高层建筑结构设计各章节试题及答案24077.pdf
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1、-.z.高层建筑构造复习题及答案1 名词解释 1.高层建筑:10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物。2.房屋高度:自室外地面至房屋主要屋面的高度。3.框架构造:由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的构造。4.剪力墙构造:由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的构造。6.框架剪力墙构造:由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的构造。9.转换构造构件:完成上部楼层到下部楼层的构造型式转变或上部楼层到下部楼层构造布置改变而设置的构造构件,包括转换梁、转换桁架、转换板等。17.构造转换层: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构造形式和构造布置轴线的改变,这就需要在上下层之间设置
2、一种构造楼层,以完成构造布置密集、墙柱较多的上层向构造布置较稀疏、墙术较少的下层转换,这种构造层就称为构造转换层。或说转换构造构件所在的楼层 21.剪重比:楼层地震剪力系数,即*层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值。22.刚重比:构造的刚度和重力荷载之比。是影响重力P效应的主要参数。23.抗推刚度D:是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。24.构造刚度中心:各抗侧力构造刚度的中心。28.主轴:抗侧力构造在平面为斜向布置时,设层间剪力通过刚度中心作用于*个方向,假设构造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。33.剪切变形:下部层间变形侧移大,上部层间变形小
3、,是由梁柱弯曲变形产生的。框架构造的变形特征是呈剪切型的。42.剪力滞后:在水平力作用下,框筒构造中除腹板框架抵抗倾复力矩外,翼缘框架主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。55.延性构造:在中等地震作用下,允许构造*些部位进入屈服状态,形成塑性铰,这时构造进入弹塑性状态。在这个阶段构造刚度降低,地震惯性力不会很大,但构造变形加大,构造是通过塑性变形来耗散地震能量的。具有上述性能的构造,称为延性构造。61.弯矩二次分配法:就是将各节点的不平衡弯矩,同时作分配和传递,第一
4、次按梁柱线刚度分配固端弯矩,将分配弯矩传递一次传递系数C=1/2,再作-.z.一次分配即完毕。第一章概论 一填空题 1、我国高层建筑混凝土构造技术规程(JGJ32002)规定:把10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物称为高层建筑,此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。2高层建筑设计时应该遵循的原则是平安适用,技术先进,经济合理,方便施工。3复杂高层构造包括带转换层的高层构造,带加强层的高层构造,错层构造,多塔楼构造。48度、9度抗震烈度设计时,高层建筑中的大跨和长悬臂构造应考虑竖向地震作用。5高层建筑构造的竖向承重体系有框架构造体系,剪力墙构造体系,框架剪力墙构造体系,筒体构造
5、体系,板柱剪力墙构造体系;水平向承重体系有现浇楼盖体系,叠合楼盖体系,预制板楼盖体系,组合楼盖体系。6高层构造平面布置时,应使其平面的质量中心和刚度中心尽可能靠近,以减少扭转效应。7高层建筑混凝土构造技术规程JGJ3-2002适用于10层及10层以上或房屋高度超过28m的非抗震设计和抗震设防烈度为6至9度抗震设计的高层民用建筑构造。9 三种常用的钢筋混凝土高层构造体系是指框架构造、剪力墙构造、框架剪力墙构造。(三)判断题-.z.1高层构造应根据房屋的高度、高宽比、抗震设防类别、场地类别、构造材料、施工技术等因素,选用适当的构造体系。2我国高层建筑混凝土构造技术规程规定,高层建筑不应采用严重不规
6、则的各种构造体系。3异型柱框架构造和普通框架构造的受力性能和破坏形态是一样的。4高层建筑宜选用对抵抗风荷载有利的平面形状,如圆形、椭圆形、方形、正多边形等。5高层构造只在使用功能上有要求时才设置地下室。6高层构造的概念设计很重要,它直接影响到构造的平安性和经济性 (四)简答题 1我国对高层建筑构造是如何定义的?答:我国高层建筑混凝土构造技术规程(JGJ32002)规定:10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物称为高层建筑,此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。2高层建筑构造有何受力特点?答:高层建筑受到较大的侧向力(水平风力或水平地震力),在建筑构造底部竖向力也很大。在高层建筑中
7、,可以认为柱的轴向力与层数为线性关系,水平力近似为倒三角形分布,在水平力作用卞,构造底部弯矩与高度平方成正比,顶点侧移与高度四次方成正比。上述弯矩和侧移值,往往成为控制因素。另外,高层建筑各构件受力复杂,对截面承载力和配筋要求较高。3高层建筑侧向位移如何控制?答:高层建筑应具有足够的刚度,防止产生过大的位移而影响构造的束载力、稳-.z.定性和使用要求。1弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比hue/宜符合以下规定:1)高度不大于150m的高层建筑,比值不宜大于如表211所述规定。表211 构造类型 限值 框架 1/550 框架剪力墙、框架核心筒、板柱剪力墙 1/800 筒中筒、剪力墙 1/1
8、000 框支层 1/1000 2)高度等于或大于250m的高层建筑,hue/不宜大于1/500。3)高度在150200m之间时,hue/在第一条和第二条之间线性插。2高层构造在罕遇地震作用下薄弱层弹塑性变形验算,应符合以下规定:1)以下构造应进展弹塑性变形验算:79度时楼层屈服强度系数小于0.5的框架构造;甲类建筑和9度设防的乙类建筑;采用隔震和消能技术的建筑。2)以下构造宜进展弹塑性变形验算:7度设防的、类场地和8度设防的乙类建筑;板柱一剪力墙构造;9度且高于60米、8度、类场地高于80米、8度、类场地高于100米且竖向不规则的高层建筑构造。3)构造薄弱层层间弹塑性位移与层高之比hup/应符
9、合表2-1-2所列要求:表2-1-2 构造类型 限值-.z.框架 1/50 框架剪力墙、框架核心筒、板柱剪力墙 1/100 筒中筒、剪力墙 1/120 框支层 1/120 5简述高层建筑构造布置的一般原则。答:高层房屋平面宜简单、规则、对称,尽量减少复杂受力和扭转受力,尽量使构造抗侧刚度中心、建筑平面形心、建筑物质量中心重合,以减少扭转。高层建筑,其平面形状可以是方形、矩形和圆形,也可以采用L形、T形、十字形和Y形。但平面尺寸要满足有关规要求。高层构造房屋竖向的强度和刚度宜均匀、连续,无突变。防止有过大的外挑和收,防止错层和局部夹层,同一楼层楼面标高尽量统一,竖向构造层间刚度上下均匀,加强楼盖
10、刚度,以加强连接和力的传递。同时,建筑物高宽比要满足有关规定,并按要求设置变形缝。(五)画图题 1、画出构造力、位移与高度关系图。P1图11 第二章高层建筑构造设计根本原则(一)填空题 1地基是指支承根底的土体,天然地基是指根底直接建造在未经处理的天然土层上的地基。2当埋置深度小于根底底面宽度或小于5m,且可用普通开挖基坑排水方法建造的根底,一般称为浅根底。-.z.3,为了增强根底的整体性,常在垂直于条形根底的另一个方向每隔一定距离设置拉梁,将条形根底联系起来。4 根底的埋置深度一般不宜小于0.5m,且根底顶面应低于设计地面100mm以上,以免根底外露。5在抗震设防区,除岩石地基外,天然地基上
11、的箱形和筏形根底,其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;桩箱或桩筏根底的埋置深度不计桩长不宜小于建筑物高度的1/181/20。6当高层建筑与相连的裙房之间设置沉降缝时,高层建筑的根底埋深应大于裙房根底的埋深至少2m。7当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝时,宜在裙房一侧设置后浇带,其位置宜设在距主楼边柱的第二跨。8当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝和后浇带时,应进展地基变形验算。9基床系数即地基在任一点发生单位沉降时,在该处单位面积上所需施加压力值。10 偏心受压根底的基底压应力应满足maxpaf2.1、af和2minmaxppp的要求,同时还应防止根底转动过大。11在比拟均匀的地基上
12、,上部构造刚度较好,荷载分布较均匀,且条形根底梁的高度不小于1/6柱距时,地基反力可按直线分布,条形根底梁的力可按连续梁计算。当不满足上述要求时,宜按弹性地基梁计算。12十字穿插条形根底在设计时,忽略地基梁扭转变形和相邻节点集中荷载的影响,根据静力平衡条件和变形协调条件,进展各类节点竖向荷载的分配计算。-.z.13在高层建筑中利用较深的根底做地下室,可充分利用地下空间,也有根底补偿概念。如果每根底面积上墙体长度400mm,且墙体水平截面总面积不小于根底面积的1/10,且根底高度不小于3m,就可形成箱形根底。(二)选择题 1持力层是指:A a与根底底面相接触的第一层土层 b根底底面以下到基岩处的
13、土层 c建筑构造周边的土层 d建筑构造下边的土层 2与根底类型的选择无关的因素是:B a工程地质及水文地质条件 b相邻建筑物的根底类型 c建筑物的荷载 d施工条件 3根底的埋置深度一般是指:C a自标高0.00处到根底底面的距离 b自标高0.00处到根底顶面的距离 c自室外地面到根底底面的距离 d自室外地面到根底顶面的距离 4关于根底埋深,以下错误的选项是:C a在满足地基稳定和变形条件的前提下,根底宜浅埋 b当上层土的承载力大于下层土时,宜利用上层土作为持力层 c根底宜埋置在地下水位以下 d位于岩石地基上的高层建筑,其根底埋深应满足抗滑要求 5以下说确的是:B a无限长梁中梁一端的挠度始终不
14、为零 b 当任意荷载作用点距近梁端的距离2x,同时距较远端的距离2x时,则对该荷载的作用而言,此梁属半无限长梁;-.z.c当荷载作用点距根底梁两端的距离均小于2时,则对该荷载的作用而言,此梁称为有限长梁;d对柔度较大的梁,可直接按有限长梁进展简化计算。6条形根底梁的力按连续梁计算后,D a直接按力计算结果配筋 b边跨跨中弯矩宜乘以1.1的系数,第一支座的弯矩值宜乘以1.2的系数 c边跨跨中弯矩及第一支座的弯矩值宜乘以1.1的系数 d边跨跨中弯矩及第一支座的弯矩值宜乘以1.2的系数 7对无地下室及抗震设防等级为二级的框架构造,其筏板根底设计时,应将柱根组合的弯矩设计值乘以增大系数:B a1.2
15、b1.25 c1.3 d1.5 8设防烈度为7度,屋面高度为H=40m高层建筑构造,哪种构造类型的防震缝的最小宽度最大。A A、框架构造 B、框架剪力墙构造C、剪力墙构造 D、三种类型的构造一样大 9两幢相邻建筑,按8度设防,一幢为框架筒体构造,50m高,另一幢为框架构造,30m高。假设设沉降缝,需设多大缝宽。D A、保证地下室墙之间有 100mm宽的缝即可 B、170mm C、303mm D、大于170mm;10框筒构造中剪力滞后规律哪一个是不对的?D A、柱距不变,加大梁截面可减小剪力滞后 B、构造上部,剪力滞后减小 C、构造正方形时,边长愈大,剪力滞后愈大 D、角柱愈大,剪力滞后愈小(三
16、)判断题 1当上部构造的荷载分布比拟均匀,地基也比拟均匀时,条形根底一般沿房屋横向布置。-.z.2当存在相邻建筑物时,新建建筑物根底的埋深一般不宜大于原有建筑根底的埋深。3文克尔地基模型是将地基看作是由无数小土柱组成,并假定各土柱之间存在着摩擦力。4无限长梁是指在梁上任一点施加荷载时,沿梁长度方向上各点的挠度随离荷载距离的增加而逐渐减小,最终两端挠度趋近于零。5柱下条形根底的混凝土强度等级不应低于C15。6筏形根底的混凝土强度等级不应低于C25。7只有当梁板式筏基的根底混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时,才应验算底层柱下根底梁顶面的局部受压承载力。(四)问答题 1防震缝、伸缩缝和沉降缝在什
17、么情况下设置?在高层建筑中,特别是抗震构造中,怎么处理好这三种维?以下情况宜设防震缝:1平面各项尺寸超限而无加强措施。2房屋有较大错层。3各局部构造的刚度或荷载相差悬殊而又未采取有效措施。当超过下表限值时,应设伸缩缝。构造类型 施工方法 最大间距m 框架 框架剪力墙 装配式 75 现浇 外墙装配 65 外墙现浇 55-.z.剪力墙 外墙装配 65 外墙现浇 45 裙房与主体构造高度相差悬殊,重量亦是时,会产生相当大的沉降差,宜设沉降缝。变形缝尽可能不设,如果设要使三缝合一。2为什么抗震构造的延性要求不通过计算延性比来实现?抗震构造都要设计成延性构造,主要是通过设计具有足够延性的构件来实现。由于
18、地震大小、时间、地点等的不确定性,计算参数也难于确定,在地震作用下构件到达的值很难通过计算得到。值则和截面力性质,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 来验算延性要求,而是以构造的抗震等级代替延性要求。不同抗震等级的构造构件有不同的配筋要求。也即在抗震构造中,构造和构件的延性要通过抗震构造措施来实现的。3多高层建筑构造的根底有哪些形式?如何选择?答:多、高层建筑的根底类型有单独根底、条形根底、十字穿插条形根底、片筏根底、箱形根底和桩根底等。根底类型的选择与场地工程地质及水文地质条件、房屋的使用要求及荷载大小、上部构造对不均匀沉降的适应程度以及施工条件
19、等因素有关。在京开幕下单独根底适用于上部构造荷载较小或地基条件较好的情况;条形根底通常沿柱列布置,它将上部构造较好地连成整体,可减少差异沉降量;十字穿插条形根底比条形根底更加增强根底的整体性,它适用于地基土质较差或上部构造的荷载分布在纵横两方向都很不均匀的房屋;当地基土质较差,采用条形根底也不能满足地基的承-.z.载力和上部构造容许变形的要求,或当房屋要求根底具有足够的刚度以调节不均匀沉降时,可采用片筏根底;假设上部构造传来的荷载很大,需进一步增大根底的刚度以减少不均匀沉降时,可采用箱形根底;桩根底也是多、高层建筑常用的一种根底形式,它适用于地基的上层土质较差、下层土质较好,或上部构造的荷载较
20、大以及上部构造对根底不均匀沉降很敏感的情况。4确定建筑构造根底埋深时应考虑哪些问题?答:(1)建筑物的用途,有无地下室、设备根底和地下设施,根底的形式和构造;(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)相邻建筑物的根底埋深;(5)地基土冻胀和融陷的影响。5简述片筏根底设计的主要容。答:片筏根底是多、高层房屋中常用的一种根底形式,有平板式和肋梁式两类。设计容包括确定根底尺寸、基底反力计算和地基承载力验算、根底力和配筋计算、构造要求等。具体容略。第三章荷载及设计要求 (一)填空题 1高层建筑构造主要承受竖向荷载,风荷载和地震作用等。2目前,我国钢筋混凝土高层建筑框架、框
21、架剪力墙构造体系单位面积的重量恒载与活荷载大约为1214kNm2;剪力墙、筒体构造体系为1416kNm2。3在框架设计中,一般将竖向活荷载按满载考虑,不再一一考虑活荷载的不利-.z.布置。如果活荷载较大,可按满载布置荷载所得的框架梁跨中弯矩乘以1.11.2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40m,以剪切变形为主,刚度与质量沿高度分布比拟均匀的建筑物,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响谱方法;刚度与质量分
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- 高层建筑 结构设计 各章 试题 答案 24077
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