大工16秋《高層建筑結(jié)構(gòu)》大作業(yè)答案(5題均有)

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1、大連理工大學(xué)《高層建筑結(jié)構(gòu)》大作業(yè) 學(xué)習(xí)中心： 姓 名： 學(xué) 號(hào)：  題目一：反彎點(diǎn)法計(jì)算題 已知框架結(jié)構(gòu)如圖所示，承受水平風(fēng)荷載作用，圖中數(shù)字為框架梁、柱的相對(duì)剛 度，試用反彎點(diǎn)法求各個(gè)框架柱的剪力。 其中F1 18kN , F2 20kN , F3 16kN , F4 22kN 。 (1.0 ) (1.0 ) (1.0 ) 0.64 0.42 (1.0 ) 0.42 (1.0) 0.64 (1.0 ) m m m 0 4 m m * L L 0.64 = 0.42 (1.0 ) 0.42 (1.0) 0.64 (

2、1.0 ) 0.64 j 0.42 (1.0 ) 0.42 (1.0) 0.64 (1.0 ) 0.66 0.34 0.34 0.66 m m * /777 /7 A i B , 7500mm // zz/z // 3 C D 7500mm . 7500mm 77 ) r- 1 1 1 解：一、對(duì)題目進(jìn)行分析可知： (1)各柱反彎點(diǎn)高度： 1層取底層柱高的2/3,即： : 2 方1 = 6 乂1=4m 3 ； 2~4層均在各柱中點(diǎn)處：鼻=］卬 (2)結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，外柱A、D有同樣側(cè)移剛度，內(nèi)柱 R C也有同

3、樣側(cè)移剛度，且 2~4層柱剛度一致，故2~4層柱剪力分配系數(shù)為： 心=上=-——.=0.30 3R 2x(0.64 + 0.42) …二「。二。 出"2x(0.料+ 0,42) 、根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算: 從底層（F1）開(kāi)始計(jì)算，求各柱剪力 （1）、底層（F1）柱剪力計(jì)算: 42 0.66 QA=QD =22+16+20+18 義 0.66 0.34 0.34 0.66 =76X四場(chǎng) 0.05556 -25.073KN QB=QC =22+16+20+18 義 62 0.34 了 0.66 0.34 0.34 0.66 二76X續(xù)絲 0.05556 -12

4、.913KN 62 （2）、二層（F2）柱剪力計(jì)算: QA=QD =22+16+2。義 0.64 丁 0.64 0.42 0.42 0.64 二58 X 0.04 —17.509KN 0.1325 QB=QC =22+16+22）義 42 0.42 不 0.64 0.42 0.42 0.64 =58 X 0.02625 ?11.491KN 0.1325 42 （3）、三層（F3）柱剪力計(jì)算: QA二QD=（22+16）義 0.64 42 0.64 0.42 0.42 0.64 二38 X 0.04 = 11.472KN 0.13

5、25 QB=QC =22+16）義 42 0.42 42 0.64 0.42 0.42 0.64 二38 X 黑-7.528KN （4）、頂層（F4） 柱剪力計(jì)算: QA=QD=22 X 0.64 不 42 0.64 0.42 0.42 0.64 =22 X 0.04 =6.642KN 0.1325 42 0.42 2~ QB=QC=22 4 =22 X 0.02625 ?4.358KN 0.1325 0.64 0.42 0.42 0.64 * G5 ? G4 ? G3 ? G2 ? G1 度為0.30g時(shí) max

6、=0.24 ,設(shè)計(jì)地震分組為第一組。 題目二：底部剪力法。 鋼筋混凝土 5層框架經(jīng)質(zhì)量集中后計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示，各層高均為 3ml 集中于各樓層的重力荷載代表值分別為： G1 500kN , G2 550kN , G3 580kN , G4 600kN , G5 450kN。結(jié)構(gòu)阻尼比 0.05 ,自振周期為T(mén)1 0.55s, I 1類(lèi) 場(chǎng)地類(lèi)別，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，抗震設(shè)防烈度為8度(設(shè)計(jì)基本地震加速度 為0.30g)。按底部剪力法計(jì)算結(jié)構(gòu)在多遇地震時(shí)的水平地震作用及地震剪力。 450kN 600kN 580kN 550kN 500kN Z7Z7 (a)計(jì)算簡(jiǎn)圖

7、 解：查《建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范》表 5.1.4-1.2知，8度多遇地震設(shè)計(jì)基本地震加速 I類(lèi)場(chǎng)地: r 1=(嗎 X T1 max=( 0.25 0.55 0.9 )X1.0 X 0.24=0.109 =0.11 查《建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范》表5.2.1 知，T1 =0.55s > 1.4Tg =1.4 X 0.25=0.35s 取“=0.08….—."7、114 總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值: F EK= 1Geq=0.114X (450+600+580+550+500 X 85%=259.69KN 頂部附加地震水平作用： 因?yàn)門(mén)1=0.55>1.4Tg=0.

8、35 ,則頂部附加水平地震作用 n 1 0.08T1 0.01 0.08 0.55 0.01 0.054 Fn 1 n 1FEk 0.054 259.69 14.02kN 各樓層水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值: Fi = Gi HiFEK (1 n) (i=1,2,3 Fi GjHj G j H j =450X 15+600X 12+580X 9+550X 6+500X 3=23970KN? m F 5K 450 15 259.69 (1 0.114) 23970 =64.79KN F 4K 600 15 259.69 (1 0.114) = ==83.39KN 23970

9、 F 3K 580 9 259.69 (1 0.114) = - ( - )=50.11KN 23970 F 2K ,550 6 259.69 (1 0.114). 3 1.68KN 23970 Fik 500 3 259.69 (1 0.114) = __3 2n ( 一 )=14.40KN 23970 各樓層地震剪力： V 產(chǎn)F1K + F2K+F3K+F4K+F5K=244.37KN V 2=F2K +F3K+F4K +F5K =229.97KN V 3=F3k + F4k+F5K=198.29KN

10、 V 4=F4K+F5K =148.19KN 題目三：地震地面運(yùn)動(dòng)特性用哪幾個(gè)特征量來(lái)描述？結(jié)構(gòu)破壞與地面運(yùn)動(dòng)特性有 什么關(guān)系？ (1)地震地面運(yùn)動(dòng)的特性可用三個(gè)量來(lái)描述： 強(qiáng)度(由振幅值大小表示)、頻譜和 持續(xù)時(shí)間。(2)結(jié)構(gòu)破壞與地面運(yùn)動(dòng)特性有著密切的關(guān)系，主要表現(xiàn)在：強(qiáng)烈地 震的加速度或速度幅值一般很大，但如果地震時(shí)間很短，對(duì)建筑物的破壞性可能 不大；而有時(shí)地面運(yùn)動(dòng)的加速度或速度幅值并不太大， 而地震波的卓越周期與結(jié) 構(gòu)的基本

11、周期接近，或者振動(dòng)時(shí)間很長(zhǎng)，都可能對(duì)建筑物造成嚴(yán)重影響 . 題目四：框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下內(nèi)力計(jì)算的基本假定是什么？ (1)樓蓋結(jié)構(gòu)在其自身平面內(nèi)的剛度為無(wú)限大，平面外的剛度可忽略不計(jì)。 樓板在自身平面內(nèi)剛度無(wú)限大，可以保證樓板將抗震縫區(qū)段內(nèi)的整個(gè)框架和 剪力墻連成整體，而不產(chǎn)生相對(duì)變形。 (2)水平荷載的合力通過(guò)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度中心，即不考慮扭轉(zhuǎn)的影響。 房屋的剛度中心與作用在房屋上的水平荷載的合力中心相重合， 以保證房屋 在水平荷載作用下不發(fā)生扭轉(zhuǎn)。否則，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)房屋的受力情況是非常復(fù)雜的。 為了簡(jiǎn)化計(jì)算，只要房屋體型規(guī)整，剪力墻布置對(duì)稱(chēng)、均勻，一般可不考慮扭轉(zhuǎn) 的影響

12、。 題目五：鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻布置原則是什么？ (1)剪力墻結(jié)構(gòu)中全部豎向力和水平力都由剪力墻承受。所以一般應(yīng)沿建筑物 的主要軸線雙向布置。特別是在抗震結(jié)構(gòu)中，應(yīng)避免僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置形式， 并宜使兩個(gè)方向抗側(cè)剛度接近，即兩個(gè)方向的自振周期宜相近。 (2)剪力墻應(yīng)盡量拉通對(duì)直，以增加抗震能力。門(mén)窗洞口上下各層對(duì)齊， 形成明確的墻肢和連梁，使受力明確，計(jì)算簡(jiǎn)單。在抗震結(jié)構(gòu)中，應(yīng)盡量避免出 現(xiàn)錯(cuò)洞剪力墻和疊合錯(cuò)洞墻。疊合錯(cuò)洞墻的特點(diǎn)是洞口錯(cuò)開(kāi)距離很小，甚至疊合， 不僅墻肢不規(guī)則，而且還在洞口之間形成薄弱部位，對(duì)抗震尤為不利。 (3)剪力墻沿豎向應(yīng)貫通建筑物全高。剪力墻沿豎向改變

13、時(shí)，允許沿高度 改變墻厚和混凝土等級(jí)，或減少部分墻肢，使抗側(cè)剛度逐漸減小，避免各層剛度 突變，造成應(yīng)力集中。 (4)剪力墻要避免洞口與墻邊，洞口與洞口之間形成小墻肢。小墻肢寬度 不宜小于三倍墻厚(否則應(yīng)按框架柱設(shè)計(jì))，并用暗柱加強(qiáng)。 (5)較長(zhǎng)的剪力墻宜開(kāi)設(shè)洞口，將其分為均勻的若干墻段，墻段之間宜采 用弱梁連接，每個(gè)獨(dú)立墻段的總高度與其截面高度之比不應(yīng)小于 2,墻長(zhǎng)較小時(shí), 受彎產(chǎn)生的裂縫寬度較小，墻體配筋能夠充分的發(fā)揮作用，因此墻肢截面高度不 宜大于8m. (6)高層建筑不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)形式，短肢墻應(yīng)盡可能設(shè) 置翼緣。在短肢剪力墻較多時(shí)，應(yīng)布置筒體(或一般剪力墻) ，以形成共同抵抗 水平力的剪力墻結(jié)構(gòu)。 (7)控制剪力墻平面外彎矩，應(yīng)采取增加與沿梁軸線方向的垂直墻肢，或 增加壁柱、柱等方式，來(lái)減少梁端部彎矩對(duì)墻的不利影響。 對(duì)截面較小的樓面梁 可設(shè)計(jì)為較接或半剛接，減小墻肢平面外彎矩。 (8)不宜將樓面主梁直接支承在剪力墻之間的連梁上。因?yàn)橐环矫嬷髁憾?部約束達(dá)不到要求，連梁沒(méi)有抗扭剛度去抵抗平面外彎矩； 另一方面對(duì)連梁本身 不利，連梁本身剪切應(yīng)變較大，容易出現(xiàn)裂縫，因此應(yīng)盡量避免