高层建筑结构设计(风荷载例题)
风荷载的计算例题《高层建筑结构》
计算如图所示的框架-剪力墙结构的风荷载及合力作用位置。
18层房屋总高度为58m ，地区的标准风压20w =0.64m KN ，风向为图中箭头所示
解：每个表面沿建筑物高度每米的风荷载是
z z 0iz si i i w =u u w cos B βα
其中w 0=1.1×0.64=0.7KN /m 2（《规范》中的基本风压是普通建筑，对于高层建筑而言，应乘以1.1的增大系数）
首先计算0si i i u w cos B α，按照8块表面积分别计算风力（压力或者吸力）在y 方向的投影值，投影后与y 坐标正向相同取正号，反之取负号，表面序号在O 中注明，计算如表1-1所示，
风力合力作用点距离原点 x 0=466.80/29.16=16m 框架剪力墙的基本周期的近似取值为0.07N,N 为结构层数
T=0.07×18=1.26s W 0T 2=0.7×1.262=1.11KN ·s 2/m 2 查表的ξ=1.45 B 类地区，v=0.35
i i z z z i z i z w =u w =u +=u +0.7629.16/m H H W KN H H βξν⎛⎫⎛
⎫⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∑∑
计算结构如表1-2所示
结构的计算类型为。
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 μ57040120030480L H 0304802s .....-=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=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 =ϕ，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：HH 478050211H H 11iz i z ⋅⨯+=⋅+=+=μμξνμϕνξβ.. 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。
高层建筑结构设计试题及答案
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。
《高层建筑结构设计》考试试卷
《高层建筑结构设计》考试试卷一、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、以下哪种结构体系适用于高度较高的高层建筑？（）A 框架结构B 剪力墙结构C 框架剪力墙结构D 筒体结构2、在高层建筑结构设计中，风荷载的计算通常采用（）方法。
A 静力计算B 动力计算C 经验公式D 风洞试验3、高层建筑结构的水平位移限值主要是为了控制（）。
A 结构的稳定性B 居住者的舒适度C 结构的经济性D 建筑的外观4、框架柱的轴压比限值是为了保证柱子具有足够的（）。
A 强度B 刚度C 稳定性D 延性5、剪力墙结构中，连梁的主要作用是（）。
A 承担竖向荷载B 承担水平荷载C 协调墙肢变形D 增加结构刚度6、高层建筑基础设计中，以下哪种基础形式适用于土质较好、承载力较高的情况？（）A 筏板基础B 桩基础C 独立基础D 箱型基础7、在地震作用计算中，高层建筑通常采用的地震反应分析方法是（）。
A 底部剪力法B 振型分解反应谱法C 时程分析法D 以上均可8、以下哪种因素对高层建筑结构的自振周期影响较大？（）A 建筑高度B 建筑形状C 结构材料D 填充墙布置9、高层建筑结构在竖向荷载作用下，其内力计算可近似采用（）方法。
A 分层法B 反弯点法C D 值法D 弯矩二次分配法10、对于高层建筑的抗震设计，以下说法正确的是（）。
A 小震不坏，中震可修，大震不倒B 只考虑水平地震作用C 不需要进行罕遇地震作用下的变形验算D 可以不进行抗震设防二、填空题（每题 2 分，共 20 分）1、高层建筑结构设计应考虑的主要荷载有_____、＿____、＿____等。
2、框架剪力墙结构中，框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的_____%时，按框架结构进行抗震设计。
3、剪力墙的厚度应根据其_____、＿____等因素确定。
4、高层建筑结构的抗震等级分为_____级。
5、桩基础按承载性状可分为_____、＿____、＿____。
6、风荷载标准值的计算与_____、＿____、＿____等因素有关。
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。
风荷载计算——精选推荐
风荷载计算风荷载计算4.2风荷载当空⽓的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表⾯形成压⼒或吸⼒，这些压⼒或吸⼒即为建所受的风荷载。
4.2.1单位⾯积上的风荷载标准值建筑结构所受风荷载的⼤⼩与建筑地点的地貌、离地⾯或海平⾯⾼度、风的性质、风速、风向⾼层建筑结构⾃振特性、体型、平⾯尺⼨、表⾯状况等因素有关。
垂直作⽤于建筑物表⾯单位⾯积上的风荷载标准值按下式计算：式中：1.基本风压值Wo按当地空旷平坦地⾯上10⽶⾼度处10分钟平均的风速观测数据，经概率统计得出50年⼀遇的值确定的风速V0(m/s)按公式确定。
但不得⼩于0.3kN/m2。
对于特别重要或对风荷载⽐较敏感的⾼层建筑，基本风压采⽤100年重现期的风压值；对风荷载是否敏主要与⾼层建筑的⾃振特性有关，⽬前还没有实⽤的标准。
⼀般当房屋⾼度⼤于60⽶时，采⽤100年⼀风压。
《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）给出全国各个地⽅的设计基本风压。
2.风压⾼度变化系数µz《荷载规范》把地⾯粗糙度分为A、B、C、D四类。
A类：指近海海⾯、海岸、湖岸、海岛及沙漠地区；B类：指⽥野、乡村、丛林、丘陵及房屋⽐较稀疏的城镇及城市郊区；C类：指有密集建筑群的城市市区；D类：指有密集建筑群且房屋较⾼的城市市区；风荷载⾼度变化系数µz⾼度（m)地⾯粗糙类别A B C D5 1.17 1.00 0.74 0.6210 1.38 1.00 0.74 0.6215 1.52 1.14 0.74 0.62 计算公式20 1.63 1.25 0.84 0.62 A类地区=1.379(z/10)0.2430 1.80 1.42 1.00 0.62 B类地区= (z/10)0.3240 1.92 1.56 1.13 0.73 C类地区=0.616(z/10)0.4450 2.03 1.67 1.25 0.84 D类地区=0.318(z/10)0.660 2.12 1.77 1.35 0.9370 2.20 1.86 1.45 1.0280 2.27 1.95 1.54 1.1190 2.34 2.02 1.62 1.19100 2.40 2.09 1.70 1.27150 2.64 2.38 2.03 1.61200 2.83 2.61 2.30 1.92250 2.99 2.80 2.54 2.19300 3.12 2.97 2.75 2.45350 3.12 3.12 2.94 2.68400 3.12 3.12 3.12 2.91≥450 3.12 3.12 3.12 3.12位于⼭峰和⼭坡地的⾼层建筑，其风压⾼度系数还要进⾏修正，可查阅《荷载规范》。
高层建筑结构设计练习题及答案
高层建筑结构设计练习题及答案一、选择题（每题5 分，共15 分）1. 关于高层建筑考虑风荷载的概念，下列何项正确？[A] 高层建筑的风荷载是主要荷载，其基本风压值w0 的采用与多层建筑相同，按30年一遇的最大10 分钟平均风压来确定；[B] 高层建筑的风振系数，与建筑物的刚度有密切关系，一般来说，刚度越大，建筑物的风振影响就越大；[C] 高层建筑计算风振系数及风压高度变化系数时，都要考虑地面粗糙程度的影响；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？[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高层建筑；[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的高层建筑。
[A] [2] [4]；[B] [1] [3]；[C] [1] [2]；[D] [3] [4]；3. 抗震设计时，超过多少高度的高层建筑应考虑风荷载效应与水平地震作用效应的组合？[A] 40m；[B] 60m；[C] 80m；[D] 100m；[D] 所有的高层建筑，都要考虑风振系数大于1.0 的风振影响。
4、高层建筑中（）在结构分析和设计中起主要作用。
A、水平作用B、竖向作用C、风荷载D、结构自重5、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，采用结构体系最合适。
A、框架结构B、剪力墙结构C、筒体结构D、框筒结构6、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、2I0B、1.5I0C、1.2I0D、I0二、名词解释1、概念设计2、内力组合3、位移组合4、等效角柱发（教材p238）三、填空题1、不设或增大伸缩缝间距的措施有：、、、、留后浇带。
（教材p28）2、高层建筑结构的抗震设计是，按其重要性可分为：、、三类。
3、水平荷载下的内力计算方法有；、、4、变形缝指：、、。
（教材p30）简答题1. 框架结构和框筒结构的结构平面布置有什么区别?【标准答案】框架是平面结构，主要由于水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩。
高层建筑结构设计练习题及答案
高层建筑结构设计练习题及答案一、选择题1、高层建筑结构设计中，以下哪种结构体系适用于高度较高、风荷载较大的建筑？（）A 框架结构B 剪力墙结构C 框架剪力墙结构D 筒体结构答案：D解析：筒体结构具有良好的抗风和抗震性能，适用于高度较高、风荷载较大的高层建筑。
2、在高层建筑结构的水平荷载计算中，风荷载的计算主要考虑（）。
A 平均风压B 脉动风压C 阵风风压D 以上都是答案：D解析：在风荷载计算中，需要综合考虑平均风压、脉动风压和阵风风压等因素，以准确评估风对高层建筑结构的作用。
3、高层建筑结构的抗震设计中，以下哪种地震作用计算方法适用于高度不超过 40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构？（）A 底部剪力法B 振型分解反应谱法C 时程分析法D 以上都不是答案：A解析：底部剪力法适用于上述特定条件的结构，计算相对简单。
4、对于高层建筑的框架柱，轴压比限值的主要目的是（）。
A 保证柱子的延性B 控制柱子的截面尺寸C 节省材料D 以上都不是答案：A解析：轴压比限值是为了保证框架柱在地震等作用下具有足够的延性，防止柱子发生脆性破坏。
5、剪力墙结构中，墙肢的长度不宜大于（）。
A 8mB 10mC 12mD 15m答案：A解析：墙肢长度过长容易导致脆性破坏，一般不宜大于 8m。
二、填空题1、高层建筑结构的主要竖向承重构件有_____、＿____和_____。
答案：框架柱、剪力墙、筒体2、风荷载标准值的计算公式为_____。
答案：ωk ＝βzμsμzω0 （其中ωk 为风荷载标准值，βz 为风振系数，μs 为风荷载体型系数，μz 为风压高度变化系数，ω0 为基本风压）3、高层建筑结构的抗震设防烈度根据_____确定。
答案：国家规定的地震烈度区划图4、框架剪力墙结构中，框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的_____时，按框架结构进行抗震设计。
答案：50%5、剪力墙的厚度不应小于_____mm，且不应小于层高的 1/20。
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69.24
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800
6
5 4 3 2 1
1384.8
1262.2 1123.8 971.0 788.6 522.8
在风荷载作用下结构底部一层的剪力为：
V 800 1384.8 1262.2 1123.8 971.0 788.6 522.8 6853.2kN
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
例题3-1 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4米，其他各层层高为3米，室外地
面至檐口的高度为120米，平面尺寸为30m×40m，地
下室采用筏形基础，埋置深度为12m，如图所示。已
知基本风压 w0 0.45 kN m2 ，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
（2）风荷载体型系数：对于矩形平面，由附录1求得 s1 0.8
H 120 s 2 0.48 0.03 0.48 0.03 0.57 L 40
（3）风振系数：由条件可知地面粗糙度类别为B，由
表3.4可查的脉动增大系数 1.502 。脉动影响系数
z H i 1.502 0.478 H i z 1 1 1 z z H z H
（4）风荷载计算：风荷载作用下，按式（3.1）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 40z z 24.66z z
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：根据经验公式可得
T1 0.05n 0.05 38 1.90s
w0T12 0.45 1.92 1.62kN s 2 m2
按上述公式可求得各区段中点处的风荷载标准值及各 区段的合力见表所示。
风荷载作用下各区段合力的计算
区段 突出屋面
Hi
110
90 70 50 30 10
Hi H
0.917
0.750 0.583 0.417 0.250 0.083
z
2.15
2.02 1.86 1.67 1.42 1.00
z
1.306
根据H/B和建筑物总高度H由表格3.5确定，其中B为迎 风面的房屋宽度，由H/B=3，查表3.5，经插值求得
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 , H i 为第i
层标高，H为建筑总高度。由式3.3可求得风振系数为：