

已知框架构造如图所示，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£=18kN,F2=20kN,

F,=16kN,F4=22kN<>

居*

―1:

0

0.420.420.640

2

二

居(1.0)(1.0)(1.0)*

一

U百

0.420.420.640

0

0

鸟(1.0)(1.0)(1.0)J*

w

w

o

0.420.420.64o

o

J

”(1.0)(1.0)(1.0)*

U

U

U

S

0

0.340.340.669

////////

ABCD

.7500mm.7500mmI7500mm.

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

hi=6x-=4w

3

2飞层均在各柱中点处：瓦=2小

(2)构造对称，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-致，故2~4层柱剪力分派系数为：

0.64

=7z)==0.30

2x(0.64+0.42)

%=----------------------=0.20

,c2x(0.64+0.42)

二、根据公式进行计算：

从底层（FD开始计算，求各柱剪力

（1）、底层（F1）柱剪力计算：

0.66

(22+16+20+18)X——--------6-------------001833

QA二QD二76><%25073KN

0.66+0.34+0.34+0.660.05556

62

0.34

人2()00944

QB=QC=(22+16+20+18)X--------：一---------=76X---------^12.913KN

0.66+0.34+0.34+0.660.05556

62

(2)、二层（F2）柱剪力计算：

0.64

004

QA=QD=(22+16+20)==4一~=58义=17.509KM

0.64+0.42+0.42+0.640.1325

42

0.42

(22+16+22)X……4?…二58义0.02625〜][49]KN

QB=QC=

0.64+0.42+0.42+0.64(),1325

42

(3)、三层（F3）柱剪力计算：

0.64

(22+16)X……4]=38X-^-011.472KN

QA二QD二

0.64+0.42+0.42+0.64(),1325

42

0.42

(22+16)X---------------至---------=38X0O2625=7.528KN

QB二QC二

0.64+0.42+0.42+0.640.1325

42

(4)、顶层（F4）柱剪力计算：

0.64

k004

QA=QD=22X-------------二——：-----------二22X----------g6.642KN

0.64+0.42+0.42+0.640.1325

42

0.42

0.02625

QB=QC=22X_______=22X%4.358KN

0.64+0.42+0.42+0.640.1325

42

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：G=500kN,G2=550kN,

G3=580kN,G4=600kN,G5=450kNo构造阻尼比J=0.05,自振周期为

7；=0.55s,L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

计基当地震加速度为0.30g)o按底部剪力法计算构造在多遇地震时的水平地

震作用及地震剪力。

•G5=450kN

.G4=600kN

•G3=580kN

•G2=550kN

AG,=500kN

////

(a)计算简图

解：查《建筑设计抗震规范》表5.1.4-1.2知，8度多遇地震设计基当地震加

速度为0.30g时“二0・2%设计地震分组为第一组。

I类场地：

09

"八八…八

XX=zO.25x

a=(-)726r.nax(--)X1,0X0.24=0.109-0.11

T\~0.55

查《建筑设计抗震规范》表5.2.1知，r=0.55s>1.4T「1.4X

0.25=0.35s

取08Ti+0-07=0.08X0.55+0.07=0.114

总水平地震作用原则值:

F\K=a】Geq=O.114X(450+600+580+550+500)X85%=259.69KN

顶部附加地震水平作用：

由于口二0.55>1.4Tg=0.35,则顶部附加水平地震作用

〃一I,=0.087I；+0.01=0.08x0.55+0.01=0.054

AF.=&岛=0.054x259.69=14.02kN

各楼层水平地震作用原则值:

(i=l,2,3)

ZG,"「450X15+600X12+580X9+550X6+500X3=23970KN•m

45()x15x259.69x(1-0.114)=64>79KN

r5K23970

600x15x259.69x(1-0.114)

K=83.39KN

E23970

580x9x259.69x(1-0.114)11IZVT

---------------------------------------------=b0.11KN

23970

550x6x259.69x(1-0.114)

F2K二=31.68KN

2397()

500x3x259.69x(1-0.114)

=14.40KN

23970

各楼层地震剪力：

V尸尸部+b6+尸"+/5/229.970

MEK+EK+FK=198.29KN

V产尸〃+/5K=148.19KN

题目三：地震地面运动特性用哪几种特性量来描述？构造破坏与地面运动特性

有什么关系？

（1）地震地面运动的特性可用三个量来描述：强度（由振幅值大小表达）、频谱

和持续时间。（2）构造破坏与地面运动特性有着亲密的关系，重要表目前：强烈

地震的加速度或速度幅值一般很大，但假如地震时间很短，对建筑物的破坏性

也许不大；而有时地面运动的加速度或速度幅值并不太大，而地震波的卓越周

期与构造的基本周期靠近，或者振动时间很长，都也许对建筑物导致严重影响.

题目四：框架-剪力墙陶造在水平荷载作用下内力计算的基本假定是什么？

（1）楼盖构造在其自身平面内的刚度为无限大，平面外的刚度可忽视不计.

楼板在自身平面内刚度无限大，可以保证楼板将抗震缝区段内的整个框架

和剪力墙连成整体，而不产生相对变形。

（2）水平荷载的合力通过构造的抗侧刚度中心，即不考虑扭转的影响。

房屋的刚度中心与作用在房屋上的水平荷载的合力中心相重叠，以保证房

屋在水平荷载作用下不发生扭转。否则，产生扭转房屋的受力状况是非常复杂

的。为了简化计算，只要房屋体型规整，剪力墙布置对称、均匀，一般可不考

虑扭转的影响。

题目五：钢筋混凝土剪力墙构造的剪力墙布置原则是什么？

（1）剪力墙构造中所有竖向力和水平力都由剪力墙承受。因此一般应沿建