高层建筑构造设计-作业及解答_1.docx

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1、高层建筑构造设计-作业及解答练习1、某高层建筑筒体构造，其质量和刚度沿高度分布比拟均匀，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，构造的基本自振周期为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构造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：1s=0.82s=0.5s=0.8+0.5=1.

2、32风震系数：地面粗糙度为D类，021T=0.4X245.2=2.401KN.S2由0.32x021T=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=0.505zzz?+=1=1+ZZxHH1x1.414x0.505=1+ZZxHH1x0.714(3)风荷载计算：面风载标准值：0?szzzkw=0.4x1.30xzzKN/M2线风载标准值：zkzwq40=40x0.4x1.30xzzKN/M集中分布风载标准值：zzqp30=30x40x0.4x1.30xzzKNV标=zp+1050=5458.80knM标=zpHz

3、=430.80x28+624.0x58+886.80x88+1125.60x118+1341.60x148+1050x163=628820.40kn.m当前位置：文档视界高层建筑构造设计-作业及解答高层建筑构造设计-作业及解答习题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由场地类别类，设计地震分组第三组查表3-9得特征周期gT=0.45s由于gT1T=0.95S5gT所以max9.01?=TTg=16.095.045.09.0x?=0.082构造的等效总重力荷载代表值为：=101185.085.0iEeqGGG=0.85x10x12000=1

4、02000kn构造的总水平地震作用标准值为：eqEKGF1=0.082x102000=8364kn(2)计算顶部附加水平地震作用：由于gT1.4gT=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01.008.01+=Tn=0.08X0.95+0.01=0.086EKnFF=?=0.086X8364=719.304KN(3)各层的水平地震作用：iiiHG=1010=3.61G(1+2+3+4+5+6+7+8+9+10)=1981G()NEKiiiiiiFHGHGF-=1101=1198GHGiix8364x(1-0.086)=38.6096iH各层的水平地震作用图3

5、、某12层高层建筑剪力墙构造，层高均为3m，总高度为36m。已求得各层的重力荷载代表值如图3-1所示，第一和第二振型如图3-2、3-3所示，对应于第1、2振型的自振周期分别为T1=0.76s和T2=0.2s。地震设防烈度为8度，设计地震分组为第二组，场地类别为类。采用振型分解反响谱法计算基地的水平地震作用。习题3图解：计算第一振型的各层水平地震作用iF1：由8度抗震设防，设计地震分组第二组查表3-8得max=0.16根据场地类别为类设计地震分组第二组查表3-9得特征周期gT=0.55s由于gT1T=0.765gT所以max9.01?=TTg=16.076.055.09.0x?=0.12求第一振

6、型的介入系数=niijiniijijGxGx121=)179.064.052.043.035.028.022.017.012.008.004.0(7890)00.179.064.052.043.035.028.022.017.012.008.004.0(7890222222222222+x=1.663由式ijijijjiGxF=可求得对应于第一振型的水平地震作用为11F=0.12x1.663x0.04x7890=63.0kn12F=0.12x1.663x0.08x7890=126.0kn13F=0.12x1.663x0.12x7890=188.9kn14F=0.12x1.663x0.17x78

7、90=267.7kn15F=0.12x1.663x0.22x7890=346.4kn16F=0.12x1.663x0.28x7890=440.9kn17F=0.12x1.663x0.35x7890=551.1kn18F=0.12x1.663x0.43x7890=677.0kn19F=0.12x1.663x0.52x7890=818.8kn110F=0.12x1.663x0.64x7890=1007.7kn111F=0.12x1.663x0.79x7890=1243.9kn112F=0.12x1.663x1.00x7890=1574.5kn第一振型的基地剪力标准值为：=1101iiFV=7305

8、.9kn第一振型的基地弯矩标准值为：iiiHFM=121101=196880.1kn(2)计算第二振型的各层水平地震作用2iF由于0.12TgT由图3-10得max2=0.16求第二振型的介入系数：2=)0.151.010.021.041.051.053.050.044.035.025.013.0(7890)00.151.010.021.041.051.053.050.044.035.025.013.0(7890222222222222+-xx=-0.644求第二振型各层的水平地震作用为：21F=0.16x(-0.644)x(-0.13)x7890=105.7kn22F=0.16x(-0.64

9、4)x(-0.25)x7890=203.2kn23F=0.16x(-0.644)x(-0.35)x7890=284.5kn24F=0.16x(-0.644)x(-0.44)x7890=357.7kn25F=0.16x(-0.644)x(-0.50)x7890=406.5kn26F=0.16x(-0.644)x(-0.53)x7890=430.9kn27F=0.16x(-0.644)x(-0.51)x7890=414.6kn28F=0.16x(-0.644)x(-0.41)x7890=333.3kn29F=0.16x(-0.644)x(-0.21)x7890=170.7kn210F=0.16x(

10、-0.644)x0.10x7890=-81.3kn211F=0.16x(-0.644)x0.51x7890=-414.6kn212F=0.16x(-0.644)x1.0x7890=-813.0kn第二振型的基地剪力标准值为：=1202iiFV=1398.2kn第二振型的基地弯矩标准值为：=121202iiiHFM=-1831.2kn.m由式3-15可得构造基地剪力和弯矩标准值总效应：2022020VVV+=7436.8KN2022020MMM+=196888.6KN4、今有一高20层的钢筋混凝土剪力墙构造的住宅楼，高60米、长8米、厚0.25米，混凝土的强度等级为C35，承受的水平三角形荷载为

11、q=20kN/m,如下图。试求剪力墙顶端的侧移值max。混凝土的弹性模量41015.3?=cEN/2mm当前位置：文档视界高层建筑构造设计-作业及解答高层建筑构造设计-作业及解答长边2.00m的尺寸。应按整体墙计算.(2)顶端的侧移值max倒三角形分布荷载其顶端的侧移值max可按下式求出qcqqcqcIEHVGAHIEIEHV601164.31601130230max=?+=倒三角形分布荷载剪力墙等效侧向刚度eqEI为?+=qqcqeqGAHIEEIEI264.31/考虑洞口影响后的剪力墙水平截面的折算面积qA?-=fOPqAABtA25.11=8x0.25x(1-1.250.6000.810

12、00.24.1xxx)=1.396m2考虑洞口影响后的剪力墙水平截面的折算惯性矩qI为=iiiqhhII无洞口截面的截面惯性矩I1=121x0.25x8.03=10.766m4无洞口截面的截面惯性矩I2=121x0.25x(3.3)3+0.25x3.3x(2.35)2x2=10.610m4=iiiqhhII=()0.60102610.104766.10xxx+=10.721m4由于矩形截面=1.2cEG=0.42eqI=?+qqcqGAHIEI264.31/=396.142.060721.102.164.31721.102xxxx+=10.488m4剪力墙底部所承受的剪力V0V0=1/2qh=1/2x20x60=600kneqcIEHV601130max=488.101015.360606001173xxxxx=7.19x10-2m