大工15秋《高层建筑结构》大作业题目及要求-答案.doc

大工15秋《高层建筑结构》大作业及要求
注意：从以下五个题目中任选两个进行解答（注意：从题目一、二中选择一道计算题，并从题目三、四、五中选择一道问答题，分别进行解答，不可同时选择两道计算题或者问答题）；解答前，需将所选题目复制（使老师明确你所选的题目）。
题目一：底部剪力法计算题
某钢筋混凝土框架结构，地上十层，高度为40m。房屋所在地区的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为，设计地震分组为第一组，Ⅳ类场地。已知该楼的基本自振周期，经计算已知每层楼屋面的永久荷载标准值为，每层楼面和屋面的活荷载标准值均为。要求：确定该楼各层的水平地震作用值。
题目二：结构扭转效应计算题
某一结构的第层平面图，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方向和方向的抗侧移刚度值，已知沿向作用总剪力，求考虑扭转后，各片结构的剪力。

题目三：简述剪力墙在房屋设计中应如何布置？
题目四：为什么框架—剪力墙结构中的剪力墙布置不宜过分集中？框架—剪力墙结构中剪力墙的布置要求是什么？
题目五：承载力验算和水平位移限制为什么是不同的极限状态？这两种验算在荷载效应组合时有什么不同？

作业具体要求：
1. 封面格式（见文件最后部分）
封面名称：大连理工大学《高层建筑结构》大作业，字体为宋体加黑，字号为小一；
姓名、学号、学习中心等字体为宋体，字号为小三号。
2. 文件名
大作业上交时文件名写法为：[姓名 奥鹏卡号（或者学号） 学习中心]（如：戴卫东101410013979浙江台州奥鹏学习中心）；
离线作业需用word文档写作，不要提交除word文档以外的文件，word文档无需压缩。
以附件形式上交离线作业（附件的大小限制在10M以内），选择已完成的作业（注意命名），点提交即可。如下图所示。

截止时间：2016年3月10日前。
3. 正文格式
作业正文内容统一采用宋体，字号为小四。
注意：
作业应该独立完成，不准抄袭其他网站或者请人代做，如有雷同作业，成绩以零分计。上交往年作业题目或者其他科目作业的，成绩以零分计。引用他人文章的内容，需在文中标注编号，文章最后写出相应的参考文献。引用内容不得超过全文的20%。
鼓励大家对本地区的相关政策制定及实施情况进行调查了解，给出相关数据，进而有针对性的提出自己的看法。

大连理工大学《高层建筑结构》大作业

学习中心：
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学 号：

题目二：结构扭转效应计算题
某一结构的第层平面图，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方向和方向的抗侧移刚度值，已知沿向作用总剪力，求考虑扭转后，各片结构的剪力。

解：
选择为参考坐标系，根据刚心坐标公式，计算刚度中心坐标为X0=∑Dyixi/∑Dyi=992/65=15.26m 
Y0=∑Dxkyk/∑Dxk=1240/95=13.05m 
基本数据如下表所示：
序号

1
2
3
4
5
∑
18
8
16
8
15
65
0
8
16
24
32
0
64
256
192
480
992
0
512
4096
4608
15360
24576
25
15
25
30
-
95
0
8
16
24
-
0
120
400
720
-
1240
0
960
6400
17280
-
24640
以刚度中心为原点，建立坐标系统。因为，，所以
∑Dxky2=24640-13.05*13.05*95=8461
同理可得：∑Dyix2=24576-15.26*15.26*65=9440
根据公式可得ayi=1+65*0.74/(8461+9440)*xi=1+0.00269*xi 
各片结构的值为
x1=-15.26      ay1=1-0.00269*15.26=0.959 
x2=-7.26       ay2=1-0.00269*7.26=0.980 
x3=-0.74       ay3=1+0.00269*0.74=1.002 
x4=-8.74       ay4=1+0.00269*8.74=1.024 
x5=-16.74      ay5=1+0.00269*16.74=1.045 
由此可以计算各片结构承担的剪力值
vy1=0.959*18/65*5000=1327.8KN 
vy2=0.980*8/65*5000=603.1KN 
vy3=1.002*16/65*5000=1233.2KN 
vy4=1.024*8/65*5000=630.2KN 
vy5=1.045*15/65*5000=1205.8KN 

题目三：简述剪力墙在房屋设计中应如何布置？
剪力墙的布置应符合以下要求：
　　（1）剪力墙应双向或多向布置，宜拉通对齐，不同方向的剪力墙宜分别联结在一起，避免仅单向有墙的结构布置形式。当剪力墙双向布置且互相联结时，纵墙（横墙）可以作为横墙（纵墙）的翼缘，从而提高其承载力和刚度。
　　（2）地震区，宣将剪力墙设计成高宽比H/B较大的墙，因为低矮的墙。（H/B<1.5）的破坏属剪切脆性破坏，抗震性能差。因此，当剪力墙较长时，可用楼板（无连梁）或跨高比不小于6的连梁将其分为若干个独立的墙段，每个独立墙段可以是实体墙、整体小开口墙、联肢墙或壁式框架，每个独立的墙段的H／B不宜小于2，且墙肢长度不宜大于8m.当房屋高度不是很大，为使整个剪力墙结构的房屋刚度适当，除抗震等级为一级的结构外，也可采用大部分由短肢剪力墙组成的剪力墙结构，短肢剪力墙是指墙肢截面高度与截面厚度之比为5—8且墙厚不小于200mm的剪力墙，这种剪力墙因高宽比较大，其延性和耗能能力均比普通墙好，因而近年来得到广泛的应用。
　　（3）错洞墙及洞口布置不合理的剪力墙，受力和抗震性能较差，因此剪力墙的门窗洞口宜上下对齐，成列布置，形成明确的墙肢和连梁。抗震设计时，一、二、三级抗震等级的剪力墙不宜采用错洞墙，当必须采用错洞墙时，洞口错开距离沿横向及竖向都不宜小于2m.为避免剪力墙墙肢刚度不均匀及墙肢过弱，要求墙肢截面高度与厚度之比不宜小于4.
　　（4）剪力墙宜自上到下连续布置，不宜突然中断，避免刚度突变。
　　（5）控制剪力墙平面外的弯矩，当剪力墙与墙平面外方向的楼面梁相连接，且梁高大于墙厚时，可至少采取下列的一个措施：
　　1）沿梁方向设置与粱相连的剪力墙，以抵抗平面外弯矩。
　　2）宜在墙与梁相交处设置扶壁柱。扶壁柱宜按计算确定截面及配筋。
　　3）应在墙与粱相交处设置暗柱，并宜按计算确定配筋。
　　4）当与剪力墙相连的楼面梁为钢梁时，剪力墙内宜设置型钢