高层建筑结构与抗震思考题.doc

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1、. . 高层建筑结构与抗震思考题 第二章 1、高层建筑结构中轴力、弯矩和位移与结构高度的关系如何？ 答: 轴力与高度成线性关系, 弯矩与高度成平方关系 位移与高度成四次方关系 2、抗震缝如何计算？如果抗震缝、伸缩缝和沉降缝都必须设置，缝宽如何确定？ 答: 对于框架结构，当高度不超过15m时可为100mm，超过15m时，6度、7度、8度、9度分别每增加5m、4m、3m、2m，宜加宽20mm；框剪结构，按框架的70采用 ，剪力墙结构，按框架的50采用 ，但都不小于100mm。注意: 当缝的两侧结构体系不同时，缝宽应按不利的结构类型确定，高度不同时，按较低的房屋确定 。3、减小筒体结构的剪力滞后效应

2、可以采取哪些措施？ 答: 减少柱间距，加大窗裙梁的刚度，调整结构平面使之接近于正方形，控制截面的高宽比等。 4、为什么钢管混凝土柱特别适合于轴心受压构件？ 答: 钢管混凝土柱中，钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度；钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。5、在钢与混凝土的组合结构中，混凝土和钢结构部分各承受什么荷载？ 答：混凝土承担水平荷载，钢结构承受竖向荷载6、变形缝包括哪些内容？答: 温度缝、沉降缝、防震缝。 7、复杂的高层建筑结构包括那些结构？答: 带转换层的结构，带加强层的结构，错层结构, 连体结构和多塔楼结构等.8、某高层建筑要求底

3、部几层为大空间，此时应采用那种结构体系？ 答：带转换层的结构。第三章 1、底部剪力法适用于什么类型的高层建筑？答: 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。 2、抗震设防中所谓大震、中震、小震各是怎么定义的？答: 大震: 50年超越概率为23%，地震烈度比基本烈度高，重现期2000年. 中震: 50年超越概率为10%，地震烈度等于基本烈度高，重现期475年，规范以此定义基本烈度； 小震: 50年超越概率为63%，地震烈度低于基本烈度一度半，重现期50年。 3、在风荷载计算中，地面粗糙度A类至D类地区的风压高度变化系数如何变化？ 答：从A类至D类地区，风压高度变化系

4、数逐渐减小。4、在地震作用计算中，什么叫重力荷载代表值？答: 应取结构和构配件自重标准值和 可变荷载组合值之和 5、如何理解建筑结构抗震分析中的“三水准”、“两阶段”？ 答:三水准：“小震不坏，中震可修，大震不倒” ，即小震作用下，主体结构不受损坏或不需进行修理可继续使用；在中震作用下，其损坏经一般修理仍可继续使用；在大震作用下，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。 两阶段：第一阶段设计：按小震作用效应和其它荷载效应的基本组合验算结构构件的承载能力，以及小震作用下验算结构的弹性变形，以满足第一、二水准的要求。第二阶段设计：对于有特殊要求的建筑和地震时容易倒塌的结构，按大震作用下验算结构的弹塑性变

5、形，以满足第三水准的要求。6、熟悉并掌握按底部剪力法计算各楼层地震作用标准值与剪力的计算方法。 7、熟悉并掌握按振型分解法计算各楼层地震作用标准值与剪力的计算方法。 第四章 1、建筑工程分为哪四个抗震设防类别？幼儿园、中小学的教训用房以及学生宿舍和食堂属于什么类别？答：建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类和丁类四个抗震设防类别。甲类建筑（特殊设防类）：应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑，乙类建筑（重点设防类 ）：应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑，包括未成年人学校、医院。丙类建筑（标准设防类）：应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑，丁类建筑（适度设防类）

6、：应属于抗震次要建筑2、各种地震烈度下的高层建筑，考虑地震作用效应时，应该如何组合？答：有地震作用时的效应组合： 一般表达式为： SE=GSGE+ EhSEhk+ EvSEvk+ w w Swk 式中：SE有地震作用荷载效应组合的设计值 SGE，SEhk，SEvk，SWk分别为重力荷载代表值、水平地震作用标准值和竖向地震作用标准值、风荷载标准值的荷载效应； G，Eh，Ev，W分别为上述各种荷载作用的分项系数； W风荷载的组合系数，一般结构取0.0，风荷载起控制作用的高层建筑应取为0.2(1) 对于所有高层建筑：1.2重力荷载效应+1.3水平地震作用效应。 (2) 对于60m以上高层建筑增加风荷

7、载效应： 1.2重力荷载效应+1.3水平地震作用效应+1.40.2风荷载效应 (3) 9度设防高层建筑增加竖向地震作用效应 ： 1.2重力荷载效应+1.3水平地震作用效应+0.5竖向地震作用效应 或：1.2重力荷载效应+1.3竖向地震作用效应 (5) 9度设防且为60m以上高层建筑则： 1.2重力荷载效应+1.3水平地震作用效应+1.3竖向地震作用效应+1.40.2风荷载效应。3、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是否一样？答： 不一样，框架结构的抗震等级高、也可能相等4、高层建筑平面不规则类型

8、包括哪些？答：扭转不规则: 楼层的最大弹性水平位移(或层间位移)，大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍凹凸不规则:结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续: 楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%，或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层5、高层建筑竖向不规则类型包括哪些？ 答：侧向刚度不规则 : 该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%，除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25% 竖向抗侧力构件不连续: 竖向抗侧力构件 (柱、抗震墙、抗震支撑)

9、的内力由水平转换构件 (梁、桁架等)向下传递 楼层承载力突变 : 抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%。6、房屋建筑抗震等级的确定跟哪些因素相关？ 答：烈度，设防类别，结构类型、建筑物的高度7、在高层建筑结构中，什么情况下可以不考虑活荷载的不利布置？答： 当活载比恒载小很多时。8、高层建筑结构作用的荷载有哪些？应如何组合？ 答：无地震作用组合 永久荷载效应起控制作用：1.35恒载效应+1.40.7活载效应 可变荷载效应起控制作用：a.风荷载为主要可变荷载，楼面活载为次要可变荷载时：1.2恒载效应+1.40.7活载效应+1.41.0风载效应b.楼面活载为主要可变荷载，风荷载为次要可

10、变荷载时1.2恒载效应+1.41.0活载效应+1.40.6风载效应 有地震作用组合：(1) 对于所有高层建筑：1.2重力荷载效应+1.3水平地震作用效应。(2) 对于60m以上高层建筑增加风荷载效应：1.2重力荷载效应+1.3水平地震作用效应+1.40.2风荷载效应(3) 9度设防高层建筑增加竖向地震作用效应 ：1.2重力荷载效应+1.3水平地震作用效应+0.5竖向地震作用效应或：1.2重力荷载效应+1.3竖向地震作用效应(5) 9度设防且为60m以上高层建筑则：1.2重力荷载效应+1.3水平地震作用效应+1.3竖向地震作用效应+1.40.2风荷载效应。9、对建筑结构进行抗震分析时，抗震等级越

11、高，结构抗震性能的要求就越高？ 答：正确。10、对于框架结构，梁端负弯矩调幅是否需要考虑水平荷载？答：不需要。 11、房屋的顶层、结构转换层、平面复杂或开洞过大的楼板采用现浇整体式的目的是什么？答： 有整体性好，施工比较简便可靠，承载能力高。12、高层建筑的竖向荷载包括哪些？水平荷载包括哪些？答:竖向荷载:恒载、楼面及屋面活荷载、雪荷载。 水平荷载:风荷载和水平地震作用。第五章 1、框架结构中柱的反弯点高度比与哪些因素有关？答：结构总层数及该层所在的位置，梁柱线刚度比，荷载形势，上层梁与下层梁的线刚度比，上下层高比。3、在框架-剪力墙结构中，什么叫刚接体系？什么叫铰接体系？ 答：铰接体系：墙肢

12、之间没有连梁或有连梁而连梁很小，墙肢与框架柱之间没有连系梁的结构体系。刚接体系：墙肢之间有连梁或墙肢与框架之间有连系梁相连的结构体系。4、剪力墙的分类仅按墙面开洞率的大小确定？还是需要考虑整体想系数？ 答：按整体系数来判别：即连梁、墙肢刚度比a剪力墙的整体性程度如何，主要取决于连梁、墙肢刚度比值a1，可以忽略连梁对墙肢的约束作用，按独立墙肢计算a10连梁对墙肢的约束作用很强，按整体小开口墙计算，1a10，可按联肢墙进行计算综合考虑整体系数a和惯性矩比值 In/I 判别如下：1，可以忽略连梁对墙肢的约束作用，按独立墙肢计算 110，且In/I ，可按联肢墙进行计算10，且In/I ，按整体小开口

13、墙计算10，且In/I ，按壁式框架计算5、在水平荷载作用下框架结构主要发生什么变形？ 剪力墙主要发生什么变形？ 答：以剪切变形为主。以弯曲变形为主。6、剪力墙包括哪些类型？如何进行分类？其墙肢与连梁的内力和位移沿刚度分布的曲线受整体系数的影响有什么规律？ 答：按照洞口的大小和分布的不同，剪力墙可以划分为整体墙，联肢墙，不规整开洞剪力墙。按墙肢截面与与厚度之比分类：普通剪力墙：墙肢截面高度与厚度h/ b8；短肢剪力墙：墙肢截面高度与厚度之比h/ b=58；异型柱：墙肢截面高度与厚度之比h/ b5 (一般宜不大于4)。1. 联肢墙的侧移曲线呈弯曲型，整体系数越大，墙体的抗侧刚度越大，侧移减小。2

14、. 连梁内部沿高度分布特点：连梁最大剪力在中部某个高度处，向上；向下都逐渐减小。最大值的位置与整体系数有关，整体系数越大，最大值的位置越接近低截面。此外，整体系数增大，连梁剪力增大。3. 墙肢轴力与整体系数有关，因为墙肢轴力即该截面以上所有连梁剪力之和，当整体系数值加大时，连梁剪力加大，墙肢轴力也增大。4. 墙肢的弯矩也与整体系数值有关，与轴力正好相反，整体系数越大，墙肢弯矩越小。7、简述框架-剪力墙结构中框架与剪力墙各自的变形、受力特征，并说明其与刚度特征值的关系？答：1.在水平荷载作用下，框架呈剪切型变形，剪力墙呈弯曲型变形；在下部楼层，剪力墙拉着框架，承担了大部分水平力；在上部楼层，框架

15、拉剪力墙，按剪切型曲线变形，两者通过刚性楼板协同工作，共同抵抗水平荷载时，其侧向变形呈弯剪型；上下各层间变形趋于均匀，并减小了顶点位移。同时，框架各层间剪力趋于均匀，各层梁柱截面和配筋也趋于均匀。2、按层间位移等方法求剪力墙的合理数量，相应结构刚度特征值的选取方法：(1)抗震规范要求，剪力墙承受的底部地震弯矩不应小于底部地震总弯矩的50%，小于50%时框架抗震等级应按纯框架结构划分，因此2.4。(2)为使框架最大楼层剪力Vf,max0.2F EK，剪力墙数量不宜过多，因此，要求1.15。一般框架最大楼层剪力：Vf,max/ V0 =0.20.4之间较为合理。(3)1.152.4比较合理，一般情

16、况下，宜取=1.52.0。 8、框架结构在水平荷载作用下的计算方法有哪些？ 答：1、反弯点法，2、D值法改进的反弯点法；3、门架法9、在框架-剪力墙结构中，连接总框架与总剪力墙的连杆若是连梁，则整个体系称之为刚接体系？ 答：墙肢之间有连梁或墙肢与框架之间有连系梁相连。这些连系梁对墙肢和框架柱会起作用，视为刚接体系，采用刚接体系计算简图。10、结构的合力作用点与其抗侧移刚度中心不一致时，结构就可能会产生什么情况？ 答：平移变形，扭转。11、高层建筑结构的扭转计算中，什么叫“刚心”和“质心” ？ 答：质心：即结构平面的重心，质量的形心（质量分布均匀时为结构平面的形心）。刚度中心：各抗侧力结构的抗侧

17、刚度的中心。12、对于高层建筑结构，有2个什么基本假定？对于楼板刚度无穷大的假定，对楼板有什么要求？ 答：1平面结构假定：一片框架或剪力墙可以抵抗在本身平面内的侧向力，平面外刚度忽略不计可以计算平面结构的内力和位移；水平荷载作用方向假定: 水平荷载作用在房屋结构的的主轴方向及斜交结构方向（当斜交方向角大于15时）2.刚性假定楼板：楼板在自身平面内刚度无限大，平面外刚度忽略不计解决在水平荷载作用下各片平面结构之间的荷载分配问题；第六章 1、框架结构实现强柱弱梁的途径是什么？ 答：要控制梁、柱的相对强度，使塑性铰首先在梁端出现，尽量避免或减少柱子中的塑性铰。2、要使高层建筑结构有较好的延性，应该满

18、足哪些条件？答：（1）要保证框架结构有一定的延性，就必须保证梁、柱等构件具有足够的延性。钢筋混凝土构件的剪切破坏是脆性的，或者延性很小，因此，构件不能过早发生剪切破坏，也就是说弯曲(或压弯)破坏优于剪切破坏。(2) 在框架结构中，塑性铰出现在梁上较有为利。如图6.2(a)所示，在梁端出现的塑性铰数量可以较多而结构不致形成机构。每一个塑性铰都能吸收和耗散一部分地震能量，梁是受弯构件，而受弯构件都具有较好的延性。当塑性铰集中出现在梁端，而除柱脚外的柱端不出现塑性铰时称为梁铰机制。3、影响框架柱延性的因素有哪些？答：剪跨比，轴压比，箍筋。 4、什么叫框架柱和剪力墙的轴压比？其公式如何表达？各字母代表

19、什么？答： 轴向压力的设计值与混凝土抗压强度设计值和全截面面积。n=N/ fc*A。n轴压比， N柱轴力设计值 fc砼轴心抗压强度设计值 ，A柱或剪力墙的全截面积面积。5、影响框架梁、柱延性的因素各有哪些？ 框架梁：纵筋配筋率，剪压比 ，跨高比，塑性铰区的箍筋用量 框架柱：剪跨比，轴压比，箍筋6、如何体现“强柱弱梁”的设计原则？怎样调整梁柱的内力？ 答：通过调整梁柱之间的受弯承载力的大小，使塑性铰出现在梁端，即梁端屈服，避免柱端出铰。第七章 1、 剪力墙的延性设计包括哪些内容？ 答：剪跨比，轴压比，纵筋配筋率 ，箍筋配筋率。2、高层剪力墙结构，剪力墙的底部加强区范围如何确定？ 答：有地下室的房

20、屋建筑，底部加强部位都从地下室开始算起，部分框支剪力墙结构的剪力墙，底部加强部位高度，取框支层加框支层以上两层高度及落地剪力墙总高度的1/10,二者的最大值，其他结构的剪力墙，房屋的高度大于24米时，底部加强部位高度取底部两层和墙体总高度的1/10二者的最大值，房屋的高度不大于24米时，取底部一层，当结构计算嵌固，端位于地下一层的板底，或以下，底部加强部位向下延伸到计算嵌固端。3、剪力墙截面两端设置边缘构件的作用？和构造边缘构件如何区分？ 答：作用：提高剪力墙端部的极限压应变，在相对受压区高度相同的情况下能使墙肢延性增强。约束边缘构件：指用箍筋约束的暗柱、端柱和翼墙，其混凝土用箍筋约束，有比较大的变形能力。构造边缘构件相对约束边缘构件，其对混凝土约束较差。4、短肢剪力墙的抗震要求比一般剪力墙的抗震要求高还是低？ 答：低。由于短肢剪力墙抗震性能较差，地震区应用经验不多，考虑高层住宅建筑的安全，要求一般剪力墙不宜过少、短肢剪力墙的墙肢不宜过短。在允许高层建筑中采用短肢剪力墙的前提下，高规对短肢剪力墙的应用范围作了限制，并提出了一些加强措施仅供参考！