2022年高层建筑结构思考题 .docx

精品_精品资料_1. 高层建筑的定义.10 层及 10 层以上或房屋高度大于28m 的住宅建筑, 以及房屋高度大于24m 的其他高层民用建筑混凝土结构房屋,称之为高层.2. 和一般多层建筑相比,高层建筑结构设计有何特点.水平荷载和的震作用是设计主要因素.结构侧移成为主要掌握指标.轴向变形和剪切变形不行忽视.延性成为结构设计的重要指标.结构材料用量明显增加.3. 高层建筑为何对侧移限制要求严格？防止主体结构及填充墙、 装修等非结构构件的开裂与损坏,电梯轨道变形. 过大的侧向变形会使人有不舒服感,影响正常使用. 过大的侧移仍会使结构产生较大的附加内力,甚至引起倒塌.4. 高层建筑的主要结构类型和优缺点.1框架结构： 优： 布置敏捷, 能获得大空间, 也可按需做成小房间. 施工便利. 较经济. 运算理论比较成熟.在肯定高度范畴内造价较低.缺：侧向刚度小,侧移大.对支座不匀称沉降敏锐.2剪力墙结构：优：承载力和侧向刚度均很大,侧移小.室内墙面平整.缺：结构自重较大,吸取的震能量大.平面布置局限性大,较难获得大空间.施工较麻烦,造价高.3框架 -剪力墙结构：由框架和剪力墙组成的结构体系,具有两种结构的优点,既能形成较大的使用空间,又具有较好的抗击水平荷载的才能,因而使用广泛.4筒体结构：是空间结构,抗击水平作用的才能更大,因而特殊适合超高层.5. 高层建筑各类结构的受力变形特点.1框架结构：层数不多时,轴力和轴向变形较小.层数多时,轴力和轴向变形较大,轴向变形将使得内力和变形发生转变. 在水平荷载下, 会产生较大的水平位移, 一部分是框架结构的整体弯曲变形,另一部分是剪切变形.2剪力墙结构：在水平荷载作用下, 剪力墙可视为竖向悬臂伸梁, 其水平位移由弯曲变形和剪切变形组成. 在高层结构建筑中, 框架柱的变形以剪切变形为主, 而剪力墙的变形以弯曲变形为主,其位移曲线呈弯曲形,特点是结构层间位移随楼层的增高而增加.3框架 -剪力墙结构：在同一层中由于刚性楼板的作用,两者的变形和谐一样.剪力墙较大的侧向刚度使得他分担了大部分的水平剪力,这对减小截面的梁柱尺寸,改善框架的受力状态和内力分布特别有利.框架所承担的水平剪力较小且分布匀称,因此柱子的断面尺寸和配筋都比较匀称.越靠近底部剪力墙所承担的剪力也就越大,这有利于掌握框架的变形.而结构上部,框架的水平位移又比剪力墙的位移小,剪力墙仍承担框架约束的负剪力.6. 高层建筑设计中如何防止不规章结构1结构平面布置时,需考虑抗击水平和竖向荷载,平面宜简洁、规章、对称,刚度和承载力分布匀称,削减偏心,不应采纳严峻不规章平面布置.2结构竖向布置,竖向体型宜规章、匀称,防止有过大的外挑和内收,结构的侧向刚度宜下大上小,逐步匀称变化,不应采纳竖向布置严峻不规章结构.3立面设计时, 应优先考虑几何外形和楼层刚度变化匀称的建筑形式,防止建筑物竖向结构刚度、承载力和质量突变,以及错层和夹层.7. 在高层建筑设计中,为何要对房屋的高宽比进行掌握？高宽比对房屋结构的刚度、整体稳固、 承载力和经济合理性有重大影响,设计时应对其进行掌握.8. 变形缝的种类有哪些,高层建筑中对变形缝的要求是什么,应实行怎样的措施实现？ 变形缝是指：伸缩缝、沉降缝、防震缝.1伸缩缝： a.伸缩缝只设置在上部结构,基础可不设伸缩缝.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_b.伸缩缝处宜做双柱,伸缩缝最小宽度为50mm .c.伸缩缝与结构平面布置有关,结构平面布置不好时,可能导致房屋开裂.2沉降缝： a.防止的基不匀称或房屋层数高度相差很大引起房屋开裂而设的缝,沉降等不但要将上部断开,也要将基础断开.b. 一般场合,当差异沉降小于5mm 时,其影响较小,可忽视不计.当已知或预知差异沉降量大于 10mm 时,必需计其影响,并实行相应的构造加强措施.c. 当高层建筑与裙房之间不设置沉降缝时,宜在裙房一侧设置后浇带.d. 不设置沉降缝的措施：采纳端承桩基础.主楼与裙房用不同形式的基础.先施工主楼后施工裙房.3防震缝：的震的区为防止房屋或结构单元在发生的震时相互碰撞而设置的缝以下情形宜设防震缝： a.平面长度和外伸长度超出了规程限值而又没有实行加强措施时. b.各部分结构刚度相差很远,采纳不同材料和不同结构体系时.C.各部分质量相差很大. d.各部分有较大错层时.9. 风荷载的运算中包括哪几项参数,各参数的使用条件是什么wk= z· s· z· wo风荷载标准值 wk ;基本风压 wo ：取当的 50 年一遇、 10m 高度上的 10min 平均风压值来确定高度 z 处的风压高度变化系数 z ：取决于粗糙度指数,目前将粗糙度指数等级分为ABCD 四类风荷载提示系数 s ： 表示不同体型建筑物外表风力的大小高度 z 处的风振系数 z：高层建筑物高度大于30m 、高宽比大于1.5m 时.反之取 1.010 高层建筑荷载效应组合的表达式无的震作用组合,考虑的震作用组合二者的差异是什么？无的震作用： Sd GSGk LQQSQk wwSwk考虑的震作用： S GSGE EhSEhk EvSEvk wwSwk区分： 1非抗震设计时,竖向荷载和风荷载参加组合2抗震设计时：设防烈度68 度,竖向荷载、风荷载和水平的震作用参加组合. 设防烈度 9 度,竖向荷载、风荷载、水平的震作用和竖向的震作用参加组合.只有当建筑高度大于60m 时,才考虑风与的震产生的效应11. 高层建筑设计的内容一般有哪些？方案设计. 构件尺寸估算. 运算简图及荷载运算. 内力运算. 内力组合. 构件截面设计. 节点构造.12. 框架结构设计中,框架布置方案有哪些,各有何特点？1横向框架承重. 特点： 横向刚度大, 利于抗击横向水平力,纵向连系梁尺寸可以较小, 利于室内采光和通风.2纵向框架承重.特点：纵向刚度大,利于调整纵向的基不匀称沉降,横向连系梁尺寸可以较小,利于设备管线穿行并可得到较高的室内净空.3纵横向框架承重. 特点： 双向刚度大, 适用于柱网平面为方形或楼面荷载较大的情形.13. 框架结构设计中,梁柱截面怎样初步确定,依据什么原就？H=1/101/18L0B=1/21/3主梁 =1/10-1/14L0次梁 1/14-1/18L0梁净跨与截面高度之比不宜小于4.梁的截面宽度不宜小于梁截面高度的1/4,也不宜小于 200mm .柱 1矩形截面柱的边长,非抗震设计时不宜小于250mm ,抗震设计时,四级不宜小可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_于 300mm ,一、二、三级时不宜小于400mm .圆柱直径,非抗震和四级抗震设计时不宜小于 350mm ,一、二、三级时不宜小于450mm .2柱剪跨比宜大于 23柱截面高宽比不宜大于314. 钢筋混凝土柱的轴压比？为何要对轴压比进行限制？轴压比是指：柱考虑的震作用组合的轴压力设计值与柱全截面面积和混凝土轴心抗压强 度设计值乘积的比值.限制缘由：1轴压比过大的话就要通过加大柱的面积来减小轴压比以满意标准限制 2轴压比低的柱延性比较好,的面破坏程度远小于轴压比高的柱子,以此设计了轴压比上限,以保证柱子的延性,提高抗震性能15. 为了考虑楼板的增强作用,在运算框架梁的抗弯刚度时作何假定？当楼板与梁的钢筋相互交错且混凝土又同时浇灌时,楼板相当于梁的翼缘,梁的截面抗弯刚度比矩形梁增大,宜考虑梁受压翼缘的有利影响.16. 分层法运算框架结构的竖向荷载,其基本假定是什么？1在竖向荷载作用下,框架侧移小,可以忽视不计.2每层梁上的荷载对其他各层梁上的影响很小,可以忽视不计.因此,每层梁上的荷载只在该层梁及与该层梁相连的柱上安排和传递17. 分层法的原理和运算步骤？分层法的运算简图.原理同 16 题.运算步骤： 1运算各杆线刚度2用弯矩安排法运算顶层,中层, 底层,柱端弯矩叠加,不平稳弯矩进行一次安排,得框架弯矩总图18. 为了改善由于分层法运算的误差,做何修正？1传递系数由 1/2 改为 1/32除了底层外,其余各柱的线刚度应乘以0.9 的系数3假设节点弯矩不平稳,可将节点不平稳弯矩在进行一次安排,但不传递19. 反弯点法用来运算多层框架结构的水平荷载作用,基本假定是什么？反弯点法假定1.出底层外隔层上下注的两端转角相同,反弯点的位置固定不变,2.底层柱返完点距离下端为2/3 层高,距离上段位1/3 层高 3.其余各层柱的反弯点在柱的中点20. 反弯点法的原理和运算框架内力的步骤？要求运算到每一个杆件的弯矩、剪力和柱的轴力步骤： 1.确定个柱反弯点位置2.分层取脱离体运算各反弯点处剪力3.先求柱端弯矩, 在节点平稳求梁端弯矩,当为中间节点时,按量的相对线刚度安排节点除柱端不平稳弯矩21. D 值法相比反弯点法,做了哪些修正,引起这些误差的根本缘由是什么？ 修正：对 1.柱的抗侧刚度和 2.柱的反弯点位置进行修正.根本缘由：反弯点法没有考虑节点转动的影响,受梁柱刚度比,层高不同等因素的影响节点是转动的22. 从 D 值的表达式中可经看出,框架柱的抗侧移刚度与哪些因素有关？1. 取决于柱两端的支承情形及两端被嵌固的程度2、底层柱是否等高或是否为复式框架有关3.节点转动的大小即梁柱线刚度比大小23. D 值法中反弯点位置和哪些因素有关,如何确定？反弯点位置与以下因素有关： 1.梁的线刚度 2. 上层 h 和本层 h 之比 3.下层 h 和本层 h 之比.如何确定：梁的线性刚度降低,反弯点位置上升.上层 h 上升,反弯点位置上升.下层 h 上升,反弯点位置下降24. 框架结构的侧移运算的目的？如何运算？如何运算： 框架层间侧移等于该层的总剪力除以该层全部柱的抗侧刚度之和.每一层的层间侧移值求出以后, 就可以运算各层楼板标高处的侧移值和框架的定点侧移值,各层楼板可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_标高出的侧移值是该层及其以下各层层间侧移之和.顶点侧移是全部各层层间侧移之和目的：框架结构在正常使用条件下的变形验算要求各层侧移值与该层的层高之比U/H不宜超过 1/550 的限制.25. 一般情形下,框架柱和框架梁的掌握截面和最不利组合有哪些？ 框架梁的掌握截面：左端支座截面,跨中截面和右端支座截面 框架柱的掌握截面：柱顶截面和柱底截面框架梁最不利组合：1. 只做界面可能的最不利负弯矩-Mmax2.只做界面最可能的最不利剪力 Vmax框架柱最不利组合： 1.Mmax 及相应的轴力 N 和剪力 V 2.-Mmax 及相应的轴力 N 和剪力 V 3.Nmax 及相应的弯矩 M和剪力 V 4.Nmin 及相应的弯矩 m和剪力 v 5.Vmax 及相应的弯矩 M和轴力 N26. 梁端弯矩调幅的概念,调幅的缘由？调幅后应满意什么条件？概念： 简洁来说, 弯矩调幅就是让支座处弯矩削减,跨中弯矩增大, 通过增大跨中配筋, 削减支座配筋,防止支座节点处配筋太密缘由：1. 考虑塑性内力充分布, 由于在梁端形成塑性较之后, 任然具有肯定的承载才能,因而可调幅让两端弯矩调小一点,而增大梁跨中弯矩.2.两端弯矩减小后, 可以让梁柱节点的配筋削减,不会因配筋过密而无法浇筑捣实混领土.27. 为什么要对恒载和活载作用下的梁端弯矩进行调幅？水平荷载是否也需要调幅？由于混凝土高层标准规定,弯矩调幅只对竖向荷载作用下的内力进行,切在内力组 合之前, 恒荷载和活荷载都属于竖向荷载且都参加荷载效应组合,故对恒载和活载作用下的梁端弯矩进行调幅,水平荷载不参加调幅.28. 何谓延性？框架结构延性设计的原就？延性： 在剧烈的的震作用下, 当结构构件进入屈服阶段后具有较强的变形才能,吸取的震产生的能量,并维护肯定承载力.设计原就：强柱弱梁,强剪弱弯,强节点弱构件,强压假设拉,强锚固29. 剪力墙结构运算的平面化假定是什么？如何将详细的剪力墙结构转换成不同方向的平面结构,每片剪力墙分担多少水平力？1. 假定： 1 楼盖的自身平面内的刚度为无限大2 各片剪力墙在其平面内的刚度较大,忽视其平面外刚度2. 当房屋沿平面和沿高度方向比较规整时,可将纵横两个方向墙体分别按平面结构进行 运算,每一个方向的总水平荷载可以按各片剪力墙的等效刚度安排,然后进行单片剪力墙运算30. 剪力墙的分类判别式是什么,据此条件分为几类？剪力墙分为四类：1,整截面剪力墙2.整体小开口剪力墙3.双肢多肢剪力墙4.壁纸框架分类判别： 1. 当剪力墙空洞面积与墙面面积之比不大于0.5 切孔洞净距及孔洞至墙边的距离大于孔洞长边为整截面剪力墙2.档 10 且 IN/I §时,为整体小开口墙3. 档 10且 in/i >§时,为壁式框架4. 档 <10,且 in/i §时,为联枝墙31. 各类剪力墙的受力特点？1整截面剪力墙：犹如一个整体的悬臂墙,在墙肢的整个高度上,弯矩图既布突变, 也无反弯点,变形以弯曲型为主2整体小开口剪力墙：弯矩图在连系梁处发生突变,但在整个墙肢高度上没有或仅仅在个别楼层中才显现反弯点.整个剪力墙的变形仍以弯曲型为主3双肢及多肢剪力墙：其受力特点与整体小开口墙相像4壁式框架：弯矩图在楼层处有可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_突变, 而且在大多数楼层中都显现反弯点.整个剪力墙的变形以剪切型为主,与框架的受力相像32. 剪力墙结构等效刚度的概念？剪力墙等效刚度就是将墙的弯曲,剪切和轴向变形之后的顶点位移按顶点位移相等的原就,折算成一个只考虑弯曲变形的等效竖向悬臂杆的刚度33. 水平荷载在各榀剪力墙之间的安排原就？当房屋高度规整时, 课将纵横两个方向的墙体分别按平面结构进行运算,每一个方向的水平荷载可以按各片剪力墙的等效刚度安排,然后进行单片剪力墙的运算34. 联肢墙的运算方法是什么,基本假定有哪些？基本假定： 1连梁的反弯点在跨中,连梁的作用可以沿高度匀称分布的连续弹性薄片代替 2各墙的变形曲线相像,水平位移相等3连梁和墙肢考虑弯曲和剪切变形,墙肢仍应考虑轴向变形的影响运算方法： 将连续化后的连系梁沿中线切开,由于跨中为反弯点, 故切开后截面上只有剪切集度及轴力集度, 沿连梁切口处未知力方向上各因素将使其产生相对位移,但总的相对位移为零.35. 联肢墙的运算中,连梁跨中的竖向相对位移包括那些？由于墙肢弯曲变形产生的相对位移.1.由于墙肢轴向变形产生的相对位移.2 由连梁弯曲和剪切变形产生的相对位移.336. 联肢墙的侧移包括几部分？墙肢弯曲变形产生的水平位移Ym由梁的弯曲理论公式积分求出墙肢剪切变形产生的水平位移Yv剪切变形与墙肢剪力间的关系积分求出37联肢墙的运算中,整体系数是如何影响墙肢内力分布与侧移的.越大,墙的刚度越大,位移越小连梁剪力越大,剪力的最大的位置向下移墙肢轴力也随着的增大而增大越大,墙肢弯矩越小38. 壁式框架和一般框架有何不同？壁式框架带刚域壁式框架杆件截面较宽,剪切变形的影响不宜忽视39. 壁式框架的 D 值法和一般框架的D 值法有何不同？一般框架的 D 值法：是对柱的抗侧刚度和柱的反弯点位置进行修正壁式框架的 D 值法： 是对带刚域的杆件考虑剪切变形后的D 值法进行修正和对反弯点高度比 y 值进行修正40. 剪力墙截面设计内容包括哪些？剪力墙各类构件的运算简图？墙体配筋的运算依据内容：剪力墙设计包括墙肢和连梁两个部分.简图：略.依据：剪力墙一般采纳对称配筋,通常先给定竖向分布钢筋Asw,然后再求出受压区高度X 和端部钢筋 As 和 As41. 在剪力墙截面设计中,墙肢与连梁分别当作何种构件进行承载力运算？连梁在竖向荷载下按两端固定两端与墙连接或一端固定、一端铰接与柱连接的梁运算弯矩和剪力在各墙肢内产生的主要是轴力,故运算经常忽视较小的弯矩的影响,墙肢按轴心受压构件运算轴力42. 简述带边框剪力墙的概念及受力性能概念：在框架结构的假设干跨内嵌入剪力墙受力特点：框架结构一般呈剪切变形,高度中段的层间位移较大.剪力墙的结构的抗侧刚度大,在水平荷载下, 一般呈弯曲型变形,由于剪力墙截面转角的累积效应,所以顶部附近楼层的层间位移较大,其他部位位移较小. 框架剪力墙结构中既有框架又有剪力墙,布置合理可以发挥二者优点,既有较大的抗侧刚度,又有可能形成较大的使用空间可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_43. 简述框架 -剪力墙结构的协同工作原理框架剪力墙结构由框架和剪力墙两种不同的抗侧力结构组成.在这个架构体系中, 剪力墙负担绝大部分的水平荷载,框架以负担竖向荷载为主,分工合理,物尽其用.水平荷载作 用下,框架和剪力墙和谐工作,使楼层各层变形趋于匀称,在水平荷载下的侧移呈弯剪型.剪力墙客服了框架抗侧刚度低的缺点,框架补偿了剪力墙结构布置不敏捷的不足.44. 框架 -剪力墙结构设计中,剪力墙的数量如何确定？参照国内实际工程中的剪力墙数量剪力墙的数量按许可位移值确定用结构自振周期和的震作用的大小来衡量结构的侧向刚度确定剪力墙数量45. 框架 -剪力墙结构中,剪力墙布置有哪些形式？遵循什么原就？为什么？原就：剪力墙的布置,应遵循“匀称、分散、对称、周边”的原就.匀称、分散是指剪力墙宜片数较多,匀称、分散布置在建筑平面上. 对称是指剪力墙在结构单元的平面上应尽可能对称布置,使水平力作用完可能靠近刚度中心,防止产生过大的扭转. 周边是指剪力墙尽可能布置在建筑平面周边,以加大其抗侧扭转的力臂, 提高其抗击扭转的才能,同时, 在端邻近设剪力墙可以防止端部楼板外排长度过大.形式及为什么：竖向荷载较大处这是由于,用剪力墙承担大的竖向荷载,可以防止设 置截面尺寸过大的柱子,满意结构布置的要求;剪力墙是主要的抗侧力结构,承担很大的弯 矩和剪力, 需要较大的竖向荷载来防止显现轴力,提高截面承载力, 也便于基础设计平面形状变化较大的角隅部位这是由于这些部位楼面上简洁产生大的应力集中,的震时也常发生震害,设置剪力墙予以加强建筑物端部邻近这样可以有较大的抗扭刚度,同时削减楼 面外伸段的长度楼梯、电梯间电梯间楼板开洞大,减弱严峻, 特殊是在端角和凹角处设置楼梯、电梯间时,受力更为不利,采纳楼梯、电梯竖井作为剪力墙 来加强是有效的措施46框架 -剪力墙结构运算中,铰接体系和刚接体系的区分是什么？铰接体系： 在水平荷载作用方向, 剪力墙之间以及剪力墙和框架之间均无连梁体系,仅通过楼板作用连接在一起,共同抵挡水平荷载,同一楼层标高处, 剪力墙和框架的水平位移相同.另外,楼板平面外刚度为零,它对各平面抗侧力结构不产生弯矩刚接体系： 在剪力墙之间以及剪力墙和框架之间有连梁和楼板相连,该梁对剪力墙由约束作用,该梁对柱也有约束作用,次约束作用反映在柱的抗侧刚度中47剪力墙结构和框架-剪力墙结构中的连梁的作用？剪力墙的连梁起着调剂和保证与之平面内相连剪力墙的侧向刚度作用,是抗震剪力墙结构的第一道防线,起着消耗的震能量的作用.框架剪力墙结构中连梁起着约束作用,并可以与楼板一同作为连接构件,传递弯矩、 剪力、轴力.49. 何谓框架 -剪力墙结构的刚度特点值？它对哪些方面有影响侧移、剪力和荷载分布？系数 r 称为框剪结构的刚度特点值,r 是框架抗推刚度与剪力墙抗弯刚度的比值.影响：当框架抗推刚度很小时,r 值较小. r=0 即纯剪力墙结构.当剪力墙抗弯刚度减小时,r 值增大. r=无穷大时即相当于纯框架结构.r 值对框架剪力墙受力,变形性能影响很大.50. 框架 -剪力墙结构设计中,综合框架的剪力为何要调整,怎样调整？由于框架 -剪力墙结构中,墙体是第一道防线,在设防的震,罕遇的震下先于框架破坏,由于塑形内力重分布, 框架部分按侧向刚度安排的剪力会比多遇的震下加水,为保证作为其次道防线的框架具有肯定抗侧才能,需对剪力调整.调整：在抗震设计的框架-剪力墙结构中,框架部分承担的的震剪力满意,Vf>=min0.2V0,1.5Vfmax 要求的楼层,不必调整,不满意的楼层,其框架总剪力应按0.2V0 和1.5Vfmax 二者较小值采纳.可编辑资料 - - - 欢迎下载