大工15秋《高层建筑结构》大作业答案

大连理工大学《高层建筑结构》大作业

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姓 名： 张鑫

学 号： 131075403055

题目一：某钢筋混凝土框架结构，地上十层，高度为40m。房屋所在地区的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组，Ⅳ类场地。已知该楼的基本自振周期T11.0s，经计算已知每层楼屋面的永久荷载标准值为12000kN，每层楼面和屋面的活荷载标准值均为2000kN。要求：确定该楼各层的水平地震作用值FEK。

解：

1、该楼高度为40米，且各层的质量和刚度沿高度分布比较均匀，可以采用底部剪力法。

2、根据抗震设计规范，可知设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组。

3、查表可知水平地震影响系数最大值为αmax=0.08，特征周期为TX=0.65s，阻尼比为ξ=0.05，衰减指数为γ=0.9。

4、各楼层的重力荷载代表值：Gi=12000×1.0+2000×0.5=13000KN，G10=12000KN=0.923Gi。结构的总重力荷载代表值：Geq=0.85GE=0.85×(9×13000+12000+0.5×2000)=109650KN。

5、T1=1s>Tg=0.65s，地震影响系数：α1=（Tg/T）γη2αmax=（0.65/1.0）0.9 ×1.0×0.08=0.0543。

6、T1=1s>1.4Tg=1.4×0.65=0.91s，顶部附加地震作用系数：δn=0.08T1-0.02=0.08 ×1-0.02=0.06。

7、结构总水平地震作用标准值：FEK=α1Geq=0.0543×109650=5954KN。

8、主体结构水平地震作用标准值：

ΔFn=δnFEK=∑0.06×5954=357KN

Fi=(GiHi/∑GiHi)×FEK×(1-δn)

FEK×(1-δn)=5954-357=5597KN

∑GiHi=(1+2+3+4+5+6+7+8+9+10×0.923) ×4×Gi=216.92Gi

F9=（Gi×36/216.92 Gi）×5597=25.8×36=928.8KN

F8=25.8×32=825.6KN

F7=25.8×28=722.4KN

F6=25.8×24=319.2KN

F5=25.8×20=516.0KN

F4=25.8×16=412.8KN

F3=25.8×12=309.6KN

F2=25.8×8=206.4KN

F1=25.8×4=103.2KN

题目五：承载力验算和水平位移限制为什么是不同的极限状态？这两种验算在荷载效应组合时有什么不同？

答：(1)高层建筑结构设计应保证结构在可能同时出现的各种外荷载作用下，各个构件及其连接均有足够的承载力。我国《建筑结构设计统一标准》规定构件按极限状态设计，承载力极限状态要求采用由荷载效应组合得到的构件最不利内力进行构件截面承载力验算。水平位移限制是正常使用极限状态，主要原因有：要防止主体结构开裂、损坏；防止填充墙及装修开裂、损坏；过大的侧向变形会使人有不舒适感，影响正常使用；过大的侧移会使结构产生附加内力（P-Δ效应）。 (2)承载力验算是极限状态验算，在内力组合时，根据荷载性质的不同，荷载效应要乘以各自的分项系数和组合系数。对于水平位移限制验算，要选择不同方向的水平荷载（荷载大小也可能不同）分别进行内力分析，然后按不同工况分别组合。