2022年高层建筑结构设计-苏原-第章习题.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第三章3.1 运算总风荷载和局部风荷载的目的是什么？二者运算有何异同？答：1总风荷载是建筑物各外表承担风作用力的合力,是沿高度变化的分布荷载,运算总风荷载的目的是为了运算抗侧力结构的侧移及各构件内力；局部风荷载是用于运算结构局部构件或围护构件与主体的连接；Wzz0s 1B 1 cos a 1s 2B2 cos a2.snB ncos a n2二者的异同：二者都用以下公式运算但运算局部风荷载的时候采纳的是部风荷载体型系数；3.2对图 3-13 结构的风荷载进行分析；图示风的作用下,各建筑立面的风是吸力仍是压力？是什么方向？结构的总风荷载是哪个方向

2、？假如要运算与其 成 90 方向的总风荷载,其大小与前者相同吗？为什么？3.3 运算一个框架 -剪力墙结构的总风荷载； 结构平面即图 3-13 的平面,16 层,层高 3m ,总高度为 48m ；由现行荷载标准上找出你所在地区的基本风压 值,按 50 年重现期运算；求出总风荷载合力作用线及其沿高度的分布；3.4 地震地面运动特性用哪几个特点量来描述？结构破坏与地面运动特性有什么关系？答：1 地震地面运动的特性可用三个量来描述：频谱和连续时间；强度由振幅值大小表示 、2结构破坏与地面运动特性有着亲密的关系,主要表现在：剧烈地震的加 速度或速度幅值一般很大, 但假如地震时间很短, 对建筑物的破坏性

3、可能不大；而有时地面运动的加速度或速度幅值并不太大,而地震波的杰出周期与结构的基本周期接近,或者振动时间很长,都可能对建筑物造成严峻影响；名师归纳总结 3.5什么叫地震地面运动的杰出周期？杰出周期与场地有什么关系？杰出周期第 1 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 与场地特点周期有何关系？答：1地震地面运动的杰出周期是指地震功率谱中能量占主要部分的周期；2杰出周期与场地的关系：硬土的杰出周期短；软土的杰出周期长；3杰出周期T 与特点周期Tg 间的关系应懂得为 : 二者都是场地固有周期T0 的不同猜测值 , 因猜测方法不同而冠以不同的名称；3

4、.6 地震作用与风荷载各有什么特点？答： 1地震作用的特点：地震时,由于地震波的作用产生地面运动,并通 过房屋基础影响上部结构, 使结构产生震惊, 这就是地震作用； 地震波会使房屋产生竖向震惊和水平震惊,一般对房屋的破坏主要是由水平振动造成；设计中主要考虑水平地震作用, 只有震中邻近的高烈度区或竖向振动会产生 严峻后果时, 才同时考虑竖向地震作用； 地震地面运动是一种随机振动；强烈地震时加速度峰值或速度峰值振幅往往很大,但假如地震时间很短,对建筑物的影响也可能不大；而有时地面运动的加速度或速度峰值并不太大,而地震波的特点周期与结构物的基本周期接近,可能对建筑物造成严峻影响；或者振动时间很长,

5、都2风荷载的特点：风的作用是不规章的,风压随着风速、风向的紊乱变化而不停的转变, 风荷载是随时间而波动的动力荷载,但在房屋设计中一般把它看成静荷载； 在设计抗侧力结构、 围护构件及考虑人们的舒服度时都要用 到风荷载；3.7 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？名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 答： 1小震指该地区50 年内超越概率为63% 的地震烈度,即众值烈度,又称多遇地震； 中震指该地区 50 年内超越概率为

6、 10% 的地震烈度, 又称为基本烈度或设防烈度；大震指该地区 度,又称为罕遇地震；50 年内超越概率为 2%3% 的地震烈2抗震设计目标要求：小震不坏,中震可修,大震不倒；这些目标是通过实行二阶段方法进行抗震设计来实现；3.8 什么是抗震设计的二阶段方法？为什么要采纳二阶段设计方法？答： 1抗震设计的二阶段方法：第一阶段为结构设计阶段,此阶段能实现小震不坏、中震可修、大震不倒的目标；其次阶段为验算阶段,此阶段用来检验是否到达了大震不倒的目标；2二阶段设计方法能够实现三水准抗震设防的目标,并能获得较好的经济效益,是一种比较成熟的方法,因此在抗震设计中采纳二阶段的方法；3.9 设计反应谱是通过什

7、么样的结构技术模型得到的？阻尼比对反应谱有什么影响？钢筋混凝土结构及钢结构的阻尼比分别多少？答： 1设计反应谱是通过单自由度弹性体系的结构技术模型得到的；2结构自振周期T时各阻尼肯定加速度反应谱均趋近于0,相互之间的差异越来越小；随着阻尼比的增大,不同阻尼值之间谱值相差越来越小；在谱平台段, 各周期处的谱值因阻尼而造成的差异差异不大,在下降段, 随着阻尼比增高,下降速率越来越低；不同阻尼比的反应谱特点周期略有变化,但阻尼比在 0.010.1 范畴之内变化不大；3一般钢筋混凝土结构阻尼比取0.05 ,钢结构取 0.02. 名师归纳总结 3.10什么是地震系数 k 、动力系数 和地震影响系数 ？写

8、出 、 、k 的表达第 3 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 式； 谱曲线有什么特点？答： 1地震系数 k x 0,max/ g ,即地面运动最大加速度与重力加速度的比值；动力系数 as / x 0,max,即结构最大加速度反应相对于地面最大加速度的放大系数；地震影响系数k；2由于同一烈度的 k 值为常数, 谱曲线外形与 谱曲线外形相同；3.11 什么是特点周期分组？对设计反应谱有什么影响？答： 1在相同烈度下,震中距离远近不同和震级大小不同的地震,产生的震害是不同的,假如距离震中较近,就地面运动的频率成分中短周期成分多,场地杰出周期短,

9、 对刚性结构造成的震害大, 长周期的结构反应较小； 假如距离震中远, 短周期振动衰减比较多, 场地杰出周期比较长, 就高柔的结构受地震影响大；抗震标准用设计分组,粗略的反应这一宏观现象；2在分组中,特点周期越大,反应谱曲线平台段越长,长周期结构的地震作用将加大；3.12 地震作用大小与场地有什么关系？请分析影响因素及其影响缘由；假如两幢相同建筑,基本自震周期是3s,建造地点都是属于第一组,分别建在类场地和类场地上, 它们地震作用相差多少？假如它们建筑地点分别为 第一组和第三组,都是建在类场地上,地震作用又相差多少？答： 1对于同一个设计地震分组,场地类别越高,特点周期越大,对长周 期结构越不利

10、；这是由于不同性质的土层对地震波包含的各种频率成分的吸 收和过滤成效不同,场地土愈软,软土掩盖层厚度愈大,场地类别就愈高,从而特点周期就愈大；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.13 运算水平地震作用有哪些方法？适用于什么样的建筑结构？答： 运算水平地震作用有两种方法：1 反应谱底部剪力法,它适用于高度不超过 40m 、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较匀称的结构；2振型分解反应谱法,除基本振型的影响外,高振型的影响比较大,一般高层建筑都要用振型反应谱法考虑多个振型的组合；振型分解反应谱法和空间结构振型分解反

11、应谱法；该方法又分为平面结构3.14 运算水平地震作用时,重力荷载怎么运算？各可变荷载的组合值系数为多少？答： 运算水平地震作用时,运算重力荷载即运算结构等效总重力荷载G eq 0.85 G ,其中 G 是结构总重力代表值,为各层重力荷载代表值之和；重力荷载代表值是指 100% 的恒荷载、 50%80% 的楼面活荷载和 50% 的雪荷载之和；3.15 用底部剪力法运算水平地震作用及其效应的方法和步骤如何？为什么在顶部有附加水平地震作用 . 答： 1用底部剪力法运算地震作用时,将多自由度体系等效为单自由度体系,只考虑结构基本自振周期运算总水平地震力,各个楼层；然后再按肯定规律安排到2在顶部附加水

12、平地震作用的缘由是为了考虑高振型对水平地震力沿高 度分布的影响；3.16 n 个自由度的结构有多少个频率和振型？频率和周期如何换算？运算结 构的频率和振型有哪些方法？为什么运算和实测的周期都要进行修正？如 何修正？名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 答： 1n 个自由度的结构有n 个频率和振型；频率和周期互为倒数；2运算结构的频率和振型的方法有：理论运算,半理论半体会公式和体会 公式三大类；3理论方法得到的周期比结构的实际周期长,缘由是运算中没有考虑填充墙等非结构构件对刚度的增大作用,实际结构的质量分布、 材料性能、

13、施工质量等也不像运算模型那么抱负, 如直接用理论周期值运算地震作用,就地震作用可能偏小,因此必需对周期值包括高振型周期值作修正；框架的修正系数取 0.60.7 ,框架 -剪力墙取 0.70.8 非承重填充墙较少时,取0.80.9 ,剪力墙结构取 1.0 ；另外通过实测方法得到的体会公式,也有局限性和误差,一方面,一个体会公式只适用于某类特定结构,结构变化,经验公式就不适用；另一方面,实测时,结构的变形很微小,实测的结构周期短,它不能反映地震作用下结构的实际变形和周期,因此要进行修正； 修正方法为：在应用的体会公式中将实测周期的统计回来值乘以1.11.5的加长系数；3.17 试述振型分解反应谱法

14、运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运算步骤： 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.在组合前分别运算每个振型的水平地震作用及其效应弯矩、轴 力、剪力、位移等；c.进行内力与位移的振型组合；2由于采纳了反应谱,由各振型的地震影响系数j 得到的等效地震力是振动过程中的最大值, 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到达最大值的时间一般并不相同,因此,不能简洁的将各振型的内力名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 和位移直接相加, 而是通过概

15、率统计将各个振型的内力和位移组合起来,即 振型组合；3.18 平面结构和空间结构一般各取多少个振型进行组合？振型参加系数与振 型参加等效重量 或质量公式有何区分？请参考空间振型的振型参加等效 重量公式怎么写？答： 1对于规章的、假定为平面结构的建筑,一般取前三个振型就够了；但假如建筑较高或柔,基本自振周期大于1.5s ,或房屋高度比大于5 时,或结构沿竖向刚度很不匀称时, 振型数应适当增加, 一般要取 56 个振型；如要求精确,可通过检验有效参加重量是否到达90% ；空间结构一般要取915 个振型,当建筑较高或结构沿竖向刚度很不匀称时,可取更多振型,名师归纳总结 参加组合的振型数应使振型参加等效重量到达总重量的90% ；第 7 页,共 7 页nx Gi12 平面振型的振型参加系数ji n2 x Gi平面振型的等效重量公式i 1nx Gi2Gji12 x Gini13 空 间 振 型 ： x方 向 地 震 作 用 第j振 型 的 振 型 参 与 系 数 ：3 n3nxji1x G i/i12 x ji2 y ji2r i2 Giji3n3n等效重量公式：Gxji1x Gi2/i1x2y22ri2Gijijiji- - - - - - -