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1303批次《高层建筑学》大作业题目及要求


网络教育学院 《高层建筑学》离线作业

学习中心: 层 专 年 学 学 次: 业: 级: 号: 生:





专升本 土木工程 2011 年 春

111216303864 潘显兵 张清 2013 年 2 月 18 日

辅导教师: 完成日期:


2013 年 3 月份《高层建筑学》离线作业
题目二:计算题。
某高层建筑剪力墙结构,上部结构为 38 层,底部 1-3 层层高为 4m,其他各层层 高为 3m,室外地面至檐口的高度为 120m,平面尺寸为 30m ? 40m ,地下室筏板 基础底面埋深为 12m,如下图所示。已知建筑物的基本自振周期为 T1 ? 1.90s ,基 本风压为 ?0 ? 0.45kN m2 , 建筑场地位于大城市郊区。 已计算求得作用于突出屋 面小塔楼上的风荷载标准值的总值为 800kN 。为简化计算,将建筑物沿着高度方 向划分为 6 个区段,每个区段为 20m,近似取其中点位置的风荷载作为该区段的 平均值。 要求:计算在风荷载作用下结构底部(一层)的剪力设计值和筏板基础底面的弯 矩设计值。
突出屋面塔楼

800kN

F6 F5
120m
风向

F4 F3 F2 F1

30m
?0.000

解: (1)基本 自 振 周 期:根 据 钢筋 混凝土剪力墙结构的经验公式,可得 结构的基 本周期为: T1=0.05n=0.05*38=1.90s WoT21=0.45*1.92=1.62kN*s2/m2 (2)风荷载体型系数:对于矩形平面,可求得: Us1-0.80 Us2—(0.48+0.03L)—(0.48+0.03*12040)—0.7 (3) 风振系数: 由条件可知地面粗糙度类别为 B 类, 查得脉动增大系数∈-1.5020 w

12m

12m

6 ? 20m ? 120m

40m

脉动影响系数 v 根据 H/B 和建筑总高度 H 确定,其中 B 为迎风面的房屋宽度,由 H/B=3.0 可求得 v-0.478;由于结构属于质量和刚度沿高度分布比较均匀的弯剪 型结构,可近似采用振型计算点距室外地面高度 z 与房屋高度 H 的比值,即 Φ 1-H1/H, 为第 i 层标高; 为建筑总高度。 Hi H 则可求得风振系数为:B1=11∈vΦ uy (4) 风荷载计算:风荷载作用下,沿房屋高度分布的风荷载标准值为: q(z)-0.45*(0.8+0.57)*40u2B2-24.66u2B2 按上述公式可求得各区段中点处的风荷载标准值及各区段的合力见表 1

表 1 风荷载作用下各区段合力的计算

区段

Hi(m)

Hi/H

U2

B2

q(z)(kN/m2)

区 段 合 力 ui(kN)

突出 屋面 6 5 4 3 2 1 110 90 70 50 30 10 0.917 0.750 0.583 0.417 0.250 0.083 2.15 2.02 1.86 1.67 1.42 1.00 1.306 1.267 1.225 1.179 1.126 1.060 69.24 63.11 56.19 48.55 39.43 26.14 800 1384.8 1262.2 1123.8 971.0 788.6 522.8

题目三: 与多层建筑相比,高层建筑结构的设计特 点有哪些?至少选择其中的三点进行详细的论述。
答:高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较,结构专业在各专业中占有 更重要的位置,不同结构体系的选择,直接关系到建筑平面的布置、立面体形、 楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低 等。其主要特点有: (一)水平力是设计主要因素 (二)侧移成为控指标 (三)抗震设计要求更高 (四)减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要 (五)轴向变形不容忽视 (六)概念设计与理论计算同样重要。 1、水平荷载成为决定因素。一方面,因为楼房自重和楼面使用荷载在竖 构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与楼房高度的一次方成正比;而水平荷载 对结构产生的倾覆力矩, 以及由此在竖构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次 方成正比;另一方面,对某一定高度楼房来说,竖向荷载大体上是定值,而作为 水平荷载的风荷载和地震作用, 其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的 变化。 2、轴向变形不容忽视。高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引 起较大的轴向变形, 从而会对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负 弯矩值减小, 跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大;还会对预制构件的下料长度 产生影响,要求根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整;另外对构件剪力和 侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。 3、

侧移成为控制指标。 与较低楼房不同,结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因 素。随着楼房高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形迅速增大,因而结构在水 平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。


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