大工14春《高层建筑结构》大作业答案

大工14春《高层建筑结构》大作业及要求

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

Vy5000kN，求考虑扭转后，各片结构的剪力。

y'Dy188816815Dx25158258O'81230838485x'Vy

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，

G1435kN，G2440kN，G3430kN，集中于各楼层的重力荷载代表值分别为：

G4380kN。结构阻尼比0.05，自振周期为T10.383s，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。

G4380kNG3430kNG2440kNG1435kN（a）计算简图

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？ 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？

题目五：详细阐述剪力墙的最小截面尺寸要求。 作业具体要求：

1. 封面格式（见文件最后部分）

封面名称：大连理工大学《高层建筑结构》大作业，字体为宋体加黑，字号为小一；

姓名、学号、学习中心等字体为宋体，字号为小三号。 2. 文件名

大作业上交时文件名写法为：[姓名 奥鹏卡号（或者学号） 学习中心]（如：戴卫东101410013979浙江台州奥鹏学习中心）；

离线作业需用word文档写作，不要提交除word文档以外的文件，word文档无需压缩。

以附件形式上交离线作业（附件的大小限制在10M以内），选择已完成的作业

（注意命名），点提交即可。如下图所示。

截止时间：2014年9月3日前。

3. 正文格式

作业正文内容统一采用宋体，字号为小四。

注意：

作业应该独立完成，不准抄袭其他网站或者请人代做，如有雷同作业，成绩以零分计。上交往年作业题目或者其他科目作业的，成绩以零分计。引用他人文章的内容，需在文中标注编号，文章最后写出

相应的参考文献。引用内容不得超过全文的20%。

鼓励大家对本地区的相关政策制定及实施情况进行调查了解，给出相关数据，进而有针对性的提出自己的看法。

大连理工大学《高层建筑结构》大作业

学习中心： 姓 名： 学 号：

题目XX：

大连理工大学《高层建筑结构》大作业

学习中心： 姓 名： 学 号：

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

Vy5000kN，求考虑扭转后，各片结构的剪力。

y'Dy188816815Dx25158258O'81230838485x'Vy

解：

序Dyi x’ 号 1 18 0 2 8 8 3 16 16 4 8 32 5 15 64 ∑ 65 刚度中心

Dyi x’ 0 64 256 192 480 992 基本数据表 x’ x’2 Dxk y’ Dxky’ y’2 Dxky’2 0 64 256 576 102 4 0 512 4096 4608 15360 24576 25 15 25 30 - 95 0 8 16 24 - 0 120 400 720 - 1240 0 64 256 576 - 0 960 6400 17280 - 24640 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，

G1435kN，G2440kN，G3430kN，集中于各楼层的重力荷载代表值分别为：

G4380kN。结构阻尼比0.05，自振周期为T10.383s，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。

G4380kNG3430kNG2440kNG1435kN（a）计算简图

解：

（1）计算结构等效总重力荷载代表值

Geq0.85G0.85G1G2G3G4

0.85380430440435

1432.25kN

（2）计算结构总水平地震作用

FEK1Geq0.1395997.6833.7kN

（3）计算顶部附加水平地震作用

1.4Tg1.40.405.6sT10.467s故，不需考虑顶部附加水平地震作

用，即n0。

（4）计算各楼层水平地震作用（如下图所示）

根据公式FiGiHiGHjj1n1nFEK分别计算各楼层水平地震作用，如

j下：

2709.83.5833.7166.7kN

2709.83.52709.871809.810.52709.87.0F2833.7333.5kN

2709.83.52709.871809.810.52709.810.5F3833.7333.5kN

2709.83.52709.871809.810.5（5）计算各楼层的层间地震剪力（如下图所示）

F1V1F1F2F3833.7kN V2F2F3667.0kN V3F3333.5kN

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。

(3)抗震等级的影响因素有：设防烈度、结构类型、房屋高度、框架跨度、场地及建筑类别。

题目五：详细阐述剪力墙的最小截面尺寸要求。

答：剪力墙的截面尺寸按下列要求确定：

(1) 按一、二级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/16，且不应小于200 mm;其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/20，且不应小于160 mm。当为无端柱或翼墙的一字形剪力墙时，其底部加强部位截面厚度不应小于层高的1/12;其他部位不应小于层高的1/15，且不应小于180 mm。

(2) 按三、四级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/20，且不应小于160 mm;其他部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/25，且不应小于160 mm。

(3) 非抗震设计的剪力墙，其截面厚度不应小于层高或剪力墙无支长度的1/25，且不应小于160 mm。

(4) 剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可适当减小，但不宜小于160 mm。

(5) 墙肢高厚比为5～8 的短肢剪力墙厚度不应小于200 mm。