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第3章高层建筑结构的荷载和地震作用.

第3章高层建筑结构的荷载和地震作用.
第3章高层建筑结构的荷载和地震作用.

第3章高层建筑结构的荷载和地震作用

[例题] 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,地下室采用筏形基础,埋置深度为12m,如图3.2.4(a)、(b)所示。已知基本风压为

w0=0.45kNm,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,将建筑物沿高度划分为六个区段,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,计算在风荷载作用下结构底部(一层)的剪力和筏形基础底面的弯矩。

2

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

w0T12=0.45?1.92=1.62kN?s2m2

(2)风荷载体型系数:对于矩形平面,由附录1可求得

μs1=0.80

H?120???

?=- 0.48+0.03??=-0.57 L40????

(3)风振系数:由条件可知地面粗糙度类别为B类,由表3.2.2可查得脉动增大系数ξ=1.502。脉动影响系数ν根据H/B和建筑总高度H由表3.2.3确定,其中B 为迎风面的房屋宽度,由H/B=3.0可从表3.2.3经插值求得ν=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?z=Hi/H,Hi为第i层标高;H为建筑总高度。则由式(3.2.8)可求得风振系数为:

ξ ν ?zξνHi1.502?0.478Hi

βz=1+=1+?=1+?

μzμzHμzH

(4)风荷载计算:风荷载作用下,按式(3.2.1)可得沿房屋高度分布的风荷载标准值为:

q(z)=0.45×(0.8+0.57)×40μzβz=24.66μzβz

μs2=- 0.48+0.03

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3.2.4,如图3.2.4(c)所示。

表3.2.4 风荷载作用下各区段合力的计算

在风荷载作用下结构底部一层的剪力为

V1=800+1384.8+1262.2+1123.8+971.0+788.6+522.8=6853.2kN

筏形基础底面的弯矩为

M=800?132+1384.8?122+1262.2?102+1123.8?82

+971.0?62+788.6?42+522.8?22=600266.4kN?m

小结

(1)作用于高层建筑结构上的荷载可分为两类:竖向荷载,包括恒载和楼、屋面活荷载以及竖向地震作用;水平荷载,包括风荷载和水平地震作用。

(2)计算作用在高层建筑结构上的风荷载时,对主要承重结构和围护结构应分别计算。对高度大于30m且高宽比大于1.5的高层建筑结构,采用风振系数考虑脉动风压对主要承重结构的不利影响。

(3)计算高层建筑结构水平地震作用的基本方法是振型分解反应谱法,此法适用于任意体型、平面和高度的高层建筑结构。当建筑物高度不大且体型比较简单时,可采用底部剪力法计算。对于重要的或复杂的高层建筑结构,宜采用弹性时程分析法进行多遇地震作用下的补充计算。

思考题

(1)高层建筑结构设计时应主要考虑哪些荷载或作用?

(2)高层建筑结构的竖向荷载如何取值?进行竖向荷载作用下的内力计算时,是否要考虑活荷载的不利布置?为什么?

(3)结构承受的风荷载与哪些因素有关?

(4)高层建筑结构计算时,基本风压、风载体型系数和风压高度变化系数分别如何取值?

(5)什么是风振系数?在什么情况下需要考虑风振系数?如何取值?

(6)高层建筑地震作用计算的原则有哪些?

(7)高层建筑结构自振周期的计算方法有哪些?

(8)计算地震作用的方法有哪些?如何选用?地震作用与哪些因素有关?

(9)底部剪力法和振型分解反应谱法在计算地震作用时有什么异同?

(10)在计算地震作用时,什么情况下应采用动力时程分析法?计算时有哪些要求?

(11)在什么情况下需要考虑竖向地震作用效应?

(12)突出屋面小塔楼的地震作用影响如何考虑?

习题

1、某高层建筑筒体结构,其质量和刚度沿高度分布比较均匀,建筑平面尺寸为40m?40m的方形,地面以上高度为150m,地下埋置深度为13m。已知基本风压为0.40kNm2,建筑场地位于大城市市区,已计算求得作用于突出屋面塔楼上的风荷载标准值为1050结构的基本自振周期为T1=2.45s。kN,

为简化计算,将建筑物沿高度划分为五个区段,每个区段为30m,并近似取其中点位置的风荷载作为该区段的平均值,计算在风荷载作用下结构底部的剪力和基础底面的弯矩值。

2、某12层高层建筑剪力墙结构,层高均为3.0m,总高度为36.0m,抗震设防烈度为8度,Ⅲ类场地,设计地震分组为第二组。已计算各质点的重力荷载代表值如图所示,第1和第2振型如图所示,对应的自振周期分别为T1=0.75s,

T2=0.20s。试采用振型分解反应谱法,考虑前两个振型计算水平地震作用下结构的底部剪力和弯矩值。

kN,基本自振周期为T1=1.34s,采用底部剪地震分组为第二组,总重力荷载代表值为∑Gi=286000

力法计算底部剪力值。

4、某高层建筑结构,地震设防烈度为8度,Ⅱ类场地,设计地震分组为第一组,结构的基本自振周期为1.36s。按底部剪力法计算水平地震作用时,计算顶部附加水平地震作用系数δn。 3

高层建筑结构设计(本)A答案

考试试题纸(A卷) 课程名称高层建筑结构设计 (本) 专业班级 一、填空题(每题3分,共15分) 1. 由梁、柱组成的结构单元称为框架,全部竖向荷载和侧向荷载由它承受的结构体系称为框架结构。 2. 我国房屋建筑采用三水准抗震设防目标,即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。 3. 建筑物动力特性是指建筑物的自振周期、振型与阻尼,它们与建筑物的质量和结构的刚度有关。 4. 在任何情况下,应当保证高层建筑结构的稳定和有足够抵抗倾覆的能力。 5. 当高层结构高度较大,高宽比较大或抗侧则度不够时,可用加强层加层,加强层构件有三种类型:伸臂、腰桁架和帽桁架和环向构件。 二、判断题:(每题3分,共15分) 1. 框架结构可以采用横向承重、纵向承重,但不能是纵横双向承重。(×) 2. 平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。(√) 3. 高层建筑结构的设计,要根据建筑高度、抗震设防烈度等合理选择结构材料、抗侧力结构体系,建筑体形和结构总体布置可忽视。(×) 4. 为了避免收缩裂缝和温度裂缝,房屋建筑可设置沉降缝。(×) 5. 抗震概念设计中,核芯区的受剪承载力应大于汇交在同一节点的两侧梁达到受变承载力时对应的核芯区的剪力。(√) 三、单选题:(每题3分,共15分) 1. A级高度钢筋混凝土高层框架结构在7度抗震设防烈度下的最大适用高度:(A) A. 55 B. 45 C. 60 D. 70 2. 钢结构框架房屋在8度抗震设防烈度下适用的最大高度:(B) A. 110 B. 90 C. 80 D. 50 3. 按照洞口大小和分布的不同,将剪力墙划分类别,但不包括:(D) A. 整体墙 B. 联肢墙 C. 不规则开洞剪力墙 D. 单片墙 4. 梁支座截面的最不利内力不包括:(D) A. 最大正弯矩 B. 最大负弯矩 C. 最大剪力 D. 最大轴力 5. 框架柱的截面宽度和高度在抗震设计时,不小于:(C) A. 200mm B. 250mm C. 300mm D. 350mm 四、简答题(第一题10分,其它每题15分,共55分) 1. 工程中采取哪些措施可避免设置伸缩缝? 工程中采取下述措施,可避免设置伸缩缝:

高层建筑结构方案设计荷载估算

高层建筑结构方案设计荷载估算 1.2 高层建筑结构作用效应的特点 1.2.1 高层建筑结构的受力特点 建筑结构所受的外力(作用)主要来自垂直方向和水平方向。在低、多层建筑中,由于结构高度低、平面尺寸较大,其高宽比很小,而结构的风荷载和地震作用也很小,故结构以抵抗竖向荷载为主。也就是说,竖向荷载往往是结构设计的主要控制因素。 建筑结构的这种受力特点随着高度的增大而逐渐发生变化。 在高层建筑中,首先,在竖向荷载作用下,由图1.2.1-1所示的框架可知,各楼层竖向荷载所产生的框架柱轴力为: 边柱 N=wlH/2h 中柱 N=wlH/h 即框架柱的轴力和建筑结构的层数成正比;边柱轴力较中柱小,基本上与其受荷面积成正比。就是说,由各楼层竖向荷载所产生的累积效应很大,建筑物层数越多,底层柱轴力越大;顶、底层柱轴力差异越大;中柱、边柱轴力差异也越大。 其次,在水平荷载作用下,作为整体受力分析,如果将高层建筑结构简化为一根竖向悬臂梁,那么由图1.2.1-2、图1.2.1-3所示其底部产生的倾复弯矩为: 水平均布荷载 Mmax=qH2/2 倒三角形水平荷载 Mmax= Qh3/3 即结构底部产生的倾复弯矩与楼层总高度的平方成正比。就是说,建筑结构的高度越大,由水平作用对结构产生的弯矩就更大,较竖向荷载对结构所产生的累积效应增加更快,其产生的结构内力占总结构内力的比重越大,从而成为结构强度设计的主要控制因素。 1.2.2 高层建筑结构的变形特点 在竖向荷载作用下,高层建筑结构的变形主要是竖向构件的压缩变形。由于各竖向构件的应力大小不同,因而其压缩变形大小也不同。在钢筋混凝土结构中,由于在施工过程中的找平, 同时由于各竖向构件的基底轴力大小不同,若不对基底应力进行调整,也可能导致基础产生不均匀沉降。 在水平荷载作用下,高层建筑结构最大的顶点位移为: 水平均布荷载△max=qH4/8EI 倒三角形水平荷载△max= 11qH4/120EI 式中EI为结构的 从以上可看出,结构顶点位移与其总高度的四次方成正比。则又比水平荷载作用下的内力累积效应增加更快,这就说明,高层建筑结构对结构

一、荷载与地震作用

附件:“PKPM上部结构设计软件常见问题释疑”研讨班授课大纲 一、荷载与地震作用 1、现浇板、悬挑板、组合楼板、斜板等在确定面荷载时有哪些注意事项?05与08版在处理上 有何不同?荷载方向如何确定,可否输入负值? 2、08版新增梁上的荷载类型“无截面设计”是何意,如何正确应用? 3、哪些节点上可以加节点荷载?对于一根梁上任加一点后,在此节点上加节点荷载05与08版 软件在处理上有何不同? 4、楼面梁是如何进行活荷载折减的,程序的处理与规范有何不同? 5、对于“柱、墙及基础活荷载折减”程序的处理05版及08版有哪些不同,结果如何查询? 6、活荷载的输入对人防荷载的计算有何影响?08版有何改动? 7、PK、SATWE进行活荷载不利布置计算时有何不同?应注意哪些相关参数? 8、何为“互斥活荷载”?怎样通过此功能来实现规范中的相应条款? 9、05及08版程序是如何进行“普通风荷载”计算的,其中与风荷载计算相关的参数该如何确定, 受风面面积及荷载作用点如何确定?“普通风荷载”计算后荷载如何分配,它作用的效应程序做了怎样的处理? 10、05版特殊风荷载是如何计算的,有哪些不足?08版特殊风荷载是如何计算的,如何灵活应 用? 11、广义层方式建立的模型是否均可以直接用软件自动计算的风荷载? 12、05、08版吊车荷载输入方法有哪些异同? 13、对于排架柱计算长度系数的计算不同模块有何不同,该如何选用? 14、近期多层人防的计算程序做了哪些重大调整?不同版本为何结果会相差如此悬殊? 15、局部有人防荷载时如何处理? 16、如何确定地下室外墙平面外的受力?如何计算地下室外墙平面外的配筋?不同版本输出结果 有何不同?程序对于地下室外墙能否正确识别? 17、如何实现人防构件的弹塑性设计? 18、何时需要考虑“双向地震”及“偶然偏心”?如果两项同时选择程序如何处理? 19、如何正确确定与地震力计算相关的一些参数?如:计算振型个数、周期折减系数。 20、如何理解“水平力与整体坐标夹角”与“斜交抗侧力构件方向附加地震数,相应角度”? 21、“按中震(或大震)不屈服做结构设计”如何应用? 22、0。2Q0调整,不同时期版本,程度处理有何不同,原来有哪些局限?如何解决? 23、08版地下室信息中“土层水平抗力系数的比例系数”是何意,该如何取值? 二、构件设计 1、对于层间的支撑在计算时05、08版软件的处理有何不同? 2、越层支撑在与梁墙相交时05、08版在处理上有何不同? 3、08版对于柱被层间支撑打断后是如何进行内力及配筋计算的? 4、如何人为指定支撑是否参与导荷,它的导荷原则是如何定的? 5、08版支撑的计算长度系数如何确定? 6、支撑对于楼层指标的贡献05与08版在计算上有何异同? 7、刚性梁有哪些具体应用? 8、如何用两种方法输入连梁模型?两种方式输入的连梁在计算上有哪些不同? 9、如何合理填取与连梁计算相关的参数信息,如连梁刚度折减系数、墙梁转框架梁控制跨高比? 10、程序是如何实现“《抗震规范》(2008局部修订版)第3.6.6.1条” 的? 11、在输入楼梯构件时应注意的事项有哪些? 12、按主梁或次梁不同的方式输入时,在导荷、计算、施工图处理上有何不同?

第3章高层建筑结构的荷载和地震作用(精)

第3章 高层建筑结构的荷载和地震作用 [例题] 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m m 4030?,地下室采用筏形基础,埋置深度为12m ,如图3.2.4(a)、(b)所示。已知基本风压为2045.0m kN w =,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,将建筑物沿高度划分为六 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,计算在风荷载作用下结 构底部(一层)的剪力和筏形基础底面的弯矩。 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: s n T 90.13805.005.01=?== 222210m s kN 62.19.145.0T w ?=?= (2)风荷载体型系数:对于矩形平面,由附录1可求得 80.01=s μ 57040120030480L H 03 04802s .....-=??? ? ? ?+-=??? ??+-=μ (3)风振系数:由条件可知地面粗糙度类别为B 类,由表3.2.2可查得脉动增大系数502.1=ξ。脉动影响系数ν根据H/B 和建筑总高度H 由表3.2.3确定,其中B 为迎风面的房屋宽度,由H/B=3.0可从表3.2.3经插值求得=ν0.478;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H H i /z =?,i H 为第i 层标高;H 为建筑总高度。则由式(3.2.8)可求得风振系数为: H H 478050211H H 11i z i z ??+=?+=+=μμξνμ?νξβ.. z z z (4)风荷载计算:风荷载作用下,按式(3.2.1)可得沿房屋高度分布的风荷载标准值为: ()z z z z ....)z (q βμβμ6624=40×570+80×450= 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3.2.4,如图3.2.4(c)所示。 表3.2.4 风荷载作用下各区段合力的计算 (a ) (b ) (c ) 图3.2.4 高层结构外形尺寸及计算简图

高层建筑结构设计复习试题(含答案)

高层建筑结构设计 名词解释 1. 高层建筑:10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物。 2. 房屋高度:自室外地面至房屋主要屋面的高度。 3. 框架结构:由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。 4. 剪力墙结构:由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。 5. 框架—剪力墙结构:由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。 6. 转换结构构件:完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而 设置的结构构件,包括转换梁、转换桁架、转换板等。 7. 结构转换层:不同功能的楼层需要不同的空间划分,因而上下层之间就需要结构形式和结构布置 轴线的改变,这就需要在上下层之间设置一种结构楼层,以完成结构布置密集、墙柱较多的上层向结构布置较稀疏、墙术较少的下层转换,这种结构层就称为结构转换层。(或说转换结构构件所在的楼层) 8. 剪重比:楼层地震剪力系数,即某层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值。 9. 刚重比:结构的刚度和重力荷载之比。是影响重力?-P 效应的主要参数。 10. 抗推刚度(D ):是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。 11. 结构刚度中心:各抗侧力结构刚度的中心。 12. 主轴:抗侧力结构在平面内为斜向布置时,设层间剪力通过刚度中心作用于某个方向,若结构产 生的层间位移与层间剪力作用的方向一致,则这个方向称为主轴方向。 13. 剪切变形:下部层间变形(侧移)大,上部层间变形小,是由梁柱弯曲变形产生的。框架结构的 变形特征是呈剪切型的。 14. 剪力滞后:在水平力作用下,框筒结构中除腹板框架抵抗倾复力矩外,翼缘框架主要是通过承受 轴力抵抗倾复力矩,同时梁柱都有在翼缘框架平面内的弯矩和剪力。由于翼缘框架中横梁的弯曲和剪切变形,使翼缘框架中各柱轴力向中心逐渐递减,这种现象称为剪力滞后。 15. 延性结构:在中等地震作用下,允许结构某些部位进入屈服状态,形成塑性铰,这时结构进入弹 塑性状态。在这个阶段结构刚度降低,地震惯性力不会很大,但结构变形加大,结构是通过塑性变形来耗散地震能量的。具有上述性能的结构,称为延性结构。 16. 弯矩二次分配法:就是将各节点的不平衡弯矩,同时作分配和传递,第一次按梁柱线刚度分配固 端弯矩,将分配弯矩传递一次(传递系数C=1/2),再作一次分配即结束。 第一章 概论 (一)填空题 1、我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)规定:把10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物称为高层建筑,此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。

高层建筑结构设计题目及答案

一、选择题 1、高层建筑结构的抗震等级与A、结构类型和结构总高度D、地震烈度有关。 2、重力荷载代表值中可变荷载组合值的组合系数是A、雪载取0.5 C、书库等库房取0.8 D、楼面荷载取0.5。 3、≥150m高层剪力墙结构剪力的底部加强部位,下列何项符合规定A、剪力墙墙肢总高的1/10,并不小于底部两层层高。 4、高层建筑立面不规则包括A、竖向刚度不规则B、竖向抗侧力构件不连续D、楼层承载力突变 5、适用于底部剪力法的高层建筑应该A、高度≤40米 C、质量和刚度没高度分布比较均匀 D、以第一振型和剪切变形为主。 6、减少筒体结构的剪力滞后效应应采取的措施是B、控制结构的高宽比 C、设计平面成正方形 D、设计密柱深梁。 7、影响框架柱延性的因素有B、箍筋和纵筋配筋率D、剪跨比和轴压比。 8、剪力墙的延性设计一般包括B、设置边缘构件C、控制轴压比D、限制高宽比 9、两幢相邻建筑,按8度设防,一幢为框架-筒体结构,高50m,另一幢为框架结构,高30m。若设沉降缝,缝宽下列哪项是正确的?B、170mm。 10、框架结构中反弯点高度比与A、层高B、层数、层次及层高变化C、上下梁线刚度比D、梁柱线刚度比有关。 11、在高层建筑结构中控制最大层间位移的目的是A、满足人们的舒适度要求B、防止结构在常遇荷载下的损害C、确保在罕遇地震时建筑物不致倒塌D、力求填充墙等非结构构件不被损坏12、在水平荷载作用下的近似计算中,D值法与反弯点法的主要区别在于A、反弯点高度不同B、D值法假定柱的上下端转角不相等D、反弯点法中D值需要修正 13、高层建筑结构增大基础埋深的作用有A、提高基础的承载力,减少沉降C、加强地基的嵌固作用,抵抗水平力,防止建筑物的滑移、倾斜,保证稳定性D、利用箱基等基础外侧墙的土压力和摩擦力,使基底的土压力分布趋于均匀,减少应力集中 14、8度地震区某高度75m的高层建筑,考虑地震作用效应时,不应该组合的项是C、竖向地震作用 15、建筑高度、设防烈度、建筑重要性类别及场地类别等均相同的两个建筑,一个是框架结构,另一个是框架-剪力墙结构,这两种结构体系中的框架抗震等级下述哪种是正确的?A、前者的抗震等级高、也可能相等 二、判断题 1、有地震作用组合时,承载力纪纪验算中,引入抗震调整系数γRE 含义是考虑罕遇地震时结构的可靠度可以略微降低。对 2、地框架-剪力墙结构中,连接总框架与总剪力墙的连杆若是刚性楼板,则整个体系称之为刚接体系。错 3、剪力墙的分类主要是根据墙面开洞率的大小确定的。错 4、高层建筑的外荷载有竖向荷载和水平荷载,竖向荷载包括自重等恒载和使用荷载等运载,水平荷载仅考虑地震作用。错 5、框架结构在水平荷载作用下,当上下层梁的线刚度之比增大时,柱的反弯点下移。对 6、在筒体结构中,跨高比小于1的框筒梁宜采用交叉暗撑。错 7、钢管混凝土柱特别适合于轴心受压构件,是因为混凝土处于三向受压状态。对 8、在高层建筑结构中,当活荷载≤4KN/m2时,一般不考虑其不利布置但跨中弯矩要放大1.1~1.2。对 9、房屋的顶层、结构转换层、平面复杂或开洞过大的楼层楼面结构采用整体式楼面结构的目的是保

【结构设计】高层建筑结构计算技巧分享

高层建筑结构计算技巧分享 高层结构设计的难点在于竖向承重构件(柱、剪力墙等)的合理布置,设计过程中主要通过对一些目标参数的控制来达到这一目的. 一、轴压比:主要为限制结构的轴压比,保证结构的延性要求,规范对墙肢和柱均有相应限值要求.见抗规6.3.7和 6.4.6,高规 6.4.2和 7.2.14及相应的条文说明.轴压比不满足规范要求,结构的延性要求无法保证;轴压比过小,则说明结构的经济技术指标较差,宜适当减少相应墙、柱的截面面积. 轴压比不满足规范要求时的调整方法: 1、程序调整:SATWE程序不能实现. 2、结构调整:增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度.

二、剪重比:主要为限制各楼层的最小水平地震剪力,确保周期较长的结构的安全.见抗规5.2.5,高规3.3.13及相应的条文说明.剪重比不满足规范要求,说明结构的刚度相对于水平地震剪力过小;但剪重比过分大,则说明结构的经济技术指标较差,宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积. 剪重比不满足规范要求时的调整方法: 1、程序调整:当剪重比偏小但与规范限值相差不大(如剪重比达到规范限值的80%以上)时,可按下列方法之一进行调整: 1)在SATWE的“调整信息”中勾选“按抗震规范5.2.5调整各楼层地震内力”,SATWE按抗规5.2.5自动将楼层最小地震剪力系数直接乘以该层及以上重力荷载代表值之和,用以调整该楼层地震剪力,以满足剪重比要求. 2)在SATWE的“调整信息”中的“全楼地震作用放大系数”中输入大于1的系数,增大地震作用,以满足剪重比要求. 3)在SATWE的“地震信息”中的“周期折减系数”中适当减小系数,增大地震作用,以满足剪重比要求. 2、结构调整:当剪重比偏小且与规范限值相差较大时,宜调整增强竖向构件,加强墙、柱等竖向构件的刚度. 三、刚重比:规范上限主要用于确定重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应是否可以忽略不计.见高规5.4.1和5.4.2及相应的条文说明.刚重比不满足规范上限要求,说明

第3章高层建筑结构的荷载和地震作用.

第3章高层建筑结构的荷载和地震作用 [例题] 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,地下室采用筏形基础,埋置深度为12m,如图3.2.4(a)、(b)所示。已知基本风压为 w0=0.45kNm,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,将建筑物沿高度划分为六个区段,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,计算在风荷载作用下结构底部(一层)的剪力和筏形基础底面的弯矩。 2 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 w0T12=0.45?1.92=1.62kN?s2m2 (2)风荷载体型系数:对于矩形平面,由附录1可求得 μs1=0.80 H?120??? ?=- 0.48+0.03??=-0.57 L40???? (3)风振系数:由条件可知地面粗糙度类别为B类,由表3.2.2可查得脉动增大系数ξ=1.502。脉动影响系数ν根据H/B和建筑总高度H由表3.2.3确定,其中B 为迎风面的房屋宽度,由H/B=3.0可从表3.2.3经插值求得ν=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?z=Hi/H,Hi为第i层标高;H为建筑总高度。则由式(3.2.8)可求得风振系数为: ξ ν ?zξνHi1.502?0.478Hi βz=1+=1+?=1+? μzμzHμzH (4)风荷载计算:风荷载作用下,按式(3.2.1)可得沿房屋高度分布的风荷载标准值为: q(z)=0.45×(0.8+0.57)×40μzβz=24.66μzβz μs2=- 0.48+0.03 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3.2.4,如图3.2.4(c)所示。 表3.2.4 风荷载作用下各区段合力的计算

风荷载特点

高层建筑横向承载力 摘要:随着经济的发展,近年来高层建筑尤其是体型复杂的超高层建筑得到了蓬勃的发展。一般而言,高层建筑物占地面积少,建筑面积大,造型独特,相对集中。这一特点使得高层建筑物在人口稠密的大城市迅速发展。但是高层建筑物上风荷载也越来越大,导致水平荷载不断增大。因此,高层建筑物需要较大的承载力和刚度来解决水平荷载的问题。关键词:风载荷高层建筑物影响 在高层建筑中,竖向荷载对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比;另一方面,对一定高度建筑来说,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,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。对一些较柔的高层建筑,风荷载是结构设计的控制因素,随着建筑物高度的增高,风荷载的影响越来越大。高层建筑中除了地震作用的水平力以外,主要的侧向荷载是风荷载,在荷载组合时往往起控制作用。因此,高层建筑在风荷载作用下的结构分析与设计引起了研究人员和工程师们的重视。 建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案。高层建筑不应采用严重不规则的结构体系,应符合下列要求:1、应具有必要的承载能力、刚度和变形能力;

2、应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力; 3、对可能出现的薄弱部位,应采取有效措施予以加强。 高层建筑的结构体系尚宜符合要求:结构的竖向和水平布置宜具有合理的刚度和承载力分布,避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位。风荷载是结构的重要设计荷载,特别对于高耸结构(如烟囱、塔架、桅杆等)、高层建筑、大跨度桥梁、冷却塔、屋盖等,有时甚至起到决定性的作用,因而抗风设计是工程结构中的重要课题。 近二十年来,国内外建造了超高层建筑和大跨度结构。对这些限高层建筑结构风荷载和风震响应的计算分析,确保高层建筑物的质量是十分必要的。 参考文献: [1]黄本才,结构抗风分析原理及应用[M],天津:同济大学出版社,2001,1-7 [2]张向庭.工程抗风设计计算手册[M],北京:中国建筑工业出版社,1998 [3]GB50009)2001建筑结构荷载规范[S],2001,北京:中国建筑工业出版社,2002

专升本《高层建筑结构设计》_试卷_答案

专升本《高层建筑结构设计》 一、(共75题,共150分) 1. 将高层建筑等效为固定在地面上的竖向悬臂结构,则水平位移与高度的()次方成正比。(2分) A.1 B.2 C.3 D.4 .标准答案:D 2. 下列关于剪力墙结构的说法,错误的一项是()(2分) A.剪力墙结构的抗侧力构件为剪力墙 B.剪力墙结构的侧移曲线为弯曲型 C.结构设计时,剪力墙构件即可抵抗平面内荷载,也可抵抗平面外荷载 D.短肢剪力墙受力性能不如普通剪力墙 .标准答案:C 3. 由密柱深梁框架围成的结构体系称为()(2分) A.框架结构 B.框架-剪力墙结构 C.剪力墙结构 D.框筒结构 .标准答案:D 4. 为了减轻结构温度应力而设置的结构缝为()。(2分) A.防震缝 B.伸缩缝 C.沉降缝 D.以上均不对 .标准答案:B 5. 50年内超越概率为10%的地震为()。(2分) A.小震 B.中震 C.大震 D.强震 .标准答案:B 6. 有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于()°时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。(2分) A.5 B.10 C.15 D.12 .标准答案:C 7. 底部剪力法中,考虑高振型对水平地震作用沿高度分布的影响而采取的措施是()。(2分) A.在顶部附加水平作用力ΔFn B.对计算结果乘以大于1的增大系数 C.提高抗震等级 D.提高重力荷载代表值 .标准答案:A 8. 在风荷载及多遇地震作用下,应进行结构()变形验算。(2分)A.弹性 B.塑性 C.弹塑性 D.重力二阶效应 .标准答案:A 9. 一般住宅建筑的抗震设防类别为()。(2分) A.特殊设防类 B.重点设防类 C.标准设防类 D.适度设防类 .标准答案:C 10. 延性指屈服后强度或承载力没有显著降低时的()变形能力。(2分) A.弹性 B.塑性 C.线性 D.以上均不对 .标准答案:B 11. 某框架-剪力墙结构高度45m(丙类建筑),7度设防时,框架部分的抗震等级应为()级。(2分) A.一 B.二 C.三 D.四 .标准答案:C 12. 下列关于楼板平面内刚度无限大的假定,理解错误的一项是()(2分) A.平面内刚度无限大指在侧向力作用下,楼板只发生刚体平移或转动 B.当楼板开洞口较大时,仍可采用平面内无限刚度假定 C.各个抗侧力构件之间通过楼板相互联系并协调工作 D.楼板平面外刚度很小,可以忽略 .标准答案:B 13. 大型博物馆,幼儿园、中小学宿舍的抗震设防类别是()(2分) A.特殊设防类 B.重点设防类 C.标准设防类 D.适度设防类 .标准答案:B 14. 柱抗侧刚度D值的定义为()(2分) A.使柱端产生单位水平位移所需施加的水平推力 B.使柱端产生单位水平推力所需施加的水平位移 C.柱抗弯刚度与柱长度的比值 D.EIc/h .标准答案:A 15. 框架结构与剪力墙结构相比,下述概念哪一个是正确的()(2分) A.框架结构变形大、延性好、抗侧刚度小,因此考虑经济合理,其建造高度比剪力墙结构低 B.框架结构延性好,抗震性能好,只要加大柱承载能力,其建造高度可以无限制 C.剪力墙结构延性小,因此建造高度也受到限制 D.框架结构必定是延性结构,剪力墙结构是脆性或低延性结构 .标准答案:A

高层建筑结构计算

结构计算是非常重要的,工欲善其事必先利其器,了解基础数据才能在实际施工的时候做好每个细节保障质量。小编就高层计算和大家说明一下。 高层建筑是一个复杂的空间结构。它不仅平面形状多变,立面体型也各种各样,而且结构形式和结构体系各不相同。高层建筑中有框架、和筒体等竖向抗侧力结构,又有水平放置的楼板将它们连为整体。这样一种高次超静定、多种结构形式组合在一起的三维空间结构,要进行内力和位移计算,就必须进行计算模型的简化,引入不同程度的计算假定。简化的程度视所用的计算工具按必要和合理的原则决定。 结构计算的基本假定为: 1.计算的内力和位移时,用弹性方法及取用结构的弹性刚度,并考虑各抗侧力结构的共同工作。 2.框架梁及剪力墙的连梁等构件,可按有关规定考虑局部塑性变形的内力重分布。 3.计算结构的内力和位移时,一般情况下可假定楼板在自身平面内为绝对刚性,但在设计中应采取保证楼面整体刚度的构造措施。 4.下列情况宜考虑楼板在自身平面内的变形影响: (1)楼板整体性较弱; (2)楼板有很大的开洞或缺口,宽度削弱; (3)楼板平面上有较长的外伸段; (4)作为结构转换层的楼板,对于上述情况,须考虑楼板实际刚度,对采用刚性楼面假定算得的结果进行调整。 5.结构计算中,各类构件均需考虑弯曲变形,构件其他变形按有关规定考虑。对竖向荷载还宜考虑施工过程中逐层加载的影响。 6.构件刚度的取用。 (1)框架梁的惯性矩: 现浇板边框架梁I=1.5I↓r 现浇板中部框架梁I=2.0I↓r 式中I↓r——梁截面矩形部分的惯性矩。 (2)连梁刚度。或中的连梁刚度,可乘≥0.55的折减系数。 (3)剪力墙的有效翼缘宽度。剪力墙可考虑纵墙或横墙的翼缘作用,其有效翼缘宽度可按有关规定取用。 (4)错位剪力墙的等效刚度。错位剪力墙(错位值a≤2.5m,a≤8t,t为墙厚)的等效刚度应乘以折减系数0.8。 (5)折线形剪力墙的简化处理。当折线形剪力墙的各墙段总转角≤15°时,可按平面剪力墙考虑。 (6)壁式框架的刚域长度及杆件的等效刚度,按有关规定取用。

5.6荷载效应和地震作用组合的效应

〈〈高层建筑混凝土结构技术规程》 5. 6荷载效应和地震作用组合的效应 5. 6荷载效应和地震作用组合的效应 5.6.1 持久设计状况和短暂设计状况下,当荷载与荷载效应按线形关系考虑时,荷载基本组合的效应设计值应按下式确定: S =Y G&k +Y L Q Y Q&k w Y w S wk ( 5.6.1 ) 式中:S――荷载组合的效应设计值;Y G永久荷载分项系数;Y Q――楼面活荷载分项系数; Y w――风荷载的分项系数;Y L――考虑结构设计使用年限的荷载调整系数,设计使用年限为50年时取1.0,设计使 用年限为100年时取1.1 ;S3k 永久荷载效应标准值;S Qk 楼面活荷载效应标准值; S-――风荷载效应标准值;》Q、》w――分别为楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数,当永久荷载效应起控制作用时应分别取0.7和0.0 ;当可变荷载效应起控制作用时应分别取 1.0和0.6或0.7和1.0。 注:对书库、档案室、储藏室、通风机房和电梯机房,本条楼面活荷载组合值系数取0.7的场合应取为0.9。 5.6.2 持久设计状况和短暂设计状况下,荷载基本组合的分项系数应按下列规定采用: 1永久荷载的分项系数Y G当其效应对结构承载力不利时,对由可变荷载效应控制的组合应取 1.2,对由永久荷载控 制的组合应取1.35 ;当其效应对结构有利时,应取 1.0 ; 2楼面活荷载的分项系数Y Q:—般情况下应取1.4 ; 3风荷载的分项系数Y w应取1.4。 2位移计算时,本规程公式(5.6.1 )中个分项系数均应取1.0。 5.6.3 地震设计状况下,当作用与作用效应按线形关系考虑时,荷载和短暂作用基本组合的的效应设计值应按下式确定: S d S=Y °&E + Y Eh Shk + Y Ev Svk +书w Y Sk (5.6.3 ) 式中:S――荷载和地震作用组合的效应设计值;S GE――重力荷载代表值的效应; S Ehk――水平地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数、调整系数; S Evk ――竖向地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数、调整系数; Y G――重力荷载分项系数;Y w――风荷载分项系数;Y Eh――水平地震作用分项系数;Y E ------------- 竖向地震作用分项系数; 屮w――风荷载组合值系数,应取0.2。 5.6.4 地震设计状况下,荷载和地震作用基本组合的分项系数应按表 5.6.4 采用。当重力荷载效应对结构的承载力有利时, 表5.6.4 中Y G不应大于1.0。 2 "―"表示组合中不考虑该项荷载或作用效应。 5.6.5 非抗震设计时,应按本规程第5.6.1 条的规定进行荷载组合的效应计算。抗震设计时,应同时按本规程第 5.6.1条 和5.6.3 条的规定进行荷载和地震作用的效应计算;按本规程第 5.6.3 条计算的组合内力设计值,尚应按本规程的有关规定 进行调整。

幕墙设计基础─风载荷与地震作用计算

幕墙设计基础─风载荷与地震作用计算 风荷载计算公式: W k=βgz×μz×μs×W0[公式(1)]根据《建筑结构荷载规范》GB50009- (2006年修订版) 其中: W k---作用在幕墙上的风荷载标准值(kN/m2) βgz---瞬时风压的阵风系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中表7.5.1取定; μz --- 风压高度变化系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中表7.2.1取定; μs --- 风荷载体型系数,按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中第7.3.3条取定; W0 --- 基本风压(kN/m2),按全国基本风压图。 体型系数μs 通常情况下墙角取2.0;墙面取1.2 可见墙角区要比大面区风荷载大约67%。 屋面局部部位(周边和屋面坡度大于10度的屋脊部位)取-2.2; 檐口、雨蓬、遮阳板等突出部位取-2.0. 地震作用计算公式:q EAk=βE×αmax×GAK [公式(2)] 其中: q EAk--- 水平地震作用标准值; βE--- 动力放大系数,按5.0 取定; αmax--- 水平地震影响系数最大值,按相应设防烈度取定(见表1); GAK--- 幕墙构件平面面积的重力荷载标准值(kN/m2)。 表1:水平地震影响系数最大值αmax

荷载效应组合 1、承载力验算:抗震设计的玻璃幕墙,应考虑重力荷载、风荷载和地震作用效应。 2、挠度验算 在风荷载或永久荷载作用下,幕墙构件的挠度应符合挠度限值要求,且计算挠度时,取荷载作用的标准值,即取荷载分项系数为1.0。 例一立柱上的风荷载计算 在深圳拟建一幕墙项目,高20米,场地类别为B类,幕墙水平分格为1500mm,求出作用于该幕墙立柱的线性风荷载。 解:对B类地区,查荷载规范可得,深圳基本风压为0.75 kN/m2(50年一遇),20米高处风压高度变化系数取:m z=1.248 ;阵风系数取:s gz =1.687则: 墙角区风压为:墙面区风压为: W k=βgz×μz×μs×W0 Wk=βgz×μz×μs×W0 =1.687x1.248x2x0.75 =1.687x1.248x1.2x0.75 =3.158 kN/m2 =1.89 kN/m2 作用于立柱上的风荷载的线荷载为 (墙角区):(墙面区): q=W k x B q=W k x B =3.158 x 1.5 =1.89 x 1.5 =4.737 kN/m =2.835 kN/m

K201603《高层建筑结构》复习题及答案

厦门大学网络教育2015-2016学年第二学期 《高层建筑结构》课程复习题 一、单项选择题 1、假设一栋住宅建筑,采用现浇钢筋混凝土结构,结构高度为80米,抗震设防烈度为7度,采用( B )结构体系最为合适。 A、框架结构; B、剪力墙结构; C、筒体结构; D、框筒结构。 2、下列高层建筑中,计算地震作用时何者宜采用时程分析法进行补充计算?( A ) [1]建筑设防类别为乙类的高层建筑;[2]建筑设防类别为甲类的建筑; [3]高柔的高层建筑;[4]刚度和质量沿竖向分布特别不均匀的高层建筑 A、[2][4]; B、[1][3]; C、[1][2]; D、[3][4]。 3、多遇地震作用下层间弹性变形验算的主要目的是下列哪种?( C ) A、防止结构倒塌; B、防止结构损坏; C、防止非结构部分发生中的破坏; D、防止使人们惊慌。 4、计算框架结构梁截面惯性矩I时考虑楼板影响,对现浇楼盖,中框架取I=(A )。 A、2I0; B、1.5I0; C、1.2I0; D、I0。 5、框架结构在水平力作用下采用D值法分析内力及位移,关于D值法与反弯点法之间的区别,下列哪种是正确的?( B ) A、D值法与反弯点法的物理意义没有区别,都是以柱抗剪刚度比值分配楼层剪力; B、D值法中,柱的抗剪刚度考虑了楼层梁刚度的影响,反弯点法假定楼层梁刚度 为无穷大,楼层柱反弯点在柱高度的中点; C、D值法和反弯点法柱的抗剪刚度都考虑了楼层梁约束的影响,反弯点法取柱高 中点为反弯点位置,而D值法由计算确定; D、D值法中,柱的抗剪刚度考虑了楼层梁约束作用的影响,反弯点法中,柱的抗 剪刚度不考虑楼层梁的影响。 6、平面过于狭长的建筑物,在地震时因两端地震波有相位差而容易产生不规则振动,故对L/B值予以限制,在设防烈度为6、7度时,该值最好不超过(A )。 A、4; B、3; C、5; D、6。 7、在高层建筑的整体稳定性计算时,控制结构(A )是结构稳定设计的关键。 A、刚重比; B、剪跨比; C、轴压比; D、剪重比。 8、用分层法计算竖向荷载作用下梁柱的内力时,说法错误的是( D )。 A、在竖向荷载作用下,框架结构的侧移对其内力的影响较小; B、框架各层横梁上的竖向荷载只对本层横梁及与之相连的上、下层柱的弯矩影响 较大; C、框架各层横梁上的竖向荷载对其他各层梁、柱的弯矩影响较小; D、某层梁上的荷载对下部各层柱的轴力影响与弯矩影响一样,也不大。 9、关于框架柱轴压比的说法正确的是( A )。

高层建筑结构思考题答案—最新无错版

1.高层建筑有哪些常用结构体系?试述每种结构体系的优缺点。 1) 框架结构 优点:平面布置灵活,可提供较大的室内空间。 缺点:抗侧移刚度较小,主要用在层数不多、水平荷载较小的情况。 2) 剪力墙结构 优点:抗侧移刚度较大,可承受较大的水平荷载。用于层数较多,水平荷载较大的情况。 缺点:墙体多,难于布置面积较大的房间,主要用于住宅、公寓、旅馆等对室内面积要求不大的建筑物。 3) 框架-剪力墙结构 优点:综合了框架和剪力墙结构的优点,既具有较大的抗水平力能力,又可提供较大的室内空间和较灵活的平面布置。 4) 筒体结构 优点:具有更大的抗侧移刚度。 缺点:框筒体系在水平荷载下外框筒的剪力滞后效应较大,结构的潜能和空间效应发挥较差。 2.高层建筑的结构平面布置原则? 结构平面形状宜简单、规则,质量、刚度和承载力分布宜均匀。不应采用严重不规则的平面布置。否则会产生过大的偏心,导致扭转过大。 3.分别叙述何时需设防震缝、伸缩缝和沉降缝?缝宽如何确定? 伸缩缝:高层建筑结构未采取可靠的构造或施工措施来防止建筑物在温度变化过程中产生的温度应力时,需设伸缩缝。 沉降缝:在高层建筑中,当建筑物相邻部位层数或荷载相差悬殊或地基土层压缩性变化过大,从而造成较大差异沉降时,宜设沉降缝将结构划分为独立单元。 防震缝:当建筑物平面形状复杂而又无法调整其平面形状和结构布置使之成为较规则的结构时,宜设防震缝将其划分为较简单的几个结构单元。 伸缩缝宽度由线膨胀系数经计算求得。 沉降缝宽度由沉降转角计算后,建筑顶部不接触求得。 防震缝的最小宽度是根据地震中缝两侧的房屋不发生碰撞的条件确定的。 框架,当H≤15m时,δ=100mm 设防烈度为6 7 8 9度 H每增加5m 4m 3m 2m 防震缝宽度增加20mm 框架--剪力墙,缝宽为框架的70%,剪力墙,缝宽为框架的50%,缝宽均应≥100mm 两侧房屋高度不同时,按较低的房屋高度确定;当两侧结构体系不同时,按不利的不 利体系确定。 需抗震设防的建筑,其伸缩缝、沉降缝宽度应按防震缝宽度确定。 4.采用何种措施可增大伸缩缝的间距? 1) 顶层、底层、山墙和纵墙端开间等温度变化影响较大的部位提高配筋率; 2) 顶层加强保温隔热措施,外墙设置外保温层; 3) 每30~40m 间距留出施工后浇带,带宽800~1000mm,钢筋采用搭接接头,后浇带混凝 土宜在45天后浇筑; 4) 采用收缩小的水泥、减少水泥用量、在混凝土中加入适宜的外加剂; 5) 提高每层楼板的构造配筋率或采用部分预应力结构。 5.采用何种措施可不设沉降缝? 1)采用桩基,桩支承在基岩上;或采取减少沉降的有效措施,并经计算,沉降差在允许范

关于高层建筑结构计算的分析与探讨

关于高层建筑结构计算的分析与探讨 发表时间:2017-04-18T16:03:30.550Z 来源:《基层建设》2017年2期作者:尹志斌[导读] 在高层建筑结构计算中,由于国内高层建筑发展迅速,建筑高度及层数增加,体型及平面形状日趋复杂,因此它的计算也面临更多挑战,文章对此进行了探讨。 深圳华新国际建筑工程设计顾问有限公司广东深圳 518000 摘要:高层建筑承担着城市高级偶像的作用,它是城市规划宏观把握申必不可少的参照,也是一座城市的文化与美学的体现。在高层建筑结构计算中,由于国内高层建筑发展迅速,建筑高度及层数增加,体型及平面形状日趋复杂,因此它的计算也面临更多挑战,文章对此进行了探讨。 关键词:高层建筑;结构计算;设计引言 随着建设用地的日趋紧张,加之轻质高强材料的开发和设计,计算理论的完善,特别是结构分析手段不断提高,使得高层建筑如雨后春笋般日益增多。建筑高度不断增加,建筑风格日益多样,对高层结构设计提出了新的挑战。本文主要就高层建筑的结构设计与计算进行讨。 1高层建筑结构计算的基本要求如何正确进行结构计算,以满足新规范的要求是每个结构设计人员都必须面对的问题。要做好一个高层建筑的结构设计首先应满足以下基本要求:必须要有规则的结构。高层建筑不应采用严重不规则的结构体系。应具有必要的承载能力、刚度和变形能力,避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力,采取有效措施加强可能出现的薄弱部位。规则平面布置需满足的要求是:结构平面布置必须考虑有利于抵抗水平和竖向荷载,受力明确,传力直接,力争均匀对称减少扭转的影响。在高层建筑的一个独立结构单元内,应使结构平面形状简单、规则,刚度和承载力分布均匀,不可以采用严重不规则的平面布置。抗震设计的B 级高度钢筋混凝土高层建筑、混合结构高层建筑,其平面布置应简单、规则,减少偏心。 2高层建筑结构分析 2.1高层建筑结构分析的基本假定 高层建筑结构是由竖向抗侧力构件(框架、剪力墙、简体等) 通过水平楼板连接构成的大型空间结构体系要完全精确地按照三维空间结构进行分析是十分困难的各种实用的分析方法都需要对计算模型引同程度的简化。下面是常见的一些基本假定: 2.1.1 弹性假定 目前工程上实用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算法。在垂直荷载或一般风力作用下。结构通常处于弹性工作阶段,这一假定基本符合结构的实际工作状况但是在遭受地震或强台风作时,高层建筑结构往往会产生较大的位移,出现裂缝,进入到弹塑性工作阶段。此时仍按弹性方法计算内力和位移时不能反映结构的真实工作状态的,我们应按弹塑性动力分析方法进行设计。 2.1.2变形假定 小变形假定也是各种方法普遍采用的基本假定但有不少人对几何非线性问题( P -△效应) 进行了一些研究。一般认为,当顶点水平位移△与建筑物高度 H的比值A/ H> F 500时. P 一△效应的影响就不能忽视了。 2.1.3刚性楼板假定 许多高层建筑结构的分析方法均假定楼板在自身平面内的刚度无限大,而平面外的刚度则忽略不计这一假定大大减少了结构位移的自由度。简化了计算方法。并为采用空间薄壁杆件理论计算简体结构提供了条件。 2.1.4计算图形的假定 高层建筑结构体系整体分析采用的计算图形有三种: ①维协同分析。按一维协同分析时,只考虑各抗侧力构件在一个位移自由度方向上的变形协调。在水平力作用下,将结构体系简化为由平行水平力方向上的各榀抗侧力构件组成的平面结构根据刚性楼板假定,同一楼面标高处各榀抗侧力构件的侧移相等吗,由此即可建立一维协同的基本方程在扭矩作用下则根据同层楼板上各抗侧力构件转角相等的条件建立基本方程一维协同分析是各种手算方法采用最多的计算图形。 ②二维协同分析。二维协同分析虽然仍将单榀抗侧力构件视为平面结构,但考虑了同层楼板上各榀抗侧力构件在楼面内的变形协调。纵横两方向的抗侧力构件共同工作同时计算:扭矩与水平力同时计算。在引入刚性楼板假定后,每层楼板有三个自由度 u,v,0 当考虑楼板翘曲是有四个自由度) .楼面内各抗侧力构件的位移均由这三个自由度确定剪力楼板位移与其对应外力作用的平衡方程,用矩阵位移法求解。二维协同分析主要为中小微型计算机上的杆系结构分析程序所采用。 ③三维空间分析。二维协同分析并没有考虑抗侧力构件的公共节点在楼面外的位移协调( 竖向位移和转角的协调),而且,忽略抗侧力构件平面外的刚度和扭转刚度对具有明显空间工作性能的简体结构也是不妥当的三维空间分析的普通杆单元每一节点有6个自由度。按符拉索夫薄壁杆理论分析的杆端节点还应考虑截面翘曲,应有7个自由度。 3结构整体计算的方法 3.1结构整体计算 3.1.1适用高度和高宽比。在带有大型裙房的复杂高层建筑中,计算高宽比的房屋高度和宽度可按裙房以上部分考虑。对于带悬挑的结构,结构房屋宽度应按扣除悬挑宽度厚的结构宽度计算。 3.1.2周期比。如果周期比不满足规范的要求,设计人员就需要增加结构周边构件的刚度,或者在结构的刚度有富余时,适当地降低结构中间构件的刚度,使得结构符合规范要求。 3.1.3位移比(层间位移比)是控制结构平面不规则性的重要指标。位移比的大小是判断结构是否规则的重要依据,设计人员应该正确选用考虑偶然偏心影响的单向地震下的位移比。 3.1.4刚度比是控制结构竖向不规则,避免竖向刚度突变而形成薄弱层的重要指标。限值详见《抗震规范》第3. 4.2 条和《高规》第 4.4.2条规定。

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