大工15秋《高層建築結構》大作業答案

大連理工大學《高層建築結構》大作業

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題目一：某鋼筋混凝土框架結構，地上十層，高度為40m。房屋所在地區的抗震設防烈度為7度，設計基本**加速度值為，設計**分組為第一組，ⅳ類場地。

已知該樓的基本自振週期，經計算已知每層樓屋面的永久荷載標準值為，每層樓面和屋面的活荷載標準值均為。要求：確定該樓各層的水平**作用值。

解：1、該樓高度為40公尺，且各層的質量和剛度沿高度分布比較均勻，可以採用底部剪力法。

2、根據抗震設計規範，可知設防烈度為7度，設計基本**加速度為0.10g，設計**分組為第一組。

3、查表可知水平**影響係數最大值為αmax=0.08，特徵週期為tx=0.65s，阻尼比為ξ=0.05，衰減指數為γ=0.9。

4、各樓層的重力荷載代表值：gi=12000×1.0+2000×0.

5=13000kn，g10=12000kn=0.923gi。結構的總重力荷載代表值：

geq=0.85ge=0.85×(9×13000+12000+0.

5×2000)=109650kn。

5、t1=1s>tg=0.65s，**影響係數：α1=（tg/t）γη2αmax=（0.65/1.0）0.9 ×1.0×0.08=0.0543。

6、t1=1s>1.4tg=1.4×0.

65=0.91s，頂部附加**作用係數：δn=0.

08t1-0.02=0.08 ×1-0.

02=0.06。

7、結構總水平**作用標準值：fek=α1geq=0.0543×109650=5954kn。

8、主體結構水平**作用標準值：

δfn=δnfek=∑0.06×5954=357kn

fi=(gihi/∑gihi)×fek×(1-δn)

fek×(1-δn)=5954-357=5597kn

∑gihi=(1+2+3+4+5+6+7+8+9+10×0.923) ×4×gi=216.92gi

f9=（gi×36/216.92 gi）×5597=25.8×36=928.8kn

f8=25.8×32=825.6kn

f7=25.8×28=722.4kn

f6=25.8×24=319.2kn

f5=25.8×20=516.0kn

f4=25.8×16=412.8kn

f3=25.8×12=309.6kn

f2=25.8×8=206.4kn

f1=25.8×4=103.2kn

題目五：承載力驗算和水平位移限制為什麼是不同的極限狀態？這兩種驗算在荷載效應組合時有什麼不同？

答：(1)高層建築結構設計應保證結構在可能同時出現的各種外荷載作用下，各個構件及其連線均有足夠的承載力。我國《建築結構設計統一標準》規定構件按極限狀態設計，承載力極限狀態要求採用由荷載效應組合得到的構件最不利內力進行構件截面承載力驗算。

水平位移限制是正常使用極限狀態，主要原因有：要防止主體結構開裂、損壞；防止填充牆及裝修開裂、損壞；過大的側向變形會使人有不舒適感，影響正常使用；過大的側移會使結構產生附加內力（p-δ效應）。 (2)承載力驗算是極限狀態驗算，在內力組合時，根據荷載性質的不同，荷載效應要乘以各自的分項係數和組合係數。

對於水平位移限制驗算，要選擇不同方向的水平荷載（荷載大小也可能不同）分別進行內力分析，然後按不同工況分別組合。