第四章—风荷载荷载与结构设计方法-

风荷载作业参考答案

1. 已知一矩形平面钢筋混凝土高层建筑，平面沿高度保持不变。H=100m，B=33m，地面粗糙度为A类，基本风压W0=0.44kN/m2。结构的基本自振周期T1=2.5s。求风产生的建筑底部弯矩。(注：为简化计算，将建筑沿高度划分为5个计算区段，每个区段20m高，取其中点位置的风荷载值作为该区段的平均风载值)

解：(1）体型系数s=1.3

(2)风压高度变化系数z

在各区段中点高度处的风压高度变化系数值分别：

z（10）=1.38；z（30）=1.80；z（50）=2.03；z(70）=2.20；z(90）=2.34

(3)风振系数

①第一振型函数1(z)

16.0100104tan4tan)10(7.07.0Hz；35.0100304tan4tan)30(7.07.0Hz

53.0100504tan4tan)50(7.07.0Hz；70.0100704tan4tan)70(7.07.0Hz

89.0100904tan4tan)90(7.07.0Hz

②脉动影响系数

H/B=3，=0.49

③脉动增大系数

W0T12=1.380.442.52=3.795 查表得：=2.2795

④风振系数(z)

各区段中点高度处，风振系数)()(1)(zzzz

(10)=1.130；(30)=1.217；(50)=1.292；(70)=1.355；(90)=1.425

1 《荷载与结构设计方法》试题+参考答案1

1．一、填空题（每空1分, 共20分）

2．作用按时间的变异分为:永久作用,可变作用,偶然作用_

3．影响结构抗力的因素有: 材料性能的不定性,几何参数的不定性,计算模式的不定性..

4．冻土的四种基本成分是_固态的土颗粒,冰,液态水,气体和水汽.

5．正常使用极限状态对应于结构或者构件达到_正常使用或耐久性能_的某项规定限值.

6． 结构的可靠性是_安全性,适用性,耐久性__的总称.

7．结构极限状态分为_承载能力极限状态,正常使用极限状态_.

8． 结构可靠度的确定应考虑的因素,除了公众心理外,还有结构重要性,社会经济承受力,结构破坏性质

二.名词解释(10分)

1. 作用: 能使结构产生效应(内力,应力,位移,应变等)的各种因素总称为作用（3分）

2. 地震烈度: 某一特定地区遭受一次地震影响的强弱程度.（3分）

承载能力极限状态: 结构或构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形,这种状态称为承载能力极限状态.（4分）

1. 三.简答题.(共20分)

2. 结构抗力的不定性的影响有哪些?

3. 答: ①结构材料性能的不定性、②结构几何参数的不定性、③结构计算模式的不定性。（每点1分）

4. 基本风压的5个规定.

5. 答: 基本风压通常应符合以下五个规定。①标准高度的规定。我国《建筑结构荷载规范》规定以10m高为标准高度。②地貌的规定。我国及世界上大多数国家规定, 基本风速或基本风压按空旷平坦地貌而定。③公称风速的时距。规定的基本风速的时距为10min。④最大风速的样本时间。我国取1年作为统计最大风速的样本时间。⑤基本风速的重现期。我国规定的基本风速的重现期为30年。（每点1分）(5)

6. 简要回答地震震级和烈度的差别与联系(6)

7. 答: ①地震震级是衡量一次地震规模大小的数量等级。②地震烈度是某一特定地区遭受一次地震影响的强弱程度。③一次地震发生, 震级只有一个, 然而在不同地点却会有不同的地震烈度, 但确定地点上的烈度是一定的, 且定性上震级越大, 确定地点上的烈度也越大。④震中一般是一次地震烈度最大的地区,

第七章 风荷载作用下的内力和位移计算

1 / 20 第7章 风荷载作用下的内力和位移计算

由设计任务资料知，该建筑为五层钢筋混凝土框架结构体系，室内外高差为0.45m基本风压20m/4.0KN，地面粗糙度为C类，结构总高度19.8+0.45=20.25m（基础顶面至室内地面1m）。

计算主要承重结构时，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下式计算，即

ozszkww

1、因结构高度H=20.25m<30m,高宽比20.25÷18.2=1.11＜1.5,故可取0.1z；

2、s为风荷载体型系数，本设计按《建筑结构荷载规范》（GB50009--2012）中规定，迎风面取0.8，背风面取0.5，合计s=1.3。

3、z为风压高度变化系数，本设计的地面粗糙度类别为C类，按下表选取风压高度变化系数。 第七章 风荷载作用下的内力和位移计算

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7.1 横向框架在风荷载作用下的计算简图

6轴线框架的负荷宽度B=（6.6+6.6）/2=6.6m。

各层楼面处集中风荷载标准值计算如表7.1：

表7.1

层号 离地面高度Z（m） z z s

W0(KN/m2)

h下(m)

h上(m) 0(+)/2izszFwBhh下上（kN）

1 4.65 0.65 1.0 1.3 0.4 4.65 3.9 9.54 第七章 风荷载作用下的内力和位移计算

3 / 20 2 8.55 0.65 1.0 1.3 0.4 3.9 3.9 8.70

3 12.45 0.65 1.0 1.3 0.4 3.9 3.9 8.70

4 16.35 0.65 1.0 1.3 0.4 3.9 3.9 8.70

5 20.25 0.74 1.0 1.3 0.4 3.9 1.0 6.22

根据表7.1，画出6轴框架在风荷载作用下的计算简图，如图7.2所示： 第七章 风荷载作用下的内力和位移计算

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精品文档 《荷载与结构设计方法》试题+参考答案4

一、填空题（每空1分，共计20分）

1. 当功能函数服从 正态分布 时，可靠指标与失效概率具有一一对应关系。

2结构构件可靠度计算的一次二阶矩法包括 中心点法 和 验算点法 。

3. 结构可靠指标的几何意义是 随机变量空间坐标原点到极限状态曲面的最短距离。随机变量标准空间坐标原点到极限状态曲面的最短距离。

4. 荷载简单组合是 恒荷载 与 可变荷载 的组合。

5. 确定结构目标可靠度水准的方法有 事故对比法 、

校准法 和 优化法 。

6. 荷载的代表值一般包括 标准值 、 组合值 、

频遇值 和 准永久值 。

7. 荷载效应组合规则一般有 、 、和 。

8. 我国“建筑结构可靠度设计统一标准”（GB50068—2001）将设计状况分为 、

和 。

9. 荷载效应组合问题的实质是 综合荷载效应最大值的概率分布问题

。

二、判断对错（在括号内：对的画“√”，错的画“×”）

（每空2分，共计16分）

1. 可靠指标越大，结构可靠程度越高。（ 对 ）

2. 结构可靠度设计的基准期就是结构的使用期。（ 错 ）

3. 结构的失效概率fP等于结构抗力R和荷载效应S的概率密度干涉面积。（ 错 ）

4. 极限状态方程表达了结构荷载效应与抗力之间的平衡关系。（ 对 ）