完整版 大连理工大学《高层建筑结构》大作业
大工22春《高层建筑结构》在线作业1
大工22春《高层建筑结构》在线作业1-000011.在高层建筑结构中,剪力墙的变形以( )变形为主。
选项A：弯曲选项B：剪切选项C：弯剪选项D：扭转参考答案：A2.正常使用情况下,高度不大于150m的钢筋混凝土框架结构的层间位移限制值为()。
选项A：1/250选项B：1/550选项C：1/800选项D：1/1000参考答案：B3.高层建筑结构的整体共同工作特性主要是()作用的结果。
选项A：顶层楼板选项B：底层楼板选项C：各层楼板选项D：各层柱子参考答案：C4.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按( )采用。
选项A：二级选项B：三级选项C：四级选项D：上部结构参考答案：D5.( )结构包含有两个方向的桁架组成的空间筒体。
选项A：框筒选项B：筒中筒选项C：桁架筒选项D：成束筒参考答案：C6.高层结构当某层刚度小于上层时,应不小于其上相邻连续3层平均刚度的( )。
选项A：50%选项B：60%选项C：70%选项D：80%参考答案：D7.采用天然地基时,高层建筑基础的埋置深度可不小于建筑高度的( )。
选项A：1/10选项B：1/15选项C：1/18选项D：1/20参考答案：B8.建筑平面的长宽比不宜过大,一般宜小于9。
选项A：对选项B：错参考答案：B9.框架—剪力墙结构的上部楼层,剪力墙位移较小,框架位移较大,剪力墙拉着框架,呈弯曲型变形。
选项A：对选项B：错参考答案：B10.反弯点法的基本假设是把框架中的横梁简化为刚性梁。
选项A：对选项B：错参考答案：A11.筒体结构在水平力作用下,仅平行于水平力作用方向的框架起作用。
选项A：对选项B：错参考答案：B12.板式建筑比较容易实现结构在两个平面方向的动力特性相近。
选项A：对选项B：错参考答案：B13.高层建筑结构在9度抗震设计中,不需要考虑竖向地震作用。
选项A：对选项B：错参考答案：B14.高层建筑结构应将薄弱层塑性变形区域集中布置。
选项A：对选项B：错参考答案：B15.高层建筑设计中,应做到能多设变形缝就多设变形缝。
大连理工大学《高层建筑结构》大作业
大连理工大学《高层建筑结构》大作业学习中心：姓名：学号：题目一：反弯点法计算题已知框架结构如图所示，承受水平风荷载作用，图中数字为框架梁、柱的相对刚度，试用反弯点法求各个框架柱的剪力。
其中120kN F =，225kN F =，338kN F =，446kN F =，552kN F =。
4F 3F 2F 1F DABC6000mm5000m m 6000mm6000mm3000m m 3000m m3000m m 5F 3000m m解：顶层柱剪力计算：kN16.50.23110.073335230.660.380.380.6630.6652QA 22=⨯=+++⨯= kN 9.50.23110.042225230.660.380.380.6630.3852QB 22=⨯=+++⨯=kN 9.50.23110.0422252330.3852QC 22=⨯=⨯=kN16.50.23110.073335230.660.380.380.6630.6652QD 22=⨯=+++⨯=四层柱剪力计算：()kN31.0960.23110.073339830.660.380.380.6630.664652QA 22=⨯=+++⨯+= ()kN 17.9040.23110.042229830.660.380.380.6630.384652QB 22=⨯=+++⨯+=()kN 17.9040.23110.042229830.660.380.380.6630.384652QC 22=⨯=+++⨯+=()kN31.0960.23110.073339830.660.380.380.6630.664652QD 22=⨯=+++⨯+= 三层柱剪力计算：()kN43.1540.23110.0733313630.660.380.380.6630.66384652QA 22=⨯=+++⨯++= ()kN846.240.23110.0422213630.660.380.380.6630.38384652QB 22=⨯=+++⨯++= ()kN 846.240.23110.0422213630.660.380.380.6630.38384652QC 2=⨯=+++⨯++=()kN43.1540.23110.0733313630.660.380.380.6630.66384652QD 22=⨯=+++⨯++=二层柱剪力计算：()kN087.512311.007333.016130.660.380.380.6630.6625384652QA 22=⨯=+++⨯+++= ()kN413.292311.004222.016130.660.380.380.6630.3825384652QB 22=⨯=+++⨯+++= ()kN 413.292311.004222.016130.660.380.380.6630.3825384652QC 2=⨯=+++⨯+++=()kN087.512311.007333.016130.660.380.380.6630.6625384652QD 22=⨯=+++⨯+++=底层柱剪力计算：()kN731.480832.00224.018150.560.480.480.5650.562025384652QA 22=⨯=+++⨯++++= ()kN769.410832.00192.018150.560.480.480.5650.482025384652QB 22=⨯=+++⨯++++= ()kN769.410832.00192.018150.560.480.480.5650.482025384652QC 22=⨯=+++⨯++++= ()kN731.480832.00224.018150.560.480.480.5650.562025384652QD 22=⨯=+++⨯++++=题目三：计算水平地震作用有哪些方法？适用于什么样的建筑物？答：水平地震作用计算方法分为反应谱底部剪力法和反应谱振型分解法。
大连理工大学《高层建筑结构》大作业
大连理工大学《高层建筑结构》大作业学习中心： 姓 名： 学 号：题目二：底部剪力法。
钢筋混凝土8层框架结构各层高均为3m ，经质量集中后，各楼层的重力荷载代表值分别为：11000kN G =，234567800kN G G G G G G ======，8700kN G =。
结构阻尼比0.05ξ=，自振周期为10.80s T =，Ⅱ类场地类别，设计地震分组为第二组，抗震设防烈度为7度。
按底部剪力法计算结构在多遇地震时的水平地震作用及地震剪力。
解：设防烈度对应的多遇地震和罕遇地震的αmax 值场地特征周期Tg （S ）（1）抗震设防烈度为7度，多遇地震下，查表得αmax=0.12，Ⅱ类场地类别，设计地震分组为第二组，查表得Tg=0.40s ，所以Tg=0.40<T 1=0.80<5Tg=2.00 （2）计算地震影响系数αiKNG G G T T E g i 55257006800100085.085.0064.012.0180.040.0)eq eq9.0max 21=+⨯+⨯==≈⨯⨯==）（计算结构等效总重力）（（αηαγ（3）计算结构底部剪力F EKKN G 6.3535525064.0F eq 1EK =⨯==α （4）计算各质点的水平地震作用F i已知Tg=0.40s ，T 1=0.80s >1.4Tg=0.56s 。
该结构为钢筋混凝土房屋结构，需要考虑结构顶部附加集中作用。
m*84600247002118151296800310004336.3271166.266.353074.0074.001.080.008.001.008.0n1i iin n n 1n KN HG KNF KN F F T EK EK =⨯++++++⨯+⨯==-=⨯==∆=+⨯=+=∑=）（）（则δδδKNF HG H G F KNF HG H G F KN F HG H G F KNF HG H G F KNF HG H G F KNF HG H G F KNF HG H G F KNF HG H G F EK EK EK EK EK EK EK EK 611.114336.32784600310001578.184336.3278460068001867.274336.3278460098001156.374336.32784600128001444.464336.32784600158001733.554336.32784600188001022.654336.32784600218001022.654336.32784600247001n n1i ii 111n n1i ii 222n n1i ii 333n n1i ii 444n n1i ii 555n n1i ii 666n n1i ii 777n n1i ii 888=⨯⨯=-==⨯⨯=-==⨯⨯=-==⨯⨯=-==⨯⨯=-==⨯⨯=-==⨯⨯=-==⨯⨯=-=∑∑∑∑∑∑∑∑========）（）（）（）（）（）（）（）（δδδδδδδδ （5）计算各楼层地震剪力KN V F V KN V F V KN V F V KN V F V KN V F V KN V F V KN V F V KN F F V 599.353988.341611.11988.34141.323578.1841.323543.295867.27543.295387.258156.37387.258943.211444.46943.21121.156733.5521.156188.91022.65188.91166.26022.65211322433544655766877n 88=+=+==+=+==+=+==+=+==+=+==+=+==+=+==+=∆+=题目三：什么是特征周期分组？对设计反应谱有什么影响？答：地震影响曲线上由最大值开始下降的周期称为场地特征周期Tg，Tg愈大，曲线平台段愈长，长周期结构的地震作用将加大。
大工16春《高层建筑结构》大作业题目及答案
大连理工大学《高层建筑结构》大作业学习中心：姓 名：学 号：题目二：风荷载计算题某市的市区，有较多高层房屋的密集建筑群，欲建一座40层高的钢筋混凝土框架—剪力墙结构房屋，外形和质量沿高度方向基本呈均匀分布。
房屋总高度140m H =，迎风面的房屋长50m L =。
房屋总宽度30m B =，基本风压为200.65kN m ω=。
求楼顶处的风荷载标准值。
（按照教材及课件内容计算） 答：(1)风荷载体型系数H/B=140/30=4.67>4L/B=50/30=1.67>1.5根据《高规》3.2.5 条第4款3的规定，该楼已符合 H/B>4 的条件，但不满足 L/B ≯1.5 的条件。
故采用《高规》附录 A 第 1 条规定的s μ s μ=0.8+(0.48+0.03H/L)=0.8+0.48+0.03× 140/50=1.364(2)该房屋建于市区，因指明是属于房屋较高，建筑群密集的市区，根据《高规》 3.2.3 条的规定，地面粗糙度属于 D 类。
484.1]50.1140/)487.0491.1140[(1)/(1140=⨯⨯⨯+=+==z z z v m Z μξρβ 作用于屋顶处的风荷载标准值题目三：与多层建筑相比，高层建筑结构的设计特点有哪些？至少选择其中的三点进行详细的论述。
1、水平荷载成为设计的决定性因素对一般建筑物，其材料用量、造价及结构方案的确定主要由竖向荷载控制，而在高层建筑结构中，高宽比增大，水平荷载(包括风力和地震力)产生的侧移和内力所占比重增大，成为确定结构方案、材料用量和造价的决定因素。
其根本原因就是侧移和内力随高度的增加而迅速增长。
例如一竖向悬臂杆件在竖向荷载作用下产生的轴力仅与高度成正比，但在水平荷载作用下的弯矩和侧移却分别与高度呈二次方和四次方的曲线关系。
因此，当建筑物达到一定高度或层数之后，内力和位移均急剧增加。
如图所示除了轴向力N 与高度成正比外，弯矩M 与位移Δ 都呈指数曲线上升，因此，随着高度的增加，水平荷载将成为控制结构设计的主要因素，结构侧移成为结构设计的主要控制目标。
大工18春《高层建筑结构》大作业题目及答案
大连理工大学《高层建筑结构》大作业学习中心：XXX学习中心姓名：学号：XXXX题目一：振型分解反应谱法计算题。
某16层办公楼采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系，层高均为4m ，平面对称，结构布置均匀规则，质量和刚度沿高度分布均匀，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.2g ，设计地震分组为第二组，建筑场地类别为Ⅲ类。
考虑折减后的结构自振周期为1 1.2s T =。
各楼层的重力荷载代表值为14000kN i G =，结构的第一振型如图所示。
求：采用振型分解反应谱法计算地震作用时，第一振型对应的基底剪力标准值和基底弯矩标准。
第一振型1.000.940.880.810.750.670.600.520.450.380.300.230.160.120.090.04答：根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）第5.1.4条，当抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.2g 时，水平地震影响系数最大值 ；当设计地震分组为第二组，建筑场地类别为Ⅲ类时，特征周期 ；结构自动周期 。
由于 ,故地震影响系数为：根据第5.2.2条，采用振型分解反应谱法，振型参与系数为：由结构第一振型质点的水平地震作用计算公式：得基底剪力为：题目五：整体墙、小开口整体墙、联肢墙、带刚域框架和单独墙肢等计算方法的特点及适用条件是什么？答：整体墙计算中平面假定仍然适用，截面中的正应力符合直线分布规律，按照整体悬臂墙方法计算墙在水平荷载作用下的截面内力和变形。
适用于墙面上门窗、洞口等开孔面积不超过墙面面积的15%，且孔洞间净距及孔洞至墙边的净距大于孔洞长边尺寸。
小开口整体墙的整体弯曲变形仍是主要的，其内力可按材料力学公式计算，但需考虑局部弯曲的影响稍作修正。
适用于洞口稍大一些，且洞口沿竖向成列布置；洞口面积超过墙面总面积的16%，但洞口对剪力墙的受力影响较小。
联肢墙计算比较复杂，在引入连杆连续化假定，对于竖向布置规则的双肢墙结构，以连梁中间断开点处的竖向相对位移为零作为数学方程的目标条件建立高阶微分方程，求解得到其本身固有的外力-位移关系及墙肢、连梁内力分布特征。
大工20春《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
学习中心： 姓 名： 学 号：
题目二：底部剪力法。
钢筋混凝土5层框架经质量集中后计算简图如下图所示，各层高均为3m ，
集中于各楼层的重力荷载代表值分别为：
1500kN G =，2550kN G =，3580kN G =，4600kN G =，5450kN G =。
结构阻尼比0.05ξ=，自振周期为10.55s T =，Ⅰ1类
场地类别，设计地震分组为第一组，抗震设防烈度为8度（设计基本地震加速度为）。
按底部剪力法计算结构在多遇地震时的水平地震作用及地震剪力。
3580kN
=2550kN =1500kN
=（a ）计算简图
4600kN
=5450kN
=
答:查《建筑设计抗震规范》表、，8℃多遇地震，αmax=，类场地，设计地震分组为第一组，取
因为；ξ=
所以
查《建筑设计抗震规范》表取=+= 总水平地震作用标准值：
各层水平地震作用标准值：
各楼层地震监利：
题目四：试述振型分解反应谱法计算水平地震作用及效应的步骤。
为什么不能直接将各振型的效应相加
答:1、计算步骤:a.将质量集中在楼层位置，n个楼层为n个质点，有n个振型。
b.在组合前分别计算每个振型的水半地震作用及其有效(弯矩、轴力、剪力、位移等)。
c.进行内力与位移的振型组合。
2、因为采用了反应谱，由各振型的地震影响系数j得到的等效地震力是震动过程中的最大值，其产生的内力和位移也是最大值，实际上各振型的内力和位移达到最大值的时间一般并不相同。
因此，不能简单的将各振型的内力和位移直接相加，而是通过概率统计将各个振型的内力和位移组合起来，就是振型组合。
大工16春《高层建筑结构》大作业题目及答案详解
大连理工大学《高层建筑结构》大作业学习中心：姓 名：学 号：题目二：风荷载计算题某市的市区，有较多高层房屋的密集建筑群，欲建一座40层高的钢筋混凝土框架—剪力墙结构房屋，外形和质量沿高度方向基本呈均匀分布。
房屋总高度140m H =，迎风面的房屋长50m L =。
房屋总宽度30m B =，基本风压为200.65kN m ω=。
求楼顶处的风荷载标准值。
（按照教材及课件内容计算） 答：(1)风荷载体型系数H/B=140/30=4.67>4L/B=50/30=1.67>1.5根据《高规》3.2.5 条第4款3的规定，该楼已符合 H/B>4 的条件，但不满足 L/B ≯1.5 的条件。
故采用《高规》附录 A 第 1 条规定的s μ s μ=0.8+(0.48+0.03H/L)=0.8+0.48+0.03× 140/50=1.364(2)该房屋建于市区，因指明是属于房屋较高，建筑群密集的市区，根据《高规》 3.2.3 条的规定，地面粗糙度属于 D 类。
484.1]50.1140/)487.0491.1140[(1)/(1140=⨯⨯⨯+=+==z z z v m Z μξρβ 作用于屋顶处的风荷载标准值题目三：与多层建筑相比，高层建筑结构的设计特点有哪些？至少选择其中的三点进行详细的论述。
1、水平荷载成为设计的决定性因素对一般建筑物，其材料用量、造价及结构方案的确定主要由竖向荷载控制，而在高层建筑结构中，高宽比增大，水平荷载(包括风力和地震力)产生的侧移和内力所占比重增大，成为确定结构方案、材料用量和造价的决定因素。
其根本原因就是侧移和内力随高度的增加而迅速增长。
例如一竖向悬臂杆件在竖向荷载作用下产生的轴力仅与高度成正比，但在水平荷载作用下的弯矩和侧移却分别与高度呈二次方和四次方的曲线关系。
因此，当建筑物达到一定高度或层数之后，内力和位移均急剧增加。
如图所示除了轴向力N 与高度成正比外，弯矩M 与位移Δ 都呈指数曲线上升，因此，随着高度的增加，水平荷载将成为控制结构设计的主要因素，结构侧移成为结构设计的主要控制目标。
大工19《高层建筑结构》大作业及全部五道题答案
大连理工大学《高层建筑结构》大作业学习中心：姓名：学号：题目一：结构扭转效应计算题某一结构的第j 层平面图，如下图所示。
图中除标明各轴线间距离外，还给出了各片结构沿x 方向和y 方向的抗侧移刚度D 值，已知沿y 向作用总剪力5000kN y V =，求考虑扭转后，各片结构的剪力。
'yyV 18y D 816815888解：刚度中心Xo=∑Dyi x ’/∑Dyi=992/65=15.26mYo=∑Dxky ’/∑Dxk=1240/95=13.05m以刚度中心为原点，建立坐标系统XoDy. 因为Y= y ’-Yo, ∑Dxky ’=Yo ∑Dxk ∑Dxky ’2=24640-13.05*13.05*95=8461 ∑DyiX2=24576-15.26*15.26*65=9440ayi=1+65*0.74/8464+9440*xi=1+0.002687*xi x1=-15.26 ay1=1-0.002687*15.26=0.959 x2=-7.26 ay2=1-0.002687*7.26=0.981 x3=-0.74 ay3=1+0.002687*0.74=1.002 x4=-8.74 ay4=1+0.002687*8.74=1.023 x5=-16.74 ay5=1+0.002687*16.74=1.044 vy1=0.959*18/65*5000=1327.8KN vy2=0.981*8/65*5000=603.78KN vy3=1.002*16/65*5000=1233.2 KN vy4=1.023*8/65*5000=629.5 KN vy5=1.044*15/65*5000=1204.6 KN题目二：底部剪力法计算题钢筋混凝土4层框架经质量集中后计算简图如下图所示，各层高均为4m ，集中于各楼层的重力荷载代表值分别为：1435kN G =，2440kN G =，3430kN G =，4380kN G =。
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大连理工大学《高层建筑结构》大作业
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题目一：反弯点法计算题
已知框架结构如图所示，承受水平风荷载作用，图中数字为框架梁、柱的相对刚度，试用反弯点法求各个框架柱的剪力。
其中118kN F =，220kN F =，316kN F =，
422kN F =。
4
F 3F 2F 1
F D
A
B
C
7500mm
6000m m 7500mm
7500mm
4000m m 4000m m
4000m m
解: 一、对题目进行分析可知： （1） 各柱反弯点高度： 1层取底层柱高的2/3，即
:
；
2~4层均在各柱中点处:
（2）结构对称，外柱A 、D 有同样侧移刚度，内柱B 、C 也有同样侧移刚度，且2~4层柱刚度一致，故2~4层柱剪力分配系数为：
二、根据公式进行计算：
从底层（F1）开始计算，求各柱剪力
（1）、底层（F1）柱剪力计算：
QA=QD=（22+16+20+18）×EMBED Equation.3 =76×EMBED Equation.3
QB=QC=（22+16+20+18）×EMBED Equation.3 =76×EMBED Equation.3
（2）、二层（F2）柱剪力计算：
QA=QD=（22+16+20）×EMBED Equation.3 =58×EMBED Equation.3
QB=QC=（22+16+22）×EMBED Equation.3 =58×EMBED Equation.3
（3）、三层（F3）柱剪力计算：
QA=QD=（22+16）× EMBED Equation.3 =38× EMBED Equation.3
QB=QC=（22+16）× EMBED Equation.3 =38× EMBED Equation.3
（4）、顶层（F4）柱剪力计算：
QA=QD=22× EMBED Equation.3 =22× EMBED Equation.3 ≈QB=QC=22× EMBED Equation.3 =22× EMBED Equation.3 ≈
题目四：什么是小震、中震和大震？其概率含义是什么？与设防烈度是什么关系？
抗震设计目标要求结构在小震、中震和大震作用下处于什么状态？怎样实
现？
答：
（1）小震指该地区50年内超越概率为63%的地震烈度，又称多遇地震；
中震指该地区50年内超越概率为10%的地震烈度，又称基本烈度或设防烈度；
大震指该地区50年内超越概率约为2%~3%的地震烈度，又称罕遇地震。
（2）小、中、大震是指概率统计意义上的地震烈度大小，是指事件（小、中、大震）发生的可能性（几率）。
（3）设防烈度是按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度，确定了抗震设防烈度就确定了设计基本地震加速度和设计特征周期、设计地震动参数，在确定地震作用标准值时，用到设计基本地震加速度值，《抗震规范》3.2.2指出了加速度和设防烈度的对应关系，通俗的讲就是建筑物需要抵抗地震波对建筑物的破坏程度，要区别于地震震级，设防烈度取值的标准：是基本烈度，就是一个地区在今后50年期限内，在一般场地条件下超越概率为10%的地震烈度。
其具体的取值根据抗震规范中的抗震设防区划来取值。
小震烈度大约比基础烈度低1.55度，大震烈度大约比基本烈度高1度。
（4）抗震设计目标要求结构在小震、中震和大震作用下处于的状态是结构应该实现小震不坏，中震可修，大震不倒。
（5）实现方式为抗震设计采用两阶段方法。
第一阶段为结构设计阶段。
在初步设计及技术设计时，就要按有利于抗震的做法去确定结构方案和结构布置，然后进行抗震计算及抗震构造设计。
在这阶段，用相应于该地区设防烈度的小震作用计算结构的弹性位移和构件内力，并进行结构变形验算，用极限状态方法进行截面承载力验算，按延性和耗能要求进行截面配筋及构造设计，采取相应的抗震构造措施。
第二阶段为验算阶段。
一些重要的或特殊的结构，经过第一阶段设计后，要求用与该地区设防烈度相应的大震作用进行弹塑性变形验算，以检验是否达到了小震不坏，中震可修，大震不倒的目标。