大工15《高層建筑結(jié)構(gòu)》大作業(yè)題目及參考答案

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1、大工15秋《高層建筑結(jié)構(gòu)》大作業(yè)及要求 注意：從以下五個(gè)題目中任選兩個(gè)進(jìn)行解答（注意：從題目一、二中選擇一道計(jì)算題，并從題目三、四、五中選擇一道問(wèn)答題，分別進(jìn)行解答，不可同時(shí)選擇兩道計(jì)算題或者問(wèn)答題）；解答前，需將所選題目復(fù)制（使老師明確你所選的題目）。 題目一：底部剪力法計(jì)算題 某鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，地上十層，高度為40m。房屋所在地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，Ⅳ類(lèi)場(chǎng)地。已知該樓的基本自振周期，經(jīng)計(jì)算已知每層樓屋面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值為，每層樓面和屋面的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值均為。要求：確定該樓各層的水平地震作用值。 解： 1、該樓高度40米，且各層的質(zhì)

2、量和剛度沿高度分布較均勻，可采用底部剪力法。 2、根據(jù)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，知設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g。設(shè)計(jì)地震分組為第一組。 3、查表水平地震影響系數(shù)最大值 特征周期 阻尼比 衰減指數(shù) 4、各樓層的重力荷載代表值 結(jié)構(gòu)的總重力荷載代表值 5、 地震影響系數(shù) 6、 頂部附加地震作用系數(shù) 7、結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 8、主體結(jié)構(gòu)水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 題目二：結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)計(jì)算題 某一結(jié)構(gòu)的第層平面圖，如下圖所示。圖中除標(biāo)

3、明各軸線間距離外，還給出了各片結(jié)構(gòu)沿方向和方向的抗側(cè)移剛度值，已知沿向作用總剪力，求考慮扭轉(zhuǎn)后，各片結(jié)構(gòu)的剪力。 題目三：簡(jiǎn)述剪力墻在房屋設(shè)計(jì)中應(yīng)如何布置？ 答：剪力墻的布置應(yīng)符合以下要求： （1）剪力墻應(yīng)雙向或多向布置，宜拉通對(duì)齊，不同方向的剪力墻宜分別聯(lián)結(jié)在一起，避免僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置形式。當(dāng)剪力墻雙向布置且互相聯(lián)結(jié)時(shí)，縱墻（橫墻）可以作為橫墻（縱墻）的翼緣，從而提高其承載力和剛度。 （2）地震區(qū)，宣將剪力墻設(shè)計(jì)成高寬比H/B較大的墻，因?yàn)榈桶膲Α＃℉/B<1.5）的破壞屬剪切脆性破壞，抗震性能差。因此，當(dāng)剪力墻較長(zhǎng)時(shí)，可用樓板（無(wú)連梁）或跨高比不小于6的連梁將其分為若干個(gè)

4、獨(dú)立的墻段，每個(gè)獨(dú)立墻段可以是實(shí)體墻、整體小開(kāi)口墻、聯(lián)肢墻或壁式框架，每個(gè)獨(dú)立的墻段的H／B不宜小于2，且墻肢長(zhǎng)度不宜大于8m.當(dāng)房屋高度不是很大，為使整個(gè)剪力墻結(jié)構(gòu)的房屋剛度適當(dāng)，除抗震等級(jí)為一級(jí)的結(jié)構(gòu)外，也可采用大部分由短肢剪力墻組成的剪力墻結(jié)構(gòu)，短肢剪力墻是指墻肢截面高度與截面厚度之比為5—8且墻厚不小于200mm的剪力墻，這種剪力墻因高寬比較大，其延性和耗能能力均比普通墻好，因而近年來(lái)得到廣泛的應(yīng)用。 （3）錯(cuò)洞墻及洞口布置不合理的剪力墻，受力和抗震性能較差，因此剪力墻的門(mén)窗洞口宜上下對(duì)齊，成列布置，形成明確的墻肢和連梁?？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，一、二、三級(jí)抗震等級(jí)的剪力墻不宜采用錯(cuò)洞墻，當(dāng)必須

5、采用錯(cuò)洞墻時(shí)，洞口錯(cuò)開(kāi)距離沿橫向及豎向都不宜小于2m.為避免剪力墻墻肢剛度不均勻及墻肢過(guò)弱，要求墻肢截面高度與厚度之比不宜小于4. （4）剪力墻宜自上到下連續(xù)布置，不宜突然中斷，避免剛度突變。 （5）控制剪力墻平面外的彎矩，當(dāng)剪力墻與墻平面外方向的樓面梁相連接，且梁高大于墻厚時(shí)，可至少采取下列的一個(gè)措施： 1）沿梁方向設(shè)置與粱相連的剪力墻，以抵抗平面外彎矩。 2）宜在墻與梁相交處設(shè)置扶壁柱。扶壁柱宜按計(jì)算確定截面及配筋。 3）應(yīng)在墻與粱相交處設(shè)置暗柱，并宜按計(jì)算確定配筋。 4）當(dāng)與剪力墻相連的樓面梁為鋼梁時(shí)，剪力墻內(nèi)宜設(shè)置型鋼。 題目四：為什么框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻布

6、置不宜過(guò)分集中？框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的布置要求是什么？ 1、剪力墻結(jié)構(gòu)的定義 由墻體承受全部水平作用和豎向荷載的結(jié)構(gòu)體系成為剪力墻結(jié)構(gòu)體系。一般情況下，剪力墻結(jié)構(gòu)均做成落地形式，但是由于建筑功能及其他方面的要求，部分剪力墻可能不能落地，如下圖3所示，即為此類(lèi)部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)。 圖3 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)立面布置示意圖 剪力墻結(jié)構(gòu)按照施工方法的不同，可以分為以下三種： （1）剪力墻全部現(xiàn)澆的結(jié)構(gòu)； （2）全部用預(yù)制墻板裝配而成的剪力墻結(jié)構(gòu)； （3）部分現(xiàn)澆、部分為預(yù)制裝配的剪力墻結(jié)構(gòu)。 2、剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移 在承受水平力作用時(shí)，剪力墻相當(dāng)于一根懸臂深梁，其

7、水平位移由彎曲變形和剪切變形兩部分組成，在高層建筑結(jié)構(gòu)中，框架柱的變形以剪切變形為主，剪力墻的變形以彎曲變形為主，其位移曲線呈彎曲性，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)層間位移隨樓層的增高而增加。 3、剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) 相比框架結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度大，整體性好，結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)水平位移和層間位移通常較小，經(jīng)過(guò)恰當(dāng)設(shè)計(jì)的剪力墻結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，結(jié)構(gòu)的用鋼量也較省。 4、剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn) 由于剪力墻結(jié)構(gòu)中采用了一定數(shù)量的墻體用以承擔(dān)全部水平作用和豎向荷載，因此結(jié)構(gòu)的平面布置相對(duì)不靈活，結(jié)構(gòu)自重較大。 框架—剪力墻結(jié)構(gòu) 1、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的定義 框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系是把框架和剪力墻兩種結(jié)構(gòu)共同組

8、合在一起形成的結(jié)構(gòu)體系，豎向荷載由框架和剪力墻等豎向承重單體共同承擔(dān)，水平荷載則主要由剪力墻這一具有較大剛度的抗側(cè)力單元來(lái)承擔(dān)。 2、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移 框架—剪力墻結(jié)構(gòu)很好的綜合了框架的剪切變形和剪力墻的彎曲變形的受力性能，它們的協(xié)同工作使各層層間變形趨于均勻，改善了純框架或者純剪力墻結(jié)構(gòu)中上部和下部樓層層間變形相差較大的缺點(diǎn)。其變形特征如下圖4所示。 （a）計(jì)算簡(jiǎn)圖 （b）框架的變形 （c）剪力墻的變形 （d）框架剪力墻的 變形 圖4 框架—剪力墻結(jié)構(gòu)在側(cè)向力作用下協(xié)同工作時(shí)的變形特征 總體說(shuō)來(lái)，框架—剪力墻結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)彎—剪型變形： （1）下部樓層：

9、剪力墻位移較小，框架位移較大，剪力墻拉著框架，彎曲型變形。 （2）上部樓層：剪力墻位移較大，框架位移較小，框架拉著剪力墻，剪切型變形。 3、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) 框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系綜合了框架和剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，并在一定程度上規(guī)避了兩者的缺點(diǎn)，達(dá)到了揚(yáng)長(zhǎng)避短的目的，使得建筑功能要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)得比較好。它既具有框架結(jié)構(gòu)平面布置靈活、使用方便的特點(diǎn)，又具有較大的剛度和較好的抗震能力。因此，在高層建筑用應(yīng)用非常廣泛，它與框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)一起構(gòu)成了目前最常用的三大常規(guī)結(jié)構(gòu)。 4、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)布置要點(diǎn) 框架—剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成雙向抗側(cè)力體系。關(guān)鍵應(yīng)該注意剪力墻的數(shù)量和位置。如果剪

10、力墻布置數(shù)量多，則結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度大，側(cè)向變形小，布置難度大；如果剪力墻布置的數(shù)量少，則結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度小，側(cè)向變形大，對(duì)框架的抗震要求高。因此在進(jìn)行框架—剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于剪力墻的布置，應(yīng)注意以下一些要求： （1）抗震設(shè)計(jì)時(shí)使各主軸方向側(cè)向剛度接近； （2）對(duì)稱(chēng)布置； （3）貫穿建筑全高； （4）布在周邊附近、樓梯間、電梯間、平面形狀變化處、豎向荷載變化處； （5）平面形狀凸凹較大時(shí)在突出部位的端部設(shè)置； （6）形成翼墻； （7）布置3片以上； （8）間距不宜過(guò)大； （9）不宜布置在長(zhǎng)框架的兩端。 題目五：承載力驗(yàn)算和水平位移限制為什么是不同的極限狀態(tài)？這兩種驗(yàn)算

11、在荷載效應(yīng)組合時(shí)有什么不同？ 答： (1)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)保證結(jié)構(gòu)在可能同時(shí)出現(xiàn)的各種外荷載作用下，各個(gè)構(gòu)件及其連接均有足夠的承載力。我國(guó)《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定構(gòu)件按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，承載力極限狀態(tài)要求采用由荷載效應(yīng)組合得到的構(gòu)件最不利內(nèi)力進(jìn)行構(gòu)件截面承載力驗(yàn)算。水平位移限制是正常使用極限狀態(tài)，主要原因有：要防止主體結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、損壞；防止填充墻及裝修開(kāi)裂、損壞；過(guò)大的側(cè)向變形會(huì)使人有不舒適感，影響正常使用；過(guò)大的側(cè)移會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力（P-Δ效應(yīng)）。 (2)承載力驗(yàn)算是極限狀態(tài)驗(yàn)算，在內(nèi)力組合時(shí)，根據(jù)荷載性質(zhì)的不同，荷載效應(yīng)要乘以各自的分項(xiàng)系數(shù)和組合系數(shù)。對(duì)于水平位移限制驗(yàn)算，要選

12、擇不同方向的水平荷載（荷載大小也可能不同）分別進(jìn)行內(nèi)力分析，然后按不同工況分別組合。 作業(yè)具體要求： 1. 封面格式（見(jiàn)文件最后部分） 封面名稱(chēng)：大連理工大學(xué)《高層建筑結(jié)構(gòu)》大作業(yè)，字體為宋體加黑，字號(hào)為小一； 姓名、學(xué)號(hào)、學(xué)習(xí)中心等字體為宋體，字號(hào)為小三號(hào)。 2. 文件名 大作業(yè)上交時(shí)文件名寫(xiě)法為：[姓名 奧鵬卡號(hào)（或者學(xué)號(hào)） 學(xué)習(xí)中心]（如：戴衛(wèi)東101410013979浙江臺(tái)州奧鵬學(xué)習(xí)中心）； 離線作業(yè)需用word文檔寫(xiě)作，不要提交除word文檔以外的文件，word文檔無(wú)需壓縮。 以附件形式上交離線作業(yè)（附件的大小限制在10M以?xún)?nèi)），選擇已完成的作業(yè)（注意命名），點(diǎn)提

13、交即可。如下圖所示。 截止時(shí)間：2016年3月10日前。 3. 正文格式 作業(yè)正文內(nèi)容統(tǒng)一采用宋體，字號(hào)為小四。 注意： 作業(yè)應(yīng)該獨(dú)立完成，不準(zhǔn)抄襲其他網(wǎng)站或者請(qǐng)人代做，如有雷同作業(yè)，成績(jī)以零分計(jì)。上交往年作業(yè)題目或者其他科目作業(yè)的，成績(jī)以零分計(jì)。引用他人文章的內(nèi)容，需在文中標(biāo)注編號(hào)，文章最后寫(xiě)出相應(yīng)的參考文獻(xiàn)。引用內(nèi)容不得超過(guò)全文的20%。 鼓勵(lì)大家對(duì)本地區(qū)的相關(guān)政策制定及實(shí)施情況進(jìn)行調(diào)查了解，給出相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)而有針對(duì)性的提出自己的看法。 大連理工大學(xué)《高層建筑結(jié)構(gòu)》大作業(yè) 學(xué)習(xí)中心： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 題目XX：