高层建筑结构大作业.doc
作业
说明：《高层建筑结构》是应用性较强的课程，为了培养学生的设计能力，掌
握核心知识点，同时也为了较大程度地减轻学生的课业负担，这次作业没有考
虑大型设计作业，而是采用了分散的题型，请大家在规定的时间内完成作业。
一、基础题
1，一幢 10 层的框架结构，柱网尺寸为8m× 8m，混凝土强度等级C30，试完成下列各题：
（1）按高规条估算底层中框架柱的截面尺寸。
（2）假设天然地基承载力设计值 fa=120kPa,确定底层中框架柱的基础尺寸 (独
立基础 )。
答：（1）《高层建筑混凝土结构技术规程》 P66，抗震设计时，钢筋混凝土柱轴
压比不宜超过表的规定：对于 VI 类场地上较高的高层建筑，其轴压比限值应适当
减小
框架结构三类抗震等级，柱子轴压比限值为 .根据《混凝土结构设计规范》可知，当选用 HrB400 钢筋时，竹子的配筋率最小为 %，最大为 5%。珠子配筋率选为 4% 。则混凝土柱承受的最大轴向应力值σ=*360+*30=。
《高层建筑结构设计》 P13，楼层竖向荷载值取 13KN/m2.仅考虑柱子受竖向荷载作用，则每根珠子承受的竖向荷载值 N=10*64*13=8320KN。柱子的截面积 S=（* ）=,设柱子截面为方形，边长 a=。
（2） 8320./120=,设独立基础为方形，边长 b=。
2，确定上海市奉贤区海湾镇、南桥镇和徐汇区的徐家汇等区域的地面粗糙度。
答:《高层建筑结构设计》 P13 提到，地面粗糙度应分为四类： A 类指近海海面和
海盗、海岸、湖岸及沙漠地区； B 类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏
的乡镇和城市郊区； C 类指有墨迹建筑群的城市市区； D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
3，上海某地产开发有限公司拟在上海市奉贤区大学城建一座酒店式公寓（地处
海湾路和海泉路交叉口），椭圆形平面，长轴长 55m，短轴长 25m，框架-核心筒结构体系，高度 98m。
（ 1 ）计算该公寓顶部的风荷载标准值 (kN/m2)
（ 2 ）计算该公寓中腰部的风荷载标准值 (kN/m2)
4,（ 1）确定上海市徐汇区某门卫楼的设防类别；
（2）确定上海市徐汇区某别墅的的设防类别；
（3）确定上海交通大学徐汇校区图书馆的设防类别；
（4）确定上海交通大学徐汇校区教学楼的设防类别。
答：《高层建筑结构设计》 P16，建筑抗震分甲类、乙类、丙类、丁类四个类别：甲类建筑：属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑
乙类建筑：属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑
丙类建筑：应属于出甲乙丁类以外的一般建筑。丁类建筑：属
于抗震次要建筑。
5，根据《建筑工程抗震设防分类标准》 GB 50223-2008、《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010和高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ3-2010，说明上海市图书馆(两个主塔高分别为米和米 )和上海中心 (结构高度 580 米)的抗震设计方法有何不
同
答：《高层建筑结构设计》 P17,上海市图书馆属于高度不超过 100m 的高层建筑结构应采用考虑扭转偶联振动的振型分解反映谱法。
上海重心属于高度超过 100m 的高层建筑结构应采用考虑扭转偶联振动影响的振型
分解反应谱法。此外上海中心还属于 7 独设防烈度，建筑高度大于 100m 的建
筑，应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算
6，确定上海市图书馆 (两个主塔高分别为米和米 )的水平地震影响系数α 1 （即相
应于结构基本自振周期 T1 的水平地震影响系数） ,所缺条件根据前面所学知识和
GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》确定。
7, 上海某中学教学楼的层建筑面积为 680m2， 4 层楼，层高，试估算该教学楼在
地震作用下底部剪力的大小（ kN）。
答，教学楼选用框架结构形式，结构自重荷载取 5Kn/m2,楼面活荷载取 3KN/m2, 《高层建筑结构设计》 P18
结构总重力荷载代表值G E=4*680*(5+*3)=17680KN
结构等效重力荷载代表值 G eq==+17680=15028KN,根据 P23 经验公式高层钢筋混
凝土框架结构的基本自振周期
T=+ ，H 为,估算 B 为 10m，则 T=
上海某中学教学楼设计地震分组为第一组。四类场地，查《搞成建筑结构设计》
P219 附表的特征周期 T g为，7 度设防地震，查 P218 表水平地震影响系数最大
值αmax 为.因为 地震作用下底部剪力F EK=α1*G eq=*15028=3456KN. 8，某高层建筑，抗震设防烈度8 度。主楼高65m，采用钢筋混凝土框-剪结构；裙房高21m，采用钢筋混凝土框架结构。设计时考虑在主、裙楼之间设缝。试问，该缝的最小宽度应为多少 答：根据《高层建筑结构设计》 P27 或《高层建筑混凝土结构技术规程》（ JGJ3-2010）P13 第条设置防震缝时，应符合下列规定： 1，框架结构房屋，高度不超过15m 时不应小于100nn；超过15m 时，6 度、7 度、8 度和9 度分别每增加高度5m,4m,3m,2m,宜加宽20mm;框架—剪力墙结构房屋不应小于框架结构规定数值的 70%，且不宜小于 100mm. 2，防震缝两侧结构体系不同时，防震缝宽度应按不利的结构类型确定。 3，防震缝两侧的房屋高度不同时，防震缝宽度可按较低的房屋高度确定。 抗震设防烈度 8 度，框—剪结构，裙房高度 21m，* （100+40）=98mm,所以防震 缝宽度应设为 100mm 9，开发商计划在上海市海湾旅游区建一幢框架 -剪力墙体系的写字楼，试问最高能 建多高（结构高度，单位为米） 答：该框架—剪力墙体系的写字楼，属于抗震设防烈度 7 度的 A 级高度丙类建筑。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）查表级高度钢筋混凝土高层 建筑的最大适用高度可知，该建筑最高可建 120m 10已经用 PKPM的 SATWE 模块计算了一幢结构，请根据分析结果对照高规条，看是否满足高规要求 答；根据《高层建筑结构设计》 P26 或《高层建筑混凝土结构技术规范》（ JGJ3-2010）P12，第条规定，结构平面布置应减少扭转的影响。在考虑偶然偏心影响的规定 水平地震力作用下，楼层竖向构建最大的水平位移和层间位移， A 级高度高层建 筑不宜大于该楼层平均值的倍，不应大于该楼层平均值的倍。结构扭转为主的第 一自振周期 T t与平动为主的第一自振周期T1之比， A 级高度高层建筑不应大于. 二、框架结构设计题 工程资料及设计条件：某 6 层钢筋混凝土框架结构，层高，抗震设防烈度为7 度，设计地震分组为第一组，Ⅳ类场地。柱轴压比为，混凝土强度等级C30（f c= N/mm 2， f t = N/mm 2），纵向钢筋和箍筋均采用 HRB400 级钢筋（ f y f y' 360 N/mm 2）。梁平法配筋图和柱配筋图（图中除角柱外，未注明的框架柱均为 KZ-1）如图 2 所示。 图 2 四层梁配筋图 图3 KZ-1 配筋详图 1，用传统表达方法绘制 KL205 的配筋详图，在详图中应清晰地表达清楚以下内容： （ 1）确定 KL205的抗震等级； 答：根据《高层建筑结构设计》 P48,A 级高度钢筋混凝土结构的抗震登 记应按附表确定。《高层建筑结构设计》 P222 查附表 A 级高度的高 层建筑结构抗震等级可知， 7 度 27 米高的框架结构的抗震等级为二 级，所以 KL205的抗震等级为二级 （2）计算 KL205受拉钢筋抗震锚固长度； 答