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1、多层与高层建筑结构设计成都理工大学环境与土木工程学院第3章 例题与习题多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则3.1.2 总体风荷载与局部风荷载例：已知某框架结构，如右图所 示， H17m， H/B=1.0， 0=0.6KN/m2，B类地面粗 糙度，迎风面s=0.8,背风面 s=0.5，该榀框架的计算单 元为6m。试作出该框架结构 在风荷载作用下的计算简图。 多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则例题3.1n解：多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则例题3.1多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则例题3.1高
2、度 Z Z s 0 k Fw 1 5 1 1 1.3 0.6 0.78 18.72 2 9 1 1 1.3 0.6 0.78 19.80 3 13 1.112 1 1.3 0.6 0.87 21.96 4 17 1.228 1 1.3 0.6 0.96 11.52 Fw多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则 例题3.2n有密集建筑群的城市市区中的某建筑，地上28层，地下一 层，为一般框架核心混凝土高层，抗震7度，该建筑质量 沿高度比较均匀，平面为切角正三角形，如图多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则1、假设基本风压，当重现期为10年时，0=0.40
3、KN/M2， 当为50年时，0=0.55KN/M2，100年时，0 =0.60KN/M2。结构基本周期T=2.9S，试确定该建筑脉动 增大系数与以下何数值相近？ A. 1.59 B. 1.60 C. 1.67 D. 1.69 2、试问，屋面处脉动影响系数与以下何数值相近？ A. 0.4702 B. 0.4772 C. 0.4807 D. 0.4824 例题3.2多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则3、风作用方向见图，竖向荷载qk 呈倒三角形分布，如下图，qk=（ siBi）zz0； 式中i为6个风作用面的序号，B为 每个面宽度在风作用方向的投影 ；试问：例题3.2siB
4、i 值与下列何值接近？ A. 36.8 B. 42.2 C. 57.2 D. 52.8 多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则4、假定风荷载沿高度呈倒三角形分 布，地面处为零，屋顶处风荷设计 值q=134.7kN/m，如下图所示， 地下室底板为嵌固端，试问，风荷 在该建筑物结构计算模型的嵌固端 处产生的倾覆力矩设计值（kNm ）接近以下何项数值？ A. 260779 B. 347706 C. 368449 D. 389708 例题3.2多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则例题3.2 答案n1、正确答案是B，主要作答过程：n 高层混凝土结构技术规程3
5、.2.2，房屋高度H=88m60m ，按基本风压值的1.1倍计算。n表3.2.6-1，市区，C类n w0T12=0.55*1.1*2.9*2.9=5.088kNs2/m2n =1.57+（5.088-4.00）*（1.63-1.57）/2=1.603 1、假设基本风压，当重现期为10年时， 0=0.40KN/M2，当为50年时，0=0.55KN/M2，结 构基本周期T=2.9S，试确定该建筑脉动增大系数与以 下何数值相近？多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则例题3.2n2、正确答案是D，主要作答过程：n高层混凝土结构技术规程表3.2.6-2n本例为切角的正三角形，B=3
6、2+12=44mnH/B88/442n城市市区，C类 v0.49+(0.48-0.49)(88-50)/(100-50)0.4824 2、试问，屋面处脉动影响系数与以下何数值相近？ 多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则例题3.2n3、正确答案是B。n主要作答过程：n 由建筑结构荷载规范GB50009-2001表7.3.1，30项 ：n siBi 0.83220.4512cos60+20.532cos60+0.512=42.2m 3、风作用方向见图，竖向荷载qk 呈倒三角 形分布，如下图，qk=（ siBi）zz0； 式中i为6个风作用面的序号，B为每个面 宽度在风作用方
7、向的投影；试问：siBi 值与下列何值接近？多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则例题3.2n4、正确答案是C。n主要作答过程：地下室 底板为嵌固端 ，B44m，H88mnM0.5qH(0.66788+3.5)0.5134.788(0.667*88+3.5)368449.4kN.m 4、假定风荷载沿高度呈倒三角形分布，地面 处为零，屋顶处风荷设计值 q=134.7kN/m，如下图所示，地下室底 板为嵌固端，试问，风荷在该建筑物结构 计算模型的嵌固端处产生的倾覆力矩设计 值（kNm）接近以下何项数值？ 多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则某10 层现
8、浇框架剪力墙结构高层办公楼，其平面及剖面 如图1-1 所示，当地基本风压为0.7kN/m2，地貌粗糙度为 A 类。求在图示风向作用下，建筑物各楼层的风力标准值。习题3.1多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则某10 层现浇框架剪力墙 结构高层办公楼，其平面 及剖面如图1-1 所示，当 地基本风压为0.7kN/m2 ，地貌粗糙度为A 类。求 在图示风向作用下，建筑 物各楼层的风力标准值。习题3.1多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则3.3.1 水平地震作用概述例题n题3.2.2.1今有一位于8度抗震设防区的钢筋混凝土框 架结构办公楼，平面如图所示，类
9、建筑场地，10层、 高36m，在对该楼进行抗震设计时，以下何项为正确?多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则3.3.1 水平地震作用概述例题n(A)电于楼高低于40m、质量和刚度沿高度分布比较均 匀的框架结构，横向(y向)的侧向刚度较弱，可采用底部 剪力法仅需对房屋的横向进行抗震计算；n(B)由于楼高低于40m、质量和刚度沿高度分布比较均 匀的框架结构，房屋的纵向(X向)较长，可采用底部剪力 法，仅需对房屋的纵向进行抗震计算；某12层、36m高的钢筋混凝土框架结构平面n(C)不考虑扭转耦联振动影响 ，采用振型分解反应谱法对房 屋的横向进行抗震计算；n(D)考虑扭转耦联振动
10、影响， 采用振型分解反应谱法对房屋 的横向、纵向进行抗震计算。多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则3.3.1 水平地震作用概述例题某12层、36m高的钢筋混凝土框架结构平面n n解题分析解题分析n从平面尺寸分析：n(l/Bmax)12/240.5； (l/b)12/8133，n这说明(l/Bmax)超过8度时的限值0.30较多，平面凸出 较大，在地震时该楼将受扭转影响。n本楼应按考虑扭转耦联振 动影响的振型分解反应谱法 ，对房屋的横向和纵向进行 抗震计算；n 底部剪力法，主要适用于房屋不发生扭转振 动的、高度不大、质量和刚度沿高度分布较均匀 、且为以剪切变形为主的情况。
11、现扭转影响明显 ，利用底部剪力法进行抗震设计是不合适的；(D)多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则3.3.1 水平地震作用概述例题n题3.2.2.2 对位于7度抗震设防区、类建筑场地、 110m高、房屋平面及其结构布置均匀、对称、规则， 且房屋质量和其结构的侧向刚度沿高度分布较均匀的丙 类钢筋混凝土框架剪力墙办公楼。在作水平地震作用 计算时，何项计算方法为适合? (A)可采用底部剪力法 (B)可采用不考虑扭转影响的振型分解反应谱法； (C)应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法 ； (D)应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法 ；并用弹性时程分析法进行多遇地
12、震作用下的补充计算。多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则讨论：影响风荷载和地震作用的因素n 风荷载和地震作用是高层建筑的主要水平力。n 风荷载大小与建筑高度、地面粗糙度、建筑物的体型 及自振周期T等因素有关；n 地震作用的大小则与建筑物的重量、抗震设防烈度、 场地类别、设计地震分组及自振周期T有关。多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则影响风荷载和地震作用的因素n例：若将风荷载和水平地震作用对高层建筑结构的影响 进行比较，以下概念何项为不正确？nA）高层建筑的基本自振周期T1对风荷载和水平地震作 用均有影响。 T1增大，风荷载则增大，水平地震作用则
13、 减小。nB）房屋的质量及建筑场地条件，对风荷载的大小和水平 地震作用均有影响。 nC）在房屋的基本自振周期T1、振型及其质量均相同的 条件下，房屋的体型变化将对风荷载数值大小有影响， 而对水平地震作用无直接影响。 nD）地震作用是由房屋的质量受振而引发的惯性力；风荷 载则是直接作用与房屋表面的压力或吸力。多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则抗震等级的确定例题n例：某18层钢筋混凝土框剪结构高58米，7度设 防，丙类建筑，场地二类，下列关于框架剪力墙 抗震等级确定正确的是： nA.框架三级，剪力墙二级 nB.框架三级，剪力墙三级 nC.框架二级，剪力墙二级 nD.无法确
14、定。 多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则抗震等级的确定例题n问题：已知某框架结构为乙类建筑，总高33m，所处地 区为类场地，抗震设防烈度为7 度，设计基本地震加 速度为0.15g。试问：该建筑应按以下何项抗震等级采 取抗震措施，并说明其理由。nA、一级 B、二级 C、三级 D、四级n答案：n1）本结构属A级高度；n2）高规4.8.1条，乙类建筑，应按8度考虑考虑 抗震措施；n3） 高规4.8.4条， 类场地，设计基本地震加 速度为0.15g，应按按8度考虑抗震构造措施；n4）此框架的抗震等级为一级。多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则3.3.2
15、 一般计算原则n抗震措施除地震作用计算和抗力计算以外的 抗震设计内容，包括抗震构造措施。n包括建筑抗震设计规范各章“一般规定”的相关内 容、“计算要点”的地震作用效应（内力）调整和“抗 震构造措施”n抗震构造措施根据抗震概念设计原则，一般 不需要计算而对结构和非结构个部分必须采用的 各种细部要求。主要是建筑抗震设计规范各 章“抗震构造措施”的内容。多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则抗震等级的确定n 高规4.8.5 抗震设计的高层建筑，当地下室顶层作 为上部结构的嵌固端时，地下一层的抗震等级应按上部 结构采用，地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情 况采用三级或四级，地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积 除应符合计算要求外，不应少于地上一层对应柱每侧纵 向钢筋面积的1.1倍；地下室中超出上部主楼范围且无上 部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或 四级。9度抗震设计时，地下室结构的抗震等级不应低于 二级。n高规 4.8.6 抗震设计时，与主楼连为整体的裙楼的 抗震等级不应低于主楼的抗震等级，主楼结构在裙房顶 部上、下各一层应适当加强抗震构造措施。多层与高层建筑结构设计3 高层建筑结构荷载作用与结构设计原则抗震等级的确定例题n 例题：某大底盘单塔高
