2023年高层建筑结构设计复习试题含答案.docx
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1、育层建筑秸构微行名词解释1 .高层建筑:1 0层及1 0层以上或房屋高度大于281n的建筑物。2 .房屋高度:H室外地面至房屋重要屋面的高度。3 .框架结构:由梁和柱为重要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。4 .剪力墙结构:由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。5 .框架一剪力墙结构:由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。6 .转换结构构件:完毕上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而 设立的结构构件,涉及转换梁、转换桁架、转换板等。7 .结构转换层:不同功能的楼层需要不同的空间划分,因而上下层之间就需要结构形式和结构布置 轴线的改变,这就需要在上下层之间设
2、立一种结构楼层,以完毕结构布置密集、墙柱较多的上层 向结构布置较稀疏、墙术较少的下层转换,这种结构层就称为结构转换层。(或说转换结构构件 所在的楼层)8 .剪重比:楼层地震剪力系数,即某层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值。9 .刚重比:结构的刚度和重力荷载之比。是影响重力效应的重要参数。10 .抗推刚度(D):是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。11 .结构刚度中心:各抗侧力结构刚度的中心。12 .主轴:抗侧力结构在平面内为斜向布置时,设层间剪力通过刚度中心作用于某个方向,若结构产 生的层间位移与层间剪力作用的方向一致,则这个方向称为主轴方向。13 .剪切变形:下部层间变形(
3、侧移)大,上部层间变形小,是由梁柱弯曲变形产生的。框架结构的变 形特性是呈剪切型的。14 .剪力滞后:在水平力作用下,框筒结构中除腹板框架抵抗倾复力矩外,翼缘框架重要是通过承受 轴力抵抗倾复力矩,同时梁柱都有在翼缘框架平面内的弯矩和剪力。由于翼缘框架中横梁的弯曲 和剪切变形,使翼缘框架中各柱轴力向中心逐渐递减,这种现象称为剪力滞后。15 .延性结构:在中档地震作用下,允许结构某些部位进入屈服状态,形成塑性较,这时结构进入弹塑 性状态。在这个阶段结构刚度减少,地震惯性力不会很大,但结构变形加大,结构是通过塑性变 形来耗散地震能量的。具有上述性能的结构,称为延性结构。16 .弯矩二次分派法:就是将
4、各节点的不平衡弯矩,同时作分派和传递,第一次按梁柱线刚度分派固端抗震结构都要设计成延性结构,重要是通过设计具有足够延性的构件来实现。由于地震(大小、时间、地点等)的不拟定性,计算参数也难于拟定,在地震作用下构件达成的 值很难通过计算得到。值则和截面内力性质,构件材料,配筋方式及配筋数量等许多因素有关, 也不宜定量计算。因此在工程设计中不用4来验算延性规定,而是以结构的抗震等级代替延性规定。 不同抗震等级的结构构件有不同的配筋规定。也即在抗震结构中,结构和构件的延性规定是通过抗震 构造措施来实现的。3 .多高层建筑结构的基础有哪些形式?如何选择?答:多、高层建筑的基础类型有单独基础、条形基础、十
5、字交叉条形基础、片筏基础、箱形基础和桩 基础等。基础类型的选择与场地工程地质及水文地质条件、房屋的使用规定及荷载大小、上部结构对不均匀沉 降的适应限度以及施工条件等因素有关。在京开幕下单独基础合用于上部结构荷载较小或地基条件较 好的情况;条形基础通常沿柱列布置,它将上部结构较好地连成整体,可减少差异沉降量;十字交叉条 形基础比条形基础更加增强基础的整体性,它合用于地基土质较差或上部结构的荷载分布在纵横两方 向都很不均匀的房屋;本地基土质较差,采用条形基础也不能满足地基的承载力和上部结构允许变形 的规定,或当房屋规定基础具有足够的刚度以调节不均匀沉降时,可采用片筏基础;若上部结构传来的 荷载很大
6、,需进一步增大基础的刚度以减少不均匀沉降时,可采用箱形基础;桩基础也是多、高层建筑 常用的一种基础形式,它合用于地基的上层土质较差、下层土质较好,或上部结构的荷载较大以及上 部结构对基础不均匀沉降很敏感的情况。4 .拟定建筑结构基础埋深时应考虑哪些问题?答:(1)建筑物的用途,有无地下室、设备基础和地下设施,基础的形式和构造;(2)作用在地基上的荷载大小和性质;(3)工程地质和水文地质条件;(4)相邻建筑物的基础埋深;(5)地基土冻胀和融陷的影响。5.简述片筏基础设计的重要内容。答:片筏基础是多、高层房屋中常用的一种基础形式,有平板式和肋梁式两类。设计内容涉及拟定基础尺寸、基底反力计算和地基承
7、载力验算、基础内力和配筋计算、构造规定等。具体内容略。第三章荷载及设计规定(一)填空题.高层建筑结构重要承受有向荷载,风荷载和地震作用等。1 .目前,我国钢筋混凝土高层建筑框架、框架一剪力墙结构体系单位面积的重量(恒载与活荷载)大 约为12、14kN/nr;剪力墙、筒体结构体系为141 6 kN/m。2 .在框架设计中,一般将竖向活荷载按整考虑,不再一一考虑活荷载的丕利布置。假如活荷载较大, 可按满载布置荷载所得的框架梁跨中弯矩乘以1 .广1 . 2的系数加以放大,以考虑活荷载不利分布所 产生的影响。4抗震设计时高层建筑按其使用功能的重要性可分为甲类建筑、乙类建筑、丙类建筑等三类。5 .高层建
8、筑应按不同情况分别采用相应的地震作用计算方法 高度不超过4 0m,以剪切变形为主, 刚度与质量沿高度分布比较均匀的建筑物,可采用底部剪力法;高度超过40m的高层建筑物一般采 用振型分解反映谱方法;刚度与质量分布特别不均匀的建筑物、甲类建筑物等,宜采用时程分析法 进行补充计算。,.在计算地震作用时,建筑物重力荷载代表值为永久荷载和有关可变荷载的组合值之和。6 .在地震区进行高层建筑结构设计时,要实现延性设计,这一规定是通过抗震构造措施来实现的;对框 架结构而言,就是要实现强柱弱梁、强剪弱弯、强节点和强锚固。7 . A级高度钢筋混凝土高层建筑结构平面布置时,平面宜简朴、规则、对称、减少偏心。8 .
9、高层建筑结构通常要考虑承载力、侧移变形、稳定、倾复等方面的验算。(二)选择题.在下列地点建造相同的高层建筑,什么地点承受的风力最大? A a.建在海岸;b.建在大城市郊区;c .建在小城乡;d.建在有密集建筑群的大城市市区。1 .在设计高层建筑风荷载标准值时,下列何种情况风荷我应乘以大于1的风振系数? B a.高度大于50m,且高宽比大于1.5的高层建筑;b.高度大于3 0 m,且高宽比小于1. 5的高层建筑;.c.高度大于5 0 m,且高宽比大于4的高层建筑;d.高度大于40m,且高宽比大于3的高层建筑。2 .有设计特别重要和有特殊规定的高层建筑时,标准风压值应取重现期为多少年? D a.
10、30 年; b. 5 0 年; c. 8 0 年; d. 12 0 2 3。3 .多遇地震作用下层间弹性变形验算的重要目的是下列所述的哪种? C a .防止结构倒塌;b.防止结构发生破坏;c.防止非结构部分发生过重的破坏;d.防止使人们惊恐。4 .抗震设防的高层建筑,对竖向地震作用的考虑,下列哪项是符合规定的? B 8度、9度设防时应考虑竖向地震作用;a. 9度设防时应考虑竖向地震作用与水平地震作用的不利组合;8度设防的较高建筑及9度设防时应考虑竖向地震作用与水平地震作用的不利组合;d . 7度设防的较高建筑及8度、9度设防时应考虑竖向地震作用与水平地震作用的不利组合。5 .当高层建筑结构采用
11、时程分析法进行补充计算所求得的底部剪力小于底部剪力法或振型分解反映 谱法求得的底部剪力的80%时,其底部剪力应按下列何值取用? B a.按9 0 %取用;b.至少按80%取用;c.至少按75%取用;d.至少按85%取用。6 .采用底部剪力法计算地震作用的高层建筑结构是(D )。A、406的建筑结构B、以剪切变形为主的建筑结构C、H 3 74 8.3 kN D、2204. 9kN.计算高层建筑风荷载标准值时,取风振系数乩1的标准是(D)A、高度大于50m的建筑B、高度大于5 0m且高宽比大于1 . 5的建筑C、高宽比大于5的建筑 D、高度大于30m且高宽比大于1.5的建筑1 1.某一钢筋混凝土框
12、架一剪力墙结构为丙类建筑,高度为65m,设防烈度为8度,【类场地,其剪力 墙抗震等级为(B)oA、一级 B、二级 C、三级 D、四级(三)判断题.”小震不坏,中震可修,大震不倒是建筑抗震设计三水准的设防规定。所谓小震是指5 0年设计基 如期内,超越概率大于1 0%的地震。x 1 .建筑设防烈度为8度时,相应的地震波加速度峰值当量取0.12 5 g(g为重力加速度)。x.建筑根据其抗震重要性分四类,当为乙类建筑时,可按本地区的设防烈度计算地震作用,按提高1 度采用抗震措施。2 .房屋的顶层、结构转换层、平面复杂或开洞过大的楼层楼面结构,应采用装配整体式楼面结构符 合高层建筑混凝土结构技术规程(J
13、G J3-91 )的规定。x .高层建筑结构在计算内力时,对楼面活荷载的考虑,应根据活荷载大社区别对待。x 3 .有抗震设防的高层建筑,沿烧向结构的侧向刚度有变化时,下层刚度应不小于相邻的上层刚度的0 %,连续三层刚度逐层减少后,不小于减少前刚度的50%。 J 7.高层建筑结构倾覆计算时,应按风荷载或水平地震作用计算倾覆力矩设计值,抗倾覆的稳定力矩不 应小于倾覆力矩设计值。计算稳定力矩时,楼层活荷载取50%,恒荷载取9 0%。x(四)问答题.高层建筑结构设计时应考虑哪些荷载或作用?答:高层建筑和高耸结构重要承受竖向荷载、风荷载和地震作用等。与多层建筑有所不同,由于高层 建筑的竖向力远大于多层建
14、筑,在结构内可引起相称大的内力;同时由于高层建筑的特点,水平荷载的影响显著增长。1 .对高层建筑结构进行竖向荷载作用下的内力计算时,是否要考虑活荷载的不利布置?答:对高层建筑,在计算活荷载产生的内力时,可不考虑活荷载的最不利布置。这是由于目前我国钢筋 混凝土高层建筑单位面积的重量大约为1 2MkN/n?(框架、框架一剪力墙结构体系)和1 41 6 kN/ m“剪力墙、简体结构体系),而其中活荷载平均值约为2. OkN/nd左右,仅占所有竖向荷载技左 右,所以楼面活荷载的最不利布置对内力产生的影响较小另一方面,高层建筑的层数和跨数都很多, 不利布置方式繁多,难以一一计算。为简化计算,可按活荷载满
15、布进行计算,然后将梁跨中弯矩乘以 1. I 一 1.2的放大系数。2 .结构承受的风荷载与哪些因素有关?答:当计算承重结构时,垂直于建筑物表面上的风荷载标准值以应按下式计算:软=B卅JL%式中 叫风荷载标准值,kN7m2;。基本风压;4风荷载体型系数,应按荷载规范第7. 3节的规定采用;工风压高度变化系数;生高度z处的风振系数。对于围护结构,由于其刚性一般较大,在结构效应中可不必考虑其共振分量,此时可仅在平均风压 的基础上,近似考虑脉动风瞬间的增大因素,通过阵风系数进行计算。其单位面积上的风荷载标准值 软应按下式计算:砥=0中氏凡。式中 外高度z处的阵风系数。3 .高层结构计算时,基本风压、风
16、荷载体型系数和高度变化系数应分别如何取值?答:基本风压系以本地比较空旷平坦地面上离地1 0m高记录所得的50年一遇1 Omi n平均最大风速 “。(单位:kN/卡)为标准,按为=说600拟定的风压值。它应按荷载规范全国基本风压分 布图及附录D. 4给出的数据采用,但不得小于0. 3 kN/m对于高层建筑、高耸结构以及对风荷载比 较敏感的高层结构,基本风压分布图及附录D. 4规定的基本风压值乘以1. 1的系数后采用。风压高度变化系数按荷载规范取用。风速大小与高度有关,一般地面处的风速较小,愈向上 风速愈大。但风速的变化还与地貌及周边环境有关。风荷载体型系数是指风作用在建筑物表面上所引起的实际风压
17、与基本风压的比值,它描述了建筑 物表面在稳定风压作用下的静态压力的分布规律,重要与建筑物的体型和尺寸有关,也与周边环境和 地面粗糙度有关。在计算风荷载对建筑物的整体作用时,只需按各个表面的平均风压计算,即采用各个表面的平均 风载体型系数计算。对高层建筑,风荷载体型系数与建筑的体型、平面尺寸等有关,可按下列规定采用;(1)圆形平面建筑取0. 8 o(2)正多边形及截角三角形平面建筑,按下式计算:氏=0.8 + 1.2a/w式中多边形的边数;(3)高宽比H/B不大于4的矩形、方形、十字形平面建筑取1. 3。(4)下列建筑取1.4:1) V形、Y形、弧形、双十字形、井字形平面建筑;2) L形、槽形和
18、高宽比H/B大于4的十字形平面建筑;3)高宽比H/B大于4,长宽比L/ B不大于1.5的矩形、鼓形平面建筑。(5 )在需要更细致进行风荷载计算的情况下;可按高层规范附录A采用,或由风洞实验拟定。 在计算风荷载对建筑物某个局部表面的作用时,需要采用局部风荷载体型系数,用于验算表面围护结 构及玻璃等的强度和构件连接强度。檐口、雨篷、遮阳板、阳台等水平构件计算局部上浮风荷载时, 风荷载体型系数不宜于于2.0。5 .计算地震作用的底部剪力法合用于什么情况?答:高度不超过40m,以剪切变形为主,刚度与质量沿高度分布比较均匀的建筑物,可采用底部剪力法 计算地震作用。6 .何谓反映谱?底部剪力法和振型分解反
19、映谱法在地震作用计算时有何异同?答:根据大量的强震记录,求出不同自振周期的单自由度体系地震最大反映,取这些反映的包线,称为 反映谱。以反映谱为依据进行抗震设计,则结构在这些地震记录为基础的地震作用下是安全的,这种 方法称为反映谱法。运用反映谱,可不久求出各种地震干扰下的反映最大值,因而此法被广泛应用。 以反映谱为基础,有两种实用方法。(1)振型分解反映谱法此法是把结构作为多自由度体系,运用反映谱进行计算。对于任何工程结构,均可用此法进行地震 分析。(2)底部剪力法对于多自由度体系,若计算地震反映时重要考虑基本振型的影响,则计算可以大大简化,此法为底 部剪力法,是一种近似方法。运用这种方法计算时
20、,也是要运用反映谱。它合用于高度不超过40m,以 剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构。用反映谱计算地震反映,应解决两个重要问题:计算建筑结构的重力荷载代表值;根据结构的自振 周期拟定相应的地震影响系数。7 .在计算地震作用时,什么情况下采用动力时程分析法计算,有哪些规定?答:采用动力时程分析时,应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于两组实际地震记录和一组人 工模拟的加速度时程曲线,其平均地震影响系数曲线应与振型分解反映谱法所采用的地震影响系数曲 线在记录意义上相符;地震波的连续时间不宜小于建筑结构基本自振周期的34倍,也不宜小于12s, 时间间隔可取
21、0. 0 1s或0.02 s ;且按照每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不应小于振型分解 反映谱法求得的底部剪力的6 5 %,多条时程曲线计算所得的结构底部剪力的平均值不应小于振型分解 反映谱法求得的底部剪力的8 0 %。8 .在什么情况下需要考虑竖向地震作用效应?答:8度及9度抗震设防时,水平长悬臂构件、大跨度结构以及结构上部楼层外挑部分要考虑竖向地 震作用。8度和9度设防时竖向地震作用的标准值,可分别取该结构或构件承受的重力荷载代表值的 10%和20%进行计算。9 .什么是荷载效应组合?有地震作用组合和无地震作用组合表达式是什么?答:结构或结构构件在使用期间,也许碰到同时承受永久荷载和两种
22、以上可变荷载的情况。但这些荷载 同时都达成它们在设计基如期内的最大值的概率较小,且对某些控制截面来说;并非所有可变荷载同 时作用时其内力最大。按照概率记录和可靠度理论把各种荷载效应按一定规律加以组合,就是荷载效 应组合。高层建筑混凝土结构设计规程规定高层建筑结构的荷载效应和地震作用效应组合的表达式如下:(1)无地震作用效应组合时:S - YgGK + qYqSQK + V/w/w WK式中S荷载效应组合的设计值;九,,九,分别为永久荷载、楼面活荷载和风荷载的分项系数;Sgk,Sqk,Swa_分别为永久荷载、楼面活荷载和风荷载效应标准值。分别为楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数,当永久荷载效
23、应起控制作用时应 分别取07和0.0;当可变荷载效应起控制作用时应分别取1.。和0.6或0.7和1.0。(2)有地震作用效应组合时:S = YgSge + /助 5助& + yEVSEvk + iwywSWK式中S荷载效应与地震作用效应组合的设计值Sge重力荷载代表值效应;S饭一水平地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数或调整系数; S&*竖向地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数或调整系数; 九,7励,废v,/w相应的作用分项系数;必V 风荷载的组合值系数,应取0.2。10 .高层建筑按空间整体工作计算时,要考虑哪些变形? (10分)梁的弯曲、剪切、扭转变形,必要时考虑轴向变形;
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