大工19秋《高层建筑结构》大作业答案齐全

大工19秋《高层建筑学》大作业及要求答案

注意：从以下五个题目中任选两个进行解答（注意：从题目一、二中

选择一道计算题，并从题目三、四、五中选择一道问答题，分别进行解答，不可同时选择两道计算题或者问答题）；解答前，需将所选题目复制（使老师明确你所选的题目）。

题目一：结构扭转效应计算题

某一结构的第j 层平面图，如下图所示。图中除标明各轴线间距离外，还给出了各片结构沿x 方向和y 方向的抗侧移刚度D 值，已知沿y 向作用总剪力

5000kN y V =，求考虑扭转后，各片结构的剪力。

'

y

y

V 18y D 816815

8

8

8

解：

刚度中心

Xo=∑Dyi x ’/∑Dyi=992/65=15.26m Yo=∑Dxky ’/∑Dxk=1240/95=13.05m 以刚度中心为原点，建立坐标系统XoDy. 因为Y= y ’-Yo, ∑Dxky ’=Yo ∑Dxk ∑Dxky ’2=24640-13.05*13.05*95=8461 ∑DyiX2=24576-15.26*15.26*65=9440 ayi=1+65*0.74/8464+9440*xi=1+0.002687*xi x1=-15.26 ay1=1-0.002687*15.26=0.959 x2=-7.26 ay2=1-0.002687*7.26=0.981 x3=-0.74 ay3=1+0.002687*0.74=1.002 x4=-8.74 ay4=1+0.002687*8.74=1.023 x5=-16.74 ay5=1+0.002687*16.74=1.044 vy1=0.959*18/65*5000=1327.8KN vy2=0.981*8/65*5000=603.78KN vy3=1.002*16/65*5000=1233.2 KN vy4=1.023*8/65*5000=629.5 KN vy5=1.044*15/65*5000=1204.6 KN

题目二：底部剪力法计算题

钢筋混凝土4层框架经质量集中后计算简图如下图所示，各层高均为4m ，

集中于各楼层的重力荷载代表值分别为：

1435kN G =，2440kN G =，3430kN G =，4380kN G =。结构阻尼比0.05ξ=，自振周期为10.383s T =，Ⅰ1类场地类别，设

计地震分组为第一组，抗震设防烈度为8度（设计基本地震加速度为0.30g ）。按底部剪力法计算结构在多遇地震时的水平地震作用及地震剪力。

3430kN

=2440kN =1435kN

=（a ）计算简图

4380kN =

解：

（1）计算结构等效总重力荷载代表值

()12340.850.85eq G G G G G G ==⨯+++∑

()0.85380430440435=⨯+++

1432.25kN =

（2）计算结构总水平地震作用

10.1395997.6833.7kN EK eq F G α==⨯=

（3）计算顶部附加水平地震作用

11.4 1.40.40 5.6s 0.467s g T T =⨯=>=故，不需考虑顶部附加水平地震作

用，即0n δ=。

（4）计算各楼层水平地震作用（如下图所示）

根据公式()1

1i i

i n EK n

j

j

j G H F F G H

δ==

-∑分别计算各楼层水平地震作用，如

下：

12709.8 3.5

833.7166.7kN 2709.8 3.52709.871809.810.5

F ⨯⨯=

⨯=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯

22709.87.0

833.7333.5kN 2709.8 3.52709.871809.810.5

F ⨯⨯=⨯=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯

32709.810.5

833.7333.5kN 2709.8 3.52709.871809.810.5

F ⨯⨯=⨯=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯

（5）计算各楼层的层间地震剪力（如下图所示）

1123833.7kN V F F F =++=

223667.0kN

V F F

=+=

33333.5kN

V F

==

题目三：计算水平地震作用有哪些方法？适用于什么样的建筑物？

答：水平地震作用计算方法分为反应谱底部剪力法和反应谱振型分解法。

反应谱底部剪力法只考虑结构的基本振型，适用于高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构。

振型分解反应谱法适用于较高的建筑，高振型影响比较大，一般高层建筑都用振型分解反应谱法考虑多个振型的组合；因结构计算模型分为水平结构和空间结构，振型组合主要有平面结构振型分解反应谱法。

题目四：为什么抗震设计要区分抗震等级？抗震等级与延性要求是什么关系？

抗震等级的影响因素有哪些？

答：(1)因为在不同情况下，构件的延性要求有所不同：地震作用强烈或对地震作用敏感的结构延性要求应该高一些，重要的、震害造成损失较大的结

构，延性要求也应该高一些；反之，要求可以降低一些。不过，由于计

算结构延性比十分困难，也无法提出确切的延性比要求，因此我国抗震

规范对抗震设计采取区分抗震等级的方法，不同抗震等级的构造措施不

同，从宏观上区别对结构的不同延性要求。

(2)抗震等级与延性要求的关系：特一级抗震等级延性要求最高，然后依次为一、

二、三、四级。