1、多层与高层建筑结构设计,成都理工大学环境与土木工程学院,第3章 例题与习题,3.1.2 总体风荷载与局部风荷载,例：已知某框架结构，如右图所示， H17m， H/B=1.0，0=0.6KN/m2，B类地面粗糙度，迎风面s=0.8,背风面s=0.5，该榀框架的计算单元为6m。试作出该框架结构在风荷载作用下的计算简图。,例题3.1,解：,例题3.1,例题3.1,Fw,例题3.2,有密集建筑群的城市市区中的某建筑，地上28层，地下一层，为一般框架核心混凝土高层，抗震7度，该建筑质量沿高度比较均匀，平面为切角正三角形，如图,1、假设基本风压，当重现期为10年时，0=0.40KN/M2，当为50年时，0
2、=0.55KN/M2，100年时，0 =0.60KN/M2。结构基本周期T=2.9S，试确定该建筑脉动增大系数与以下何数值相近？ A. 1.59 B. 1.60 C. 1.67 D. 1.69 2、试问，屋面处脉动影响系数与以下何数值相近？ A. 0.4702 B. 0.4772 C. 0.4807 D. 0.4824,例题3.2,3、风作用方向见图，竖向荷载qk 呈倒三角形分布，如下图，qk=（ siBi）zz0； 式中i为6个风作用面的序号，B为每个面宽度在风作用方向的投影；试问：,例题3.2,siBi 值与下列何值接近？ A. 36.8 B. 42.2 C. 57.2 D. 52.8,4
3、、假定风荷载沿高度呈倒三角形分布，地面处为零，屋顶处风荷设计值q=134.7kN/m，如下图所示，地下室底板为嵌固端，试问，风荷在该建筑物结构计算模型的嵌固端处产生的倾覆力矩设计值（kNm）接近以下何项数值？ A. 260779 B. 347706 C. 368449 D. 389708,例题3.2,例题3.2 答案,1、正确答案是B，主要作答过程：高层混凝土结构技术规程3.2.2，房屋高度H=88m60m，按基本风压值的1.1倍计算。 表3.2.6-1，市区，C类w0T12=0.55*1.1*2.9*2.9=5.088kNs2/m2=1.57+（5.088-4.00）*（1.63-1.57）
4、/2=1.603,1、假设基本风压，当重现期为10年时，0=0.40KN/M2，当为50年时，0=0.55KN/M2，结构基本周期T=2.9S，试确定该建筑脉动增大系数与以下何数值相近？,例题3.2,2、正确答案是D，主要作答过程： 高层混凝土结构技术规程表3.2.6-2 本例为切角的正三角形，B=32+12=44m H/B88/442 城市市区，C类 v0.49+(0.48-0.49)(88-50)/(100-50)0.4824,2、试问，屋面处脉动影响系数与以下何数值相近？,例题3.2,3、正确答案是B。 主要作答过程：由建筑结构荷载规范GB50009-2001表7.3.1，30项：siB
5、i 0.83220.4512cos60+20.532cos60+0.512=42.2m,3、风作用方向见图，竖向荷载qk 呈倒三角形分布，如下图，qk=（ siBi）zz0； 式中i为6个风作用面的序号，B为每个面宽度在风作用方向的投影；试问：,siBi 值与下列何值接近？,例题3.2,4、正确答案是C。 主要作答过程：地下室 底板为嵌固端，B44m，H88m M0.5qH(0.66788+3.5)0.5134.788(0.667*88+3.5)368449.4kN.m,4、假定风荷载沿高度呈倒三角形分布，地面处为零，屋顶处风荷设计值q=134.7kN/m，如下图所示，地下室底板为嵌固端，试问
6、，风荷在该建筑物结构计算模型的嵌固端处产生的倾覆力矩设计值（kNm）接近以下何项数值？,某10 层现浇框架剪力墙结构高层办公楼，其平面及剖面如图1-1 所示，当地基本风压为0.7kN/m2，地貌粗糙度为A 类。求在图示风向作用下，建筑物各楼层的风力标准值。,习题3.1,某10 层现浇框架剪力墙结构高层办公楼，其平面及剖面如图1-1 所示，当地基本风压为0.7kN/m2，地貌粗糙度为A 类。求在图示风向作用下，建筑物各楼层的风力标准值。,习题3.1,3.3.1 水平地震作用概述例题,题3.2.2.1今有一位于8度抗震设防区的钢筋混凝土框架结构办公楼，平面如图所示，类建筑场地，10层、高36m，在
7、对该楼进行抗震设计时，以下何项为正确?,3.3.1 水平地震作用概述例题,(A)电于楼高低于40m、质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，横向(y向)的侧向刚度较弱，可采用底部剪力法仅需对房屋的横向进行抗震计算； (B)由于楼高低于40m、质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，房屋的纵向(X向)较长，可采用底部剪力法，仅需对房屋的纵向进行抗震计算；,某12层、36m高的钢筋混凝土框架结构平面,(C)不考虑扭转耦联振动影响，采用振型分解反应谱法对房屋的横向进行抗震计算； (D)考虑扭转耦联振动影响，采用振型分解反应谱法对房屋的横向、纵向进行抗震计算。,3.3.1 水平地震作用概述例题,某12
8、层、36m高的钢筋混凝土框架结构平面,解题分析 从平面尺寸分析： (l/Bmax)12/240.5； (l/b)12/8133， 这说明(l/Bmax)超过8度时的限值0.30较多，平面凸出较大，在地震时该楼将受扭转影响。,本楼应按考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法，对房屋的横向和纵向进行抗震计算；,底部剪力法，主要适用于房屋不发生扭转振动的、高度不大、质量和刚度沿高度分布较均匀、且为以剪切变形为主的情况。现扭转影响明显，利用底部剪力法进行抗震设计是不合适的；,(D),3.3.1 水平地震作用概述例题,题3.2.2.2 对位于7度抗震设防区、类建筑场地、110m高、房屋平面及其结构布置均匀
9、、对称、规则，且房屋质量和其结构的侧向刚度沿高度分布较均匀的丙类钢筋混凝土框架剪力墙办公楼。在作水平地震作用计算时，何项计算方法为适合?,(A)可采用底部剪力法(B)可采用不考虑扭转影响的振型分解反应谱法；(C)应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法；(D)应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法；并用弹性时程分析法进行多遇地震作用下的补充计算。,讨论：影响风荷载和地震作用的因素,风荷载和地震作用是高层建筑的主要水平力。风荷载大小与建筑高度、地面粗糙度、建筑物的体型及自振周期T等因素有关；地震作用的大小则与建筑物的重量、抗震设防烈度、场地类别、设计地震分组及自振周期T有关。,影响风荷
10、载和地震作用的因素,例：若将风荷载和水平地震作用对高层建筑结构的影响进行比较，以下概念何项为不正确？ A）高层建筑的基本自振周期T1对风荷载和水平地震作用均有影响。 T1增大，风荷载则增大，水平地震作用则减小。 B）房屋的质量及建筑场地条件，对风荷载的大小和水平地震作用均有影响。 C）在房屋的基本自振周期T1、振型及其质量均相同的条件下，房屋的体型变化将对风荷载数值大小有影响，而对水平地震作用无直接影响。 D）地震作用是由房屋的质量受振而引发的惯性力；风荷载则是直接作用与房屋表面的压力或吸力。,抗震等级的确定例题,例：某18层钢筋混凝土框剪结构高58米，7度设防，丙类建筑，场地二类，下列关于框
11、架剪力墙抗震等级确定正确的是： A.框架三级，剪力墙二级 B.框架三级，剪力墙三级 C.框架二级，剪力墙二级 D.无法确定。,抗震等级的确定例题,问题：已知某框架结构为乙类建筑，总高33m，所处地区为类场地，抗震设防烈度为7 度，设计基本地震加速度为0.15g。试问：该建筑应按以下何项抗震等级采取抗震措施，并说明其理由。 A、一级 B、二级 C、三级 D、四级,答案： 1）本结构属A级高度； 2）高规4.8.1条，乙类建筑，应按8度考虑考虑抗震措施； 3） 高规4.8.4条， 类场地，设计基本地震加速度为0.15g，应按按8度考虑抗震构造措施； 4）此框架的抗震等级为一级。,3.3.2 一般计
12、算原则,抗震措施除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措施。 包括建筑抗震设计规范各章“一般规定”的相关内容、“计算要点”的地震作用效应（内力）调整和“抗震构造措施” 抗震构造措施根据抗震概念设计原则，一般不需要计算而对结构和非结构个部分必须采用的各种细部要求。主要是建筑抗震设计规范各章“抗震构造措施”的内容。,抗震等级的确定,高规4.8.5 抗震设计的高层建筑，当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级，地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外，不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积
13、的1.1倍；地下室中超出上部主楼范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。9度抗震设计时，地下室结构的抗震等级不应低于二级。 高规 4.8.6 抗震设计时，与主楼连为整体的裙楼的抗震等级不应低于主楼的抗震等级，主楼结构在裙房顶部上、下各一层应适当加强抗震构造措施。,抗震等级的确定例题,例题：某大底盘单塔高层建筑，详见p30习题2.4。主楼属乙类建筑，本地区抗震设防烈度为7度，建筑场地为类。 要求：裙房框架结构的抗震等级。 答案： （1）乙类建筑，7度， 类场地，按8度考虑。 （2）主楼，8度，框筒结构H=88m，抗震等级为一级；裙房，8度，框架结构H=30m，抗震等级为二
14、级。 （3）裙楼的抗震等级不应低于主楼的抗震等级。故裙房框架结构的抗震等级为一级。,习题,【习题3.2】今在7度抗震设防区有一高45m的钢筋混凝土办公楼。经计算，已知其顶层柱在重力荷载代表值、水平地震作用标准值、风荷载标准值及雪荷载标准值分别作用下得其柱的轴压力为: NGK46kN、NEhk7.67kN、Nwk4kN、Nsk0.5kN。试确定按承载能力极限状态设计时，该柱的轴压力设计值N，取下列何项为正确?(A)65.17kN (B)66.29kN (C)70.77kN (D)71.47kN,习题,【习题3.3】 在8度抗震设防区有一高50m、三跨、12层的钢筋混凝土框架大楼。在永久荷载、楼面活荷载、风荷载及水平地震作用标准值的作用下，已算得位于第6层的横梁边跨端弯矩分别为25kNm、9kNm、8kNm、30kNm。试求第6层该横梁边跨端弯矩设计值MA 。,
