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高层建筑结构设计考题精选

高层建筑结构设计考题精选
高层建筑结构设计考题精选

1、我国国家标准GB50011-2010《建筑抗震设计规范》中规定设防烈度为6度及以上的地区,建筑物必须进行抗震设计。

2、高层框架结构的水平位移计算中,总水平位移可分为梁柱弯曲变形引起侧移和柱轴向变形引起侧移两部分。

3、受力钢筋的连接接头宜设置在构件受力较小部位,抗震设计时,宜避开梁端、柱端箍筋加密区范围。

4、带边框剪力墙结构中的框架梁可以保留,也可以做成宽度与墙厚相同的暗梁,其截面高度可取为墙厚的 2 倍或与该片框架梁截面高度相同。

5、除可用简化方法计算薄弱层的弹塑性变形的高层建筑结构外,其余高层建筑结构的薄弱层弹塑性变形可采用弹塑性静力或动力分析方法验算来计算。

6、筒体可以是由剪力墙构成的空间薄壁筒体,也可以是由密柱框架形成的框筒构成。

7、验算高层建筑结构稳定时,考虑到二阶效应分析的复杂性,可只考虑结构的重力对二阶效应的影响。

8、在框架-剪力墙结构中,框架与剪力墙连系的方式可分为两种:通过刚性楼板连系的铰接体系和通过连系梁框架和前力墙连系的刚性体系。

9、运用分层法计算竖向荷载作用下结构的内力,上层柱线刚度取为原线刚度的0.9 倍。

10、框架梁的控制截面为梁两端支座截面及跨中截面,框架柱的控制截面为柱上端、下端三个截面。

11、框架柱全部纵向钢筋的配筋率,抗震设计时不应大于 4.0% 。

12、抗震设计时,梁端截面的底面和顶面纵向钢筋截面面积的比值,除按计算确定外,一级抗震设计时不应小于0.5 ,二、三级抗震设计时不应小于0.3 。

13、框架柱考虑地震作用组合的轴压力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称为柱轴压比。

14、一、二、三级剪力墙底层墙肢截面的轴压比不大于规定数值时,可设置构造边缘构件。

15、筒中筒结构由内外两个筒体组合而成,内筒为心腹筒,外筒是由密柱组成的框筒。

16、在剪力墙设计时,需配置竖向钢筋来承受弯矩,配置水平钢筋来承受水平剪力。剪力墙的连梁应进行斜截面受剪和正截面受弯承载力的计算。

17、悬臂剪力墙在水平作用下可能会发生的破坏情况有剪切破坏和滑移破坏。

18、荷载效应是指由作用引起的结构或结构构件的反应,可体现为内力、变形及裂缝等。

19、一般剪力墙竖向和水平分布筋的配筋率,一、二、三级抗震设计时均不应小于0.25% ,四级抗震设计和非抗震设计时均不应小于0.2% 。

20、当一、二、三级剪力墙底层墙肢底截面的轴压比大于规定数值时,应布置约束边缘构件,其高度不应小于底部加强部位及其以上一层的总高度。

21、整体抗倾覆稳定性验算要求决定了建筑结构的稳定度和安全度。

22、框架-剪力墙结构中,框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的50% 时,按剪力墙结构设计。

23、剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置,形成明确的墙肢和连梁。

24、框剪-剪力墙结构中,刚度特征值是框架抗侧刚度与剪力墙抗侧刚度比值的

一个物理量,时,结构呈现弯剪变形。

1、剪力墙的布置原则是什么?

答:1.剪力墙宜均匀布置在建筑物的周围附近,楼梯间、电梯间、平面形状及恒载较大的部位,剪力墙间距不宜过大;2.平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙;3.纵、横剪力墙宜组成L形、T形和工字形等形式;4.剪力墙宜贯通建筑的全高,宜避免刚度突变;剪力墙开洞时,洞口宜上下对齐;

5.楼、电梯间等竖井和平面宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置。

2、框架-剪力墙结构设计主要步骤是什么?

答:首先是了解结构布置和基本要求,其次了解框架—剪力墙结构中剪力墙的布置,包括剪力墙数量和剪力墙的布置;再次是了解板柱-剪力墙结构的布置;最后是梁、柱截面尺寸及剪力墙数量的初步拟定。

3、什么是高层建筑结构的概念设计?

答:高层建筑结构的概念设计是指工程结构设计人员运用所掌握的理论知识和工程经验,在方案阶段和初步设计阶段,从宏观上,总体上和原则上去决策和确定高层建筑结构设计中的一些最基本、最本质也是最关键的问题上,主要涉及结构方案的选定和布置、荷载和作用传递及承载力和结构刚度在平面内和沿高度的均匀分配,结构分析理论的基本假定等。

4、梁端弯矩调幅原因是什么?调幅大小有何依据?

答:梁弯矩调幅原因是按照框架结构的合理破坏形式,在梁端出现塑性铰是允许的,为了便于浇捣混凝土,也往往希望节点处梁的负钢筋放的少些;而对于装配式和装配整体式框架,节点并非绝对刚性,梁端实际弯矩将小于其弹性计算值,因此,在进行框架结构设计时,一般均对梁端弯矩进行调幅。

调幅大小依据,考虑竖向荷载作用下梁端塑性变形内力理分布,对梁端负弯矩进行调幅,现浇框架调幅系数为0.8~0.9,装配式框架调幅系数为0.7~0.8,梁端负弯矩减少后,应按平衡条件计算调幅后的跨中弯矩,且要求梁跨中正弯矩至少应取按简支梁计算的跨中弯矩的1/2。

5、为什么要对高层建筑进行罕遇地震作用下薄弱层的抗震变形验算?是怎么验算的?

答:在大量的震害表明,建筑中如果存在薄弱层或薄弱部位,在强烈地震作用下,结构薄弱部位强产生弹塑性变形,结构严重破坏甚至引起结构倒塌,对于生命线工程而言,工程关键部位一旦受破坏将带来严重后果,因此在第二阶段设计中,为达到“大震不倒”的目的,必须对高层建筑结构在罕遇地震作用下进行薄弱层的抗震变形验算。

抗震变形验算:结构薄弱层(部位)层间弹塑性位移应符合Δup≤[θp]h

对于7、8、9度搞震设计的高层建筑结构,在罕遇地震作用下,薄弱层(部位)弹塑性变形Δup计算采用以下方法

方法1:层间弹塑性位移计算式(不超过12层且层侧刚度无突变的框架结构)Δup=ηpΔue或

方法2:采用弹塑性时程分析方法计算薄弱层层间弹塑性位移(适用方法1中以外的建筑结构)

6、说明高层建筑结构设计时应着重考虑的几个问题。

答:应考虑的几个问题:1.框架-剪力墙体系。当框架体系的强度和刚度不能满足要求时,往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架,便形成了框架-剪力墙体系。在承受水平力时,框架和剪力墙通过有足够刚度的楼

板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平剪力。框架-剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置,增大了结构的侧向刚度,使建筑物的水平位移减小,同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀,所以框架-剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。

2.剪力墙体系。当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时,即形成剪力墙体系。在剪力墙体系中,单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。剪力墙体系属刚性结构,其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度都比较高,有一定的延性,传力直接均匀,整体性好,抗倒塌能力强,是一种良好的结构体系,能建高度大于框架或框架-剪力墙体系。

3.筒体体系。凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系。筒体是一种空间受力构件,分实腹筒和空腹筒两种类型。筒体体系具有很大的刚度和强度,各构件受力比较合理,抗风、抗震能力很强,往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。

7、说明高层建筑结构布置的总原则。

答:1、结构平面布置:确定梁、柱、基础等在平面的位置。2、结构竖向布置:确定结构竖向型式、楼层高度、电梯机房、屋顶水箱、电梯井和楼梯间的位置和高度,是否设置地下室、转换层、加强层、技术夹层以及他们的位置和高度。

8、工程中常用的剪力墙计算软件有何特点?

答:剪力墙计算软件的计算特点是自由度少,使复杂的结构分析得到了极大的简化,因而运算速度快,计算简单,对硬件要求较低。但是实际工程中的许多复杂结构的剪力墙很难满足其基本假定,这时则需要我们把实际工程的计算模型进行简化,这样经过人为修改而达到理想化的模型又同实际工程具有一定差别,就难以保证其计算的准确性。

9、工程中常用的剪力墙计算软件有何特点?

答:剪力墙计算软件的计算特点是自由度少,使复杂的结构分析得到了极大的简化,因而运算速度快,计算简单,对硬件要求较低。但是实际工程中的许多复杂结构的剪力墙很难满足其基本假定,这时则需要我们把实际工程的计算模型进行简化,这样经过人为修改而达到理想化的模型又同实际工程具有一定差别,就难以保证其计算的准确性。

10、小开口整体墙是如何被划定的?水平荷载作用下内力特点是什么?

答:当剪力墙上所开洞口面积稍大且超过墙体面积的15%时,通过洞口的正应力分布已不再成一直线,而是在洞口两侧的部分横截面上,其正应力分布各成一直线。这说明除了整个墙截面产生整体弯矩外,每个墙肢还出现局部弯矩,因为实际正应力分布,相当于在沿整个截面直线分布的应力之上叠加局部弯矩应力。但由于洞口还不很大,局部弯矩不超过水平荷载的悬臂弯矩的15%。因此,可以认为剪力墙截面变形大体上仍符合平面假定,且大部分楼层上墙肢没有反弯点。内力和变形仍按材料力学计算,然后适当修正。

在水平荷载作用下,这类剪力墙截面上的正应力分布略偏离了直线分布的规律,变成了相当于在整体墙弯曲时的直线分布应力之上叠加了墙肢局部弯曲应力,当墙肢中的局部弯矩不超过墙体整体弯矩的15%时,其截面变形仍接近于整体截面剪力墙,这种剪力墙称之为小开口整体剪力墙。

11、对框架-剪力墙结构进行抗震设计时,为什么要对各层框架总剪力进行调整?应如何调整?

答:根据高规和抗规的规定:抗震设计时,框架-剪力墙结构中剪力墙的数量必须满足一定要求。这就是说,在地震作用时剪力墙作为第一道防线承担了大部分的水平力。但这并不意味着框架部分可以设计得很弱。相反,框架部分作为第二道防线必须具备一定的抗侧力能力,这就需要在计算时,对框架部分所承担的剪力进行调整。在高规中,对Vf ≧0.2V0的楼层框架总剪力不要调整,对Vf <0.2V0的楼层,设计时Vf 取 1.5Vf,max和0.2V0 的较小值。V0为地震作用产生的结构底部总剪力,Vf,max为各层框架所承担的总剪力中的最大值。这种调整方法对于框架柱沿竖向的数量变化不大的情况是合适的,但是对于那些框架柱沿竖向的数量变化较大的建筑,这样调整会造成上部楼层框架柱所承担的剪力明显偏大,是不合理的。因此,高规规定:对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构,当Vf<0.2V0 时,V0应取每段最下一层结构对应于地震作用标准值的总剪力;Vf,max 应取每段中对应于地震作用。

12、按剪力墙结构的几何形式可将其分为几种类型?

答:1.整体墙;2.小开口整体墙;3.联肢剪力墙;4.壁式框架。

13、高层建筑结构地震作用的计算方法有哪些?他们的适用条件是什么?

答:高层建筑结构地震作用的计算方法主要有底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法。

适用条件:1.高层建筑结构应采用分解反应谱法。对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及高度超过100m的高层建筑结构应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法。2.高度不超过40m、以剪力变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的高层建筑结构,可采用底部剪力法3.7-9度抗震设防的高层建筑,下列情况应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算:A.甲类高层建筑结构。B表2.4所列的乙、丙类高层建筑结构。C结构竖向布置特别不规则的高层建筑结构。D.带转换层、带加强层、错层、连体、多塔楼等复杂高层建筑结构。E.质量沿竖向分布特别不均匀的高层建筑结构。

14、设沉降缝的目的是什么?在设计中如何处理?

答:设沉降缝的目的是避免不均匀沉降的影响,避免由于地基不均匀沉降的生的结构内力。

常用的处理方法:1.采取利用压缩性小的地基,减少总沉降量及沉降差。2.对于有不同高度及基础设计成整体的结构,在施工时它们暂时断开,待主体结构施工完毕,已完成大部分沉降量以后再浇灌连接部分的混凝土。3.将裙房做在高层建筑的悬挑基础上,达到裙房与高层部分沉降一致。4.综合采用上述方法处理。

15、框筒结构的剪力滞后指的是什么?是怎样形成的?采取哪些措施可以减小剪力滞后?

答:框筒结构有单筒和束筒之分,单筒是梁柱在平台内侧形成的闭合体,束筒是在平台内侧形成的多个闭合体。无论单筒和束筒,腹板框架承担绝大部分剪力而翼缘框架承担绝大部分弯矩,它们之间通过框筒束联系,如果角柱很弱,则达不到上述效果。由于梁的弹性变形,在侧向荷载的作用下,截面并不保持为平面,角柱处轴向变形为最大,离角柱越远的各柱轴向变形为最小,这种现象称为剪力滞后。简单的说的话,墙体上开洞形成的空腹筒体又称框筒,开洞以后,由于横梁变形使剪力传递存在滞后现象,使柱中正应力分布呈抛物线状,称为剪力滞后现象。剪力滞后现象使框筒结构的角柱应力集中。在结构设计中往往全长加密角柱箍筋,目的之一就是增加角柱的抗剪能力,增加延性。剪力滞后的大小与梁的刚度、柱距、结构长宽比等有关。梁刚度越大、柱距越小、

结构长宽比越小,剪力滞后越小。

1、什么是高层建筑和高层建筑结构?JGJ3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》和JGJ3-1998《高层民用建筑钢结构技术规程》是如何规定的?

答:①JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》将10层及以10层以上或高度超过28m的住宅建筑结构和房屋高度大于24m的其他民用建筑,划为高层民用建筑。

JGJ3-1998《高层民用建筑钢结构技术规程》将10层及10层以上的居住建筑和24m以上的其他民用建筑为高层建筑。

②用于高层建筑的结构形式或体系称为高层建筑结构,多见于各种居民住宅、办公室、旅馆、商贸中心、多功能综合大厦等

2、高层建筑结构抗震设防的三水准要求是什么?为达到这些要求,应采用哪几个阶段抗震设计方法?

答:①三水准要求:“小震不坏,中震可修,大震不倒”,即高层建筑结构在小震作用下应维持在弹性状态,建筑物一般不受损坏或不需修理仍可使用,为第一水准;在中等烈度的地震作用下,可以局部进入塑性状态,可能有一定的损坏,但结构不允许破坏,震后经一般修复可以继续使用,为第二水准;当遭受强烈地震作用时,建筑物不应倒塌或发生危机生命的严重破坏,为第三水准。

②应采用两阶段抗震设计方法:

第一阶段设计:是针对所有进行抗震设计的高层建筑。除了在确定结构方案和进行结构布置时应考虑抗震要求外,还应按照小震作用进行抗震计算和保证结构延性的抗震构造设计,以达到小震不坏,中震可修,大震不倒。

第二阶段设计:主要针对甲级建筑和特别不规则的结构。用大震作用进行结构易损部位(薄弱层)的塑性变形验算。

3、高层建筑结构的工作特点有哪些?其布置原则是什么?

答:①工作特点有:

(1)结构设计时,应考虑高层建筑结构的整体工作性能;

(2)水平作用对高层建筑结构的影响占主导地位;

(3)高层建筑结构具有刚度大、延性差、易损的特点;

(4)在进行结构设计时,应考虑结构的薄弱层。

②结构布置原则:在综合考虑使用要求,建筑美观,结构合理及便于施工等各种因素后确定,高层建筑不应采用严重不规则的结构体系;宜采用规则【即体型(平面、立面)规则,结构平面布置均匀、对称,并具有较好的抗扭刚度;结构竖向布置均匀,结构的刚度、承载力和质量分布均匀,无突变的结构】;应使结构具有必要的承载力、刚度和变形能力;避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构上市承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力。无论采用哪种结构体系,结构的水平和竖向布置宜具有合理的刚度和承载力分布,避免局部突变和扭转效应而形成薄弱部位;对可能出现的薄弱部位应此案去有效措施予以加强;宜设置多道防线。

4、什么是高层建筑结构的概念设计?在进行概念设计是的要点主要有哪些?答:①高层建筑结构的概念设计是指工程结构设计人员运用所掌握的理论知识和工程经验,在方案阶段及初步设计阶段,从宏观上、总体上和原则上去决策和确定高层建筑结构设计中的一些最基本、最本质也是最关键的问题。主要涉

及结构方案的选定和布置、荷载和作用传递路径的设置、关键部位和薄弱环节的搬定和加强、结构整体性保证和耗能作用的发挥,以及承载力和结构刚度在平面内和演高度的均匀分配、结构分析理论的基本假定。

②概念概念的要点主要是:结构简单,规则,均匀;刚柔适度,延性好;加强连接,整体稳定性强;轻质高强,多道设防。

5、高层建筑设计采用的三个基本假定是什么?

答:①弹性变形假定:高层建筑结构的内力与位移采用弹性方法计算考虑到实际结构中,某些构件体现了较为明显的弹塑性性质。因此,在截面设计时需充分考虑材料的这种性质,对框架梁及连续梁等构件可考虑局部塑性变形引起的内力重分布。

②刚性楼板假定:高层建筑结构空间体能整体协同工作的原因是由于各抗侧力结构之间通过楼板联系,进行高层建筑内力与位移计算时,假定联系各抗侧力结构的楼板在其自身平面内有无限大的刚度,而在其平面外的刚度很小,可忽略不计。

③:平面抗侧力假定:任何一片抗侧力结构(一榀框架或一片剪力墙等)在其平面外的刚度可忽略不计,它只承受在其平面内的侧向力。

6、多道抗震防线的含义和目的是什么?对于框架—剪力墙体系、框架—筒体体系、筒中筒体系、交叉支撑及耗能器结构中,多道防线分别是那些?

答:①多道防线含有两个方面的意义:一是指一个抗震结构体系,应有若干个延性较好的分体系组成,并有延性较好的结构构件将各分体系联系起来协调工作;二是指抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部赘余度,有意识地建立起一系列分布的屈服区,以使结构能吸收和消耗大量的地震能量,一旦遭受破坏也易于修复。

②多道抗震防线的目的是通过合理的设计,在结构的适当部位(或构件)设置屈服区,在地震作用下,这些部位或构件首先屈服,形成塑性铰耗散大量的地震能量,从而减少主要承重构件的损坏程度,也即利用次要构件的耗能来保护主要承重构件。

③在实际建筑结构体系中,框架—剪力墙体系由延性框架和剪力墙两个系统组成,剪力墙为第一道防线,框架为第二道防线;框架—筒体体系由延性框架和筒体组成,筒体为第一道防线,框架为第二道防线;筒中筒体系由内实腹筒和外空腹筒组成,内实腹筒为第一道防线,外空腹筒为第二道防线;在交叉支撑及耗能器的结构中,交叉耗能支撑和耗能阻尼器为第一道防线,结构本身为第二道防线。

7、什么是延性系数?进行延性结构设计时应采用什么方法才能达到抗震设防三水准目标?

答:①延性是结构屈服后变形能力大小的一种性质,是结构吸收能量能力的一种体现,所谓延性系数是结构最大变形与屈服变形的比值。

②应采用:一是强柱弱梁,所谓强柱弱梁是指节点处柱端实际受弯承载力MCY 和梁端实际受弯承载力Mby之间满足Mcy>Mby。目的是控制塑性铰出现的位置在梁端,尽可能避免塑性铰在柱中出现。

二是强剪弱弯。所谓强剪弱弯就是防止梁端部,柱和剪力墙底部在弯曲破坏前出现剪切破坏,它意味着构件的受剪承载力要大于构件弯曲破坏时实际达到的剪力,目的是保证构件发生弯曲延性破坏,不发生剪切脆性破坏。

三是强节弱杆,所谓强节弱杆就是防止杆件破坏之前发生节点的破坏,节点核

心区是保证框架承载力和延性的关键部位,它包括节点核心受剪承载力以及杆件端部钢筋的锚固。

四是强压若拉,所谓强压若拉指构件破坏特征是受拉区钢筋先屈服,受压区混凝土后压坏,构件破坏前,其裂缝和绕度有一明显的发展过程,故而具有良好的延性,属于延性破坏,这个原则就是要求构件发生类似梁的适筋破坏或柱的大偏心受压破坏。

8、框架结构定义及优点、缺点、适用范围如何?框架结构的破坏机理是什么?答:①框架结构是指由梁柱杆系构件构成,能够承受竖向和水平荷载作用的承重结构体系。

②优点:结构轻巧,便于布置;整体性比砖混结构和内框架承重结构好;可形成大的使用空间;施工方便;较为经济。

③缺点:抗侧移刚度较弱,随着建筑物高度的增加,结构在风荷载和地震作用下,侧向位移将迅速增大。

④适用范围:办公楼、教学楼、公共性与商业性建筑、图书馆、轻工业厂房、公寓以及住宅类建筑。

⑤破坏机理(受力特点):竖向荷载作用下,框架结构以梁受弯为主要特点,梁端弯矩和跨中弯矩称为梁结构的控制内力;框架柱以受压为主,水平侧移可忽略不计。水平荷载作用下,框架柱承担水平监理和柱端弯矩,并产生水平侧移,此时柱控制内力是产生产生于柱上下端截面的轴力、弯矩和剪力。

当框架的层数不太多时,框架的侧移主要是由整体剪切变形引起,整体弯曲变形的影响甚小。是框架结构的最小层间侧移发生在结构的顶部,最大层间侧移发生在结构的底部或底部几层,整体上构成“剪切型变形曲线”形式。

9、剪力墙结构定义、优点、缺点及其使用范围如何?按剪力墙结构的几何形式可将其分为几种类型?

答:①剪力墙是一种抵抗侧向力的结构单元,与框架柱相比,其截面薄而长(受力方向截面高宽比大于4),在水平荷载作用下,截面抗剪问题较为突出。剪力墙必须依赖各层楼板作为支撑,以保持平面外的稳定,受楼板经济跨度的限制,剪力墙之间的间距一般为3~8m,故剪力墙结构主要适用于有小房间设计要求的高层住宅,公寓和旅馆建筑。

②沿两个正交的主轴方向

10、框架—剪力墙结构定义?其变形特变与框架结构、剪力墙有什么不同?答:①框架—剪力墙结构简称框剪结构,它是在框架结构中布置一定数量的剪力墙,构成既灵活自由的使用空间,满足不同建筑功能的要求,同时又具有足够的水平刚度,克服了框架结构水平刚度不足的弱点,框剪结构是由框架结构和剪力墙结构两种不同的抗侧力体系组成的新型受力体系。

②在纯框架结构体系中,框架变形以剪切型变形为主,在纯剪力墙体系中,剪力墙变形以弯曲型变形为主。框架体系中,下部楼层位移较大,上部楼层位移较小,剪力墙在下部楼层位移较小,上部楼层位移大。框剪结构在下部楼层,剪力墙拉着框架按弯曲型曲线变形,在上部楼层,框架拉剪力墙按剪切型曲线变形。

第一章

1,《高层建筑混凝土结构技术规程》将10层及10层以上或高度超过28m的钢筋混凝土结构称为高层建筑结构。当建筑高度超过100m时,称为超高层建筑。

《民用建筑设计通则》、《高层民用建筑设计防火规范》将10层及10层以上的住宅建筑与高度超过24m的公共建筑和综合性建筑称为高层建筑。

建筑高度:建筑高度指建筑物室外地面到其檐口或屋面屋面板板顶的高度,屋顶上的瞭望塔、水箱间、电梯机房、排烟机房和出屋面的楼梯间等不计入建筑高度和层数内。

第二章

1,目前高层建筑结构的结构形式按材料区分,主要有砌体结构,钢筋混凝土结构,钢结构和混合结构四种。

2,常见的结构体系A,框架结构体系B,剪力墙结构体系C,框架剪力墙或框架筒体结构体系及框架支撑结构D,筒体结构体系E, 结构体系。

4但由于框筒的筒壁是网络式的结构,使得腹板框架和翼缘框架中的各柱的轴力分布不均匀,角柱的轴力大,中柱的轴力小,这种现象称为剪力滞后。

5,结构的总体布置包括结构的平面布置和竖向布置。

结构平面布置的原则为:(1)对高层建筑的每一个独立单元,宜使结构平面布置简单、规则和对称,结构的抗侧力结构和刚度分布力求均匀;(2)宜选择风压较小的建筑平面体型,并注意邻近高层建筑对该风压分布的影响;(3)选择有利于抗震的结构平面;(4)避免在建筑物的两端或拐角部位设置电梯间或楼梯间,以避免削弱这些受力集中或易产生扭转变形的部位的楼板刚度;(5)选用合理的楼盖形式。P18

沉降缝、伸缩缝和防震缝统称为变形缝。

7,宜考虑设置沉降缝的情况:(1)建筑主体结构高度悬殊,重量差别过大;(2)地基不均匀;(3)同一建筑结构不同的单元采用不同基础形式;(4)上部结构采用不同的结构形式或结构体系的交接处。P19

8,不设置沉降缝而可供采取的有效措施主要有:(1)结构全部采用桩基,桩支撑在基岩上;或采用减小沉降的有效措施,并经计算使沉降差控制在允许范围内;(2)主楼与裙房采用不同的基础形式,调整地基土压力使两者沉降基本接近;(3)当地基承载力高,沉降计算较为可靠时,预留沉降差,施工时暂将主楼和裙房的基础分开,先施工主楼,后施工裙房,使最后沉降值接近。P19

9,有效的降低收缩和温度应力影响的专门措施:(1)设置后浇带;(2)顶楼楼层改用刚度较小的结构形式,或顶部设置局部温度伸缩缝,将顶层结构划分为长度较短的区段,以适应阳光直接照射的屋盖顶板温度变化激烈的情况。同时,对这些温度变化影响大的部位应提高构件的配筋率,以增强承受温度应力的能力;(3)在下部几层设置局部伸缩缝;(4)顶层采取保温隔热措施;(5)进行结构布置时,不要在建筑物的长向的端部设置纵向刚度很大的剪力或支撑系统,否则纵向温度变形受到限制,会产生很大的温度应力。P21

10,宜设防震缝的情况:(1)当建筑平面突出部分较长,而又未采取有效措施时;(2)房屋有较大错层时;(3)房屋各部分结构刚度或荷载相差悬殊时;(4)地基不均匀,各部分沉降相差较大时。P21

11,剪力墙的布置原则:(1)剪力墙应沿主轴方向或其他方向或多方向布置,尽量对齐拉通;(2)较长的剪力墙容易导致受剪脆性破坏,可设洞口将它分成若干个较为均匀的独立墙段,相邻独立墙段间用楼板(无连梁)或弱的连梁连接起来;(3)剪力墙的门窗洞口宜上、下对齐,成列布置,形成明确的墙肢和

连梁,尽量避免出现错洞墙;(4)洞口设置应避免墙肢刚度过分悬殊,尽量避免出现小墙肢,墙脚截面长度与厚度之比不宜小于3;(5)剪力墙的刚度不宜过大,剪力墙的间距不宜太小。P25

12,筒体结构布置的原则:(1)筒体结构宜采用双轴对称平面(2)若筒体为框筒形式,为发挥筒体的空间整体效能,应控制框筒的密排柱和窗裙梁的尺寸,使得墙面开洞面积不宜大于墙面之积的60%,框筒柱距不宜大于层高,一般在3m以内。(3)为发挥筒体的空间整体作用,筒中筒结构的高宽比宜大于4,至少不小于3,高度不宜低于60m,(4)可设置转换大梁或桁架其上直接支承上部的密柱,其下改用大截面尺寸支承,减少落地的外筒柱子数,达到扩大柱距的目的。

13,楼盖结构体系的选用原则:(1)选用的楼盖结构形式要有利于加强结构整体性,有利于水平力通过楼板平面进行的传递和分配,楼板在自身平面内要有足够大的刚度(2)选用的楼盖结构形式要有利于减小结构层高,从而减少结构高度,且质量轻;(3)选用的楼盖结构形式要满足建筑使用功能、装饰、设备安装、施工技术等的要求。

第三章

1,结构概念设计是从结构的宏观整体出发,着眼于结构的整体反应,运用人们对建筑结构已有的知识去处理结构设计中遇到的诸如房屋体型、结构体系、刚度分布及构造延性等问题,既注意总体布置上的大原则,又考虑关键部分的细节设计,从而达到合理的设计要求。高层建筑的概念设计涉及抗震和抗风两方面的内容。

第四章

1,垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值的计算公式:

--基本风压值,--风载体型系数

--风压高度变化系数--z高度处的风振系数

2,三水准设防目标是“小震不坏,中震可修,大震不倒”

3,基本周期经验公式:钢筋混凝土剪力墙结构,高度25-50m,剪力墙间距6m 左右

一般情况下,高层钢筋混凝土结构的基本自振周期为

其中:钢筋混凝土框架结构:

框架剪力墙结构:

高层钢结构的基本自振周期为n为建筑层数

第五章

1,高层建筑结构计算的基本假定:(1)风荷载和地震作用方向;一般来说,风荷载和地震作用的方向是任意不定的,但在结构分析中,为简化计算,仅对结构平面内有限的几个轴线方向进行分析。(2)结构工作状态假定;一般情况下,高层建筑结构的内力和位移可按弹性工作状态进行分析计算(3)刚性楼板假定;一般情况下,当框架、剪力墙等抗侧力构件的间距远小于进深时,楼板的整体性能较好,可采用刚性楼板假定。

2,每片剪力墙从其本身开洞情况又可以分成多种类型,(1)整体墙和小开口整体墙(2)双肢、多肢剪力墙和壁式框架。

3,连梁总的抗弯线刚度与墙肢总的抗弯刚度的比值为,称为剪力墙整体系数。墙肢是否出现反弯点,与墙肢惯性矩的比值、整体参数、层数n等多种因素有关。综合以上各方面的因素,剪力墙及其计算方法的划分条件为:

(1)当时(整体性很差),相当于没有联系的各个独立的墙肢;

(2)当时(整体性很强,墙肢不出现反弯点),可按整体小开口墙算法计算;(3)当时(整体性不很强,墙肢不或很少出现反弯点),按多肢墙算法计算;(4)当时(整体性很强,但墙肢多出现反弯点),按壁式框架法计算。

4,框架剪力墙协同工作原理:(1)在框架剪力墙结构的上部,剪力墙的位移比框架的要大,而在结构的下部,剪力墙的位移又比框架的要小。因此在结构的下部,框架把墙向右边拉,墙把框架向左边拉,因而框架剪力墙的位移比框架的单独位移要小,比剪力墙的单独位移要大;在结构上部与之相反,框架剪力墙的位移比框架的单独位移要大,比剪力墙的单独位移要小。(2)楼板和连梁的连接作用使框架与剪力墙协同工作,有共同的变形曲线,因而在框架与剪力墙间产生了相互作用的力。这些力自上而下并不是相等的,有时甚至会改变方向。

5,框架剪力墙基本假定:(1)楼板在其自身平面内的刚度为无限大;(2)建筑结构在水平荷载作用下不发生扭转。

6,

铰结体系刚结体系

7,框架剪力墙结构受力和位移特征:侧向位移特征,剪力分配特征,外荷载分配特征。

8,框筒的两个简化计算方法:等效槽型截面法,翼缘展开法。

9,引起结构产生扭转的主要因素:(1)建筑物的平面或立面不对称,造成质量和刚度分布的偏心,引起结构扭转;(2)建筑物虽然平、立面对称,但结构抗侧力构件不对称,或荷载、质量分布不匀称等因素也会造成质心与刚心的不重合而引起扭转效应;(3)对于多高层建筑,从某一楼层自身来看,其质量与刚度分布不存在偏心,但上、下层的质心或刚心不位于同一铅垂线上,对该楼层来说也会造成扭转(4)地震地面运动本身含有扭转分量的输入,即使刚心与质心重合的建筑也要产生扭转效应,或当建筑物较长时,由于地面运动的相位差也会造成扭转。

10,结构的抗扭刚度由及之和组成,也就是说,结构中纵向和横向抗侧力单元共同抵抗扭矩。距离刚心愈远的抗侧力单元对抗扭刚度的贡献愈大。因此,加大四周构件截面尺寸,可以有效增大结构的抗扭刚度。

第七章

1,所谓控制截面是指对构件配筋起控制作用的截面。框架梁的控制截面一般有3个,即梁两端的支座截面和跨中截面。在竖向荷载作用下,框架梁端负弯矩通常较大,为了减少框架梁支座截面处的配筋,允许考虑塑性变形内力重分布,对梁端负弯矩进行适当调幅。

2,最不利内力通常取以下四种类型:(1)及相应的N;(2)及相应的M;(3)及相应的M;(4)及相应的N。P200

3,《混凝土高规》规定,现浇框架梁的混凝土强度等级不宜大于C40,梁、柱、节点的混凝土强度等级不应低于C20。现浇框架的梁、柱混凝土强度等级不同时,节点混凝土强度允许低于柱混凝土强度5MPa。P203

框架结构应采用热轧钢筋。梁、柱的纵向受力钢筋宜优先采用HRB400、RRB400级钢筋;箍筋宜选用HRB335或HPB235级钢筋。

框架梁截面高度h可按跨度的1/10—1/18确定;梁净跨与截面高度之比不宜小

于4。梁的截面宽度b不宜小于200mm,梁截面的高宽比h/b不宜大于4。柱的截面面积

4,一般框架柱的计算长度取值如下:

现浇楼盖:底层柱其余各层柱:

装配式楼盖:底层柱其余各层柱:P204

5,现浇框架节点一般做成钢节点。框架节点的承载力一般通过采取适当的构造措施来保证。在节点的核心区应设置水平箍筋,箍筋的配重要求与柱同,但箍筋间距不宜大于250mm;对四边有梁与之相连的节点,可仅沿节点周边设置矩形箍筋。P205

6,框架结构在其构件出现塑性铰后,如果在承载力基本保持不变的情况下能具有较大的塑性变形能力,则可称之为延性框架。P206

7,延性框架必须遵循十四字原则,即“强柱弱梁,强剪弱弯,强节点、强锚固”。8,《混凝土高规》规定:计入受压钢筋作用的梁端截面混凝土受压区高度与有效高度之比,一级不应大于0.25,二、三级不应大于0.35;梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于 2.5%;梁端截面的底面和顶面纵向钢筋截面面积的比值,一级不应小于0.5,二、三级不应小于0.3。P209

9,P213

类别抗震等级

一二三

框架柱0.7 0.8 0.9

10,影响剪力墙延性的主要因素:(1)竖向配筋率及配筋形式;(2)轴向力;(3)截面形式;(4)混凝土强度等级;(5)开洞影响。P232

11,剪力墙的延性设计原则:(1)强墙弱梁;(2)强剪弱弯;(3)限制墙肢的轴压比和墙肢设置边缘构件;(4)加强重点部位;(5)控制塑性铰的区域。P233 12,一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8,或底部两层高度二者中的较大值,当剪力墙高度超过150m时,其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/10。除了适当提高底部加强部位的抗剪承载力,限制底部加强部位墙肢的轴压比外,还需要加强该部位的抗震构造措施,对一级剪力墙还需要提高其抗弯承载力。P234

13,剪力墙斜截面剪切破坏主要有斜拉破坏、斜压破坏和剪压破坏三种形式。P238

14,墙肢构造要求(1)剪力墙结构混凝土等级不应低于C20;带有筒体和短肢剪力墙结构混凝土强度等级不应低于C25。

轴压比限值:

轴压比一级(9度)一级(7.8度)二级

n 0.4 0.5 0.6

P240

15,承载力验算:连梁的特点是跨高比小,住宅、旅馆剪力墙结构的连梁的跨高比往往小于 2.0,甚至不大于 1.0,在侧向力作用下,连梁比较容易出现剪切斜裂缝,连梁的跨高比不小于5时,按本节连梁设计;当连梁的跨高比大于5时,按框架梁计算。P243

16,由于连梁对剪切变形十分敏感,其名义剪切力限制比较严,在很多情况下

计算时经常出现不满足公式情况,一般可以采取以下处理方法:(1)减小连梁截面高度;(2)抗震设计的剪力墙中连梁弯矩及剪力可进行塑性调幅,以降低其剪力设计值。P245

17,框架剪力墙结构的主要构造要求:(1)框架剪力墙结构和板柱剪力墙结构中剪力墙的配筋构造要求;(2)带边框剪力墙的构造要求;(3)板柱抗震墙结构构造要求。P250

18,高层建筑中的复杂结构包括以下几种结构类型:(1)带转换层的结构(2)带加强层的结构(3)错层结构(4)连体结构(5)多塔楼结构。P254

第九章

1,组合结构、组合构件与混合结构的区别:由两种或两种以上材料组成,并在荷载作用下具有整体工作性能的结构称为组合结构。混合结构是指由不同材料的构件共同组成的结构。组合结构侧重应用在构件层次,混合结构侧重应用在结构分体系层次,而两者又是必不可分的。P286

1.高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2002、J186-2002)规定:10层及以上,H≥28m的钢筋砼结构高层建筑;

2.注:房屋高度H :自室外地面至房屋主要屋面的高度

3.水平荷载成为控制结构设计的主要荷载;侧移(层间侧移、结构顶点侧移)成为控制指标;抗侧力结构的设计非常重要,应更重视结构抗震概念设计;

4. 钢结构优点:强度高、韧性大。钢结构自重轻,延性好,抗震性能好,抗震性能好、易加工,工期短,施工方便。缺点:用钢量大,造价高,耐腐蚀性能、耐火性能差;

5.混凝土结构优点:造价较低,材料来源丰富,可浇注成各种复杂断面形状,可以组成多种结构体系;可节省钢材,承载能力较高,经过合理设计,可获得较好的抗震性能。

缺点:构件断面大,占据面间大,自重大。

6.高层建筑的结构体系按其抗侧力主要构件的种类:1)框架结构;2)剪力墙结构(含部分框支—剪力墙结构);3)框架—剪力墙结构;4)筒体结构(含框架—核心筒结构、筒中筒结构);

5)复杂高层结构(含带加强层或刚臂结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等);

6)混合结构(由多种材料的构件混在一起的结构,如钢筋混凝土构件、钢构件、组合结构构件构成的结构)。

7.高层建筑结构应根据房屋的高度(H) 、高宽比(H/B) 、抗震设防烈度、场地类别、建筑的重要性、结构材料和施工技术条件等因素,选用适宜的结构体系。

8.框架结构:由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构,平面。

优点是柱网布置灵活,便于获得较大的使用空间;延性较好。

但结构的横向侧移刚度较小,侧移较大;

结构变形曲线以剪切型为主;

适用于空间大、层数不太多、房屋的高度不太高的建筑,例如商场、车站、展览馆、停车库、宾馆的门厅、餐厅等。

框架应当纵横双向布置,形成双向抗侧力体系。

框架结构中的填充墙有一定的抗侧力作用,合理选择填充墙材料,合理布置填充墙,可降低材料消耗,减轻结构自重。

9.剪力墙结构:由剪力墙组成的承受竖向和水平作用于结构。优点:整体性好,

水平抗侧刚度大,水平侧移小;

缺点房屋空间布置受限,结构延性较差。

变形曲线以弯曲型为主。

剪力墙结构可建造高度比框架结构更高、层数更多,房间开间较小。

适用于空间较小、层数较高、房屋的高度较高高的建筑,如住宅、宾馆、单身宿舍。

剪力墙在纵横双向应均衡设置。

对于圆形平面,剪力墙应沿径向及环向设置;

三角形平面,宜沿三个主轴方向设置剪力墙。

结构变形曲线以弯曲型为主;

10.框支剪力墙结构——建筑底部一层或几层为框架结构,上部结构为框支剪力墙结构。

部分框支剪力墙结构——在框支剪力墙结构底部有意思地在一定间距范围内,增设具有较大刚度的落地剪力墙,以增强结构底部以及结构的整体刚度的结构。

1)部分框支剪力墙结构中,直接支撑剪力墙的楼层称为框支层。

2)框支层的结构刚度、荷载的传递途径均发生了改变,结构容易因刚度突变,从而在框支层形成薄弱层(柱铰),所以该楼面结构应较大。

3)框支层楼面刚度很大,可以完成结构型式、荷载传递路径等的有效转换时,称该层为转换层。

4)转换层中,为完成上下部结构型式的转变、上下层结构荷载的改变而设置的构件称为转换结构构件,有转换梁、转换桁架、转换板等.

11.框架-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。

变形曲线为弯剪型。

地震区建筑,常有两道抗震防线。

框架—剪力墙结构的特点:优点:既能布置大空间房屋,又具有较大的侧向刚度,以适应较复杂的建筑功能要求;

缺点:剪力墙布置往往受限,刚心与质心难以重合或接近;侧向刚度依然偏小,房屋建造高度受限。

12.板柱-剪力墙结构——由楼板直接与框架柱、或剪力墙形成的结构体系,楼板为无梁楼板。结构体系便于使用滑摸施工法施工,施工方便,工期短,层高较小;抗侧力能力差,抗震性能较差。

13.框架-支撑(抗震墙板)结构:钢框架中设置支撑的带支撑框架结构。

14.筒体结构:承受竖向和水平作用的竖向受力结构封闭围合形成的高层建筑结构。有由剪力墙围成的实腹薄壁筒及由密柱深梁围成的框筒两大类。

15.框架—核心筒结构:由刚性楼面梁或厚板将内侧实腹核心筒和筒外框架连成完整的结构。一般将楼电梯间及一些服务用房做内核心筒;其他大空间房布置在外,做外框架。核心筒的整体性好,抗侧刚度很大,故框架—核心筒结构体系适用于高度较高,功能较多的建筑。

16.桁架筒结构:稀柱、浅梁、支撑斜杆组成桁架,布置于建筑物外边,形成桁架筒结构。

17.(外)框筒结构:由密排柱及深梁形成封闭的外筒。

18.筒中筒结构:由实体的内筒与空腹的外框筒组成。筒中筒结构体系具有更大的整体性与侧向刚度,因此适用于高度很大的建筑。

19.束筒结构:筒体组合成成组筒结构体系,则侧向刚度更大,可适用于特别高

的超高层建筑。

20. 框架—核心筒结构:——由核心筒与外围的稀柱框架组成的高层建筑结构。

21.加强层:——设置连接内筒与外围结构的水平外伸臂(梁或桁架)结构的楼层(1~3层),

22.框架内套小框架的结构称巨型框架结构。

23.混合结构:混合结构是指由钢框架或型钢混凝土框架与钢筋混凝土筒体(或剪力墙)所组成的共同承受竖向和水平作用的高层建筑结构.

24.带转换层的高层建筑结构:将上部楼层的部分竖向构件,通过大刚度结构转换层传递到底层或基础。

25.Hmax 主要应与以下三个因素有关:1)地区抗震设防烈度;2)建筑场地类别;

3)建筑结构体系及设计方法。

26.钢筋混凝土高层建筑的抗侧力结构体系按Hmax(m)分为A级高度和B级高度。

27.新标准按建筑物破坏后果、所属行业性质以及所在地的特点、救援恢复条件等综合因素分为以下四个抗震设防类别:

特殊设防类:指使用上有特殊设施,涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果,需要进行特殊设防的建筑。称甲类。

重点设防类:指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑,以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果,需要提高设防标准的建筑。称乙类。

适度设防类:指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害,允许在一定条件下适度降低要求的建筑。称丁类。

28.高层建筑的整体刚度和倾覆力矩不容忽视,H/B很大时,建筑物的整体刚度小,倾覆力矩较大。《混凝土高规》、《钢高规》分别对相应高层建筑结构的高宽比提出了最大限值要求H/Bmax

29.抗震概念设计——建筑、结构设计师们用抗震设计原则和思想,总体控制建筑、结构设计:进行建筑结构选型,确定计算模型、确定构造处理方案。

具体而言,抗震概念设计就是:有意识地控制结构总体系与分体系、分体系与构件之间的受力特征,使结构各部分协同工作,从而达到即安全可靠又经济合理的效果。

概念设计在结构总体设计时的原则:1、平面:宜简单、规则、尽量对称——避免过度凹凸;2、竖向:宜刚度和承载力分布均匀——避免结构刚度突变3、力求刚度中心和荷载中心重合——避免不规则引起的扭转;4、加强结点设计——避免因点及面的破坏;5、合理设置变形缝——避免复杂结构简的碰撞等次应力6、力求上部结构与基础的协同工作——避免不均匀沉降及地基的过度变形。7、尽量降低结构中心——有利于减小水平地震作用的影响,增强结构自稳定能力。

30.楼面刚度:楼面刚度宜大,有利于荷载传递、内力重分布;

抗侧构件:平面上对称、靠外、纵横向同时布时,有利于抗扭、抗侧;抗侧刚度中心宜与其质量中心接近,利于减小扭转效应;

31. 建筑结构不规则:1、平面不规竖向不规则:则:扭转不规则; 楼面凹凸不规则; 楼板不连续。竖向不规则:结构抗侧刚度: K=层剪力/弹性层间位移;32. 《高层建筑混凝土结构技术规程》JCJ3—2002规定,高层建筑设计的总体原则(抗震概念设计的原则):1.不应采用严重不规则(平面和立面)的结构体系。结构应具有必要的承载能力和变形能力;应避免因部分破坏而导致整个结构丧

失承载能力;对可能的薄弱部位,应采取有效措施予以加强。2.建筑抗震设防宜具有多道防线。3.竖向布置和水平布置宜采用合理的刚度和承载能力分布。应避免因刚度的局部突变和结构的扭转效应而形成薄弱部位;结构平面布置应均匀对称并具有较好的抗扭刚度;竖向布置应使结构刚度均匀无突变。

33. 变形缝——温度伸缩缝、沉降缝、防震缝

34. 基础埋深D应满足建筑物的稳定要求,避免倾覆。

35. 高层钢筋砼建筑的主要基础类型:筏形基础、箱形基础、桩基础。

36. 结构施工图设计步骤:一、结构布置及截面估算;二、计算简图及荷载计算;

三、结构整体内力计算(按不同工况分别计算);四、侧移验算(按不同工况分别计算,侧移不满足要求回到步骤一);五、计算控制截面处最不利效应的内力组合(取不同工况下内力、位移组合);六、延性设计调整及截面尺寸验算:(按延性设计思路。调整结构计算内力并验算截面尺寸的合理性);七、用构造处理手段进一步完善结构的构件及结点设计,绘施工图。

37. 水平向荷载:风荷载;地震作用

风荷载——空气流动形成风速,遇到建筑物时,在建筑物表面产生压力和吸力。计算步骤:①确定风荷载标准值WK(kN/m2),

②计算建筑物表面的风荷载W(kN/m2或kN/m或kN)。

38. 基本风压值(kN/m2) W0(南昌50年一遇时为:0.45 kN/m2):取100年,舒适度计算时取10年)内,10分钟平均最大风速υ0 (m/s)计算的风压值(w0=υ20/1600)。

39. 总体风荷载(kN/m)——建筑物各楼层处(Zi)各外表面在某方向上所承受得风力矢量和。

40. 局部风荷载:结构局部构件(水平大悬挑构件、幕墙)及围护构件在与主体的连接处,所受风荷载的作用不同于结构的总体水平风荷载,这就是局部风荷载.局部风荷载计算时,应采用局部风荷载体型系数计算Wk,檐口、雨篷、阳台等突出构件的上浮力计算,μs≥-2.0。幕墙设计时,按国家现行幕墙设计标准的规定采用。封闭式建筑物的内表面(如幕墙),也有风压力或风吸力,应分别按表面风压的正、负情况,取-0.2或+0.2。

41. 抗震设防的三水准——“小震不坏,中震可修,大震不倒”

小震(多遇地震)

小震烈度是,区域内,50年内超越概率为63%的地震烈度(众值烈度);

第一水准要求:小震作用下,房屋应该不需修理仍可继续使用。

按此水准进行弹性计算,通过弹性计算,保障小震不坏;

中震

中震烈度是区域内,50年内超越概率约为10%的地震烈度(基本烈度);

第二水准要求:中震作用下,允许部分可拆换构件进入屈服阶段,经过一般修理仍可继续使用。

在弹性计算的基础上,通过采取合理的构造措施保障中震可修。

大震(罕遇地震)

大震烈度是区域内,50年内超越概率约为2%~3%的地震烈度。

第三水准要求:大震作用下,构件可能严重屈服,结构可能破坏,但房屋不应倒塌、不应出现危及生命财产的严重破坏。

通过设置第二道防线、弹塑性理论分析,保障结构大震不倒。

三水准抗震设防的目的就是多层次地抗震设防。

42. 抗震设计的两阶段方法——结构设计阶段、验算阶段

43. 风载舒适度问题:当外界风速很大时,建筑会随风晃动,高柔的建筑物中的人会感觉不舒适, 所以加拿大人达文波特在世界上首先提出舒适度与房屋顶层的风载加速度有关.

44. 结构手算法的原理:1)分解结构为若干个平面抗侧结构,楼板、连梁连接各抗侧结构成整体;2)各平面抗侧结构共同抵抗该平面方向的侧向荷载。3)楼板、连梁的作用是联系和传递水平荷载。

45. 基本假定:1)抗侧结构平面内刚度很大,平面外刚度较小(略)

——框架、剪力墙在自身平面内的抗侧刚度较大,但平面外刚度很小。

2)楼板平面内刚度无限大,楼板平面外刚度很小可略

——在侧向力作用下,楼板可作刚体平移或转动,楼板连接并使各个平面的抗侧力构件协同工作,变形协调。

46. 水平力的分配问题及内力、位移计算问题:

1)总水平荷载按各片抗侧构件抗侧刚度的大小分配;——抗侧刚度大的构件,承担的水平作用大

2)各片抗侧构件的内力和位移分别计算;

3)各抗侧构件在楼面处,变形协调。

47. 框架是典型的杆件体系,主要的手算法是:

竖向荷载作用下的内力分析方法——分层组合法

水平荷载作用下的内力分析方法——D值法或反弯点法

48. 分层(力矩分配)法的计算要点及步骤:

1) 分层,假定各层梁跨度、柱高同原结构,柱端固结

2)算梁、柱线刚度ijk,并按规范修正:

A、底层柱乘以修正系数0.9;

B、带翼缘的现浇板梁截面惯性矩乘以修正系数 1.5 (单侧)或 2.0 (双侧)。

3)算各层梁在竖向荷载作用下的固端弯矩。Mjk

4)算结点弯矩分配系数和杆端弯矩传递系数kij:

梁:向固结端传取1/2;向滑动端传取-1;柱:上层柱取1/3,底层柱取1/2。

5) 分配、传递结点的总不平衡弯矩,再汇总;经一次或多次结点不平衡弯矩的分配、传递,得到单层梁、柱的结点(杆端)计算弯矩。

6)各层柱在同一位置处的杆端计算弯矩叠加得柱端弯矩。

7)分层计算法所得杆端弯矩通常在结点不平衡。精确的结果应继续分配结点的不平衡弯矩,直到精度满足要求

8)上柱传来的竖向荷载(柱轴力)加本层轴力(各梁端的剪力和)得柱轴力。

柱线刚度修正系数:底层1.0; 上层-0.9;

框架梁柱弯矩传递系数:上层柱及梁:1/2;底层柱:1/3

49.水平荷载在抗侧力构件中的分布——各片抗侧力结构按其抗侧刚度的大小分担结构的总水平荷载;

抗侧力结构的内力与位移——各抗侧力结构在自身平面内承担水平力并产生变形;

各抗侧构件在楼面处,变形协调——不考虑扭转影响时,同一层楼面处各点的位移一致;

结构的总变形是平移与扭转的叠加效应——分别计算各片抗侧力结构在平移与扭转作用时的的内力与位移,最后叠加其效应计算值

对比较规则的、层数不多的框架结构,当柱轴向变形对内力及位移影响不大时,可采用D值法或反弯点法计算水平荷载作用下的框架内力及位移

50.同一层内各柱剪力按(抗侧)刚度分配

框架平面内各柱侧移相等,Δi=δi,j=δi,k,

同一层内各柱剪力按刚度分配,第i 层j 柱所分配得的计算剪力:

Vpi为平面框架第i层总剪力

Di,j为第i层第j根柱的抗侧刚度;

D值的定义:柱结点有转角时使柱端产生单位水平位移所需施加的水平推力。51.柱反弯点位置:

1)反弯点——杆件横截面上弯矩发生反向(方向改变)的位置,也既反弯点截面处弯矩为零。

2)柱反弯点的位置与柱端转角(柱端约束)有关。通常柱上下端固定(刚度大)时,反弯点在柱中点,;

3)一侧刚度变化时,柱反弯点总向约束较小端靠近,

4)铰接端点就是反弯点;

52.反弯点法计算——考虑柱两端受梁的刚性约束强,柱端无转角

设: 上部各层柱子反弯点在柱中点,即y=0.5 ;

底层柱的反弯点设在2/3h1(h1为底层柱高),即y=2/3 。

D值法计算——考虑柱两端约束刚度的变化:

53.1)根据各柱分配到的剪力及反弯点位置yh,计算第i层第j柱柱端弯矩;

柱上端:Mijt=Vij*h*(1-y) ,柱下端: Mijb=Vij*h*y

2)根据结点平衡,由柱端弯矩计算梁端弯矩;

边跨:Mb= Mijt + M i+1,j b

中跨:梁左梁左

3)由力的平衡,梁端弯矩和该梁上的竖向荷载求梁跨中各截面的弯矩和剪力

54.剪切型侧移:梁柱弯曲变形引起的侧移

弯曲型侧移:柱轴向变形引起的侧移

55.剪力墙按其洞口布置的分类:1)整体墙2)联肢墙3)不规则开洞剪力墙

56.剪力墙的抗弯刚度可以用EI 表示,剪力墙上开洞时,也存在一定的剪切变形,因此通常将墙等效为悬臂杆件,将其总抗侧能力等效为相应的抗弯刚度——等效抗弯刚度EcIeq,各类单片剪力墙的等效抗弯刚度按其相应的近似方法求得。

57.连续化方法计算联肢剪力墙:

基本方法与假定:连续化方法是一种计算联肢墙的较精确的手算方法,适于墙自下到上厚度、层高不变的联肢墙。

将连梁看做分散在整个墙高度上的连续连杆,连杆中点的剪力τ(x)为连续未知函数,通过分析连杆的变形,用变形协调、内力平衡等条件解得τ(x)、Vi。58.剪力墙的整体系数α:α只与联肢剪力墙的几何尺寸有关。α大,表示连梁相对墙肢的刚度大,连梁刚度与墙肢刚度的相对比值,对联肢墙内力分布和位移的影响很大,是一个重要的几何参数。

59.联肢墙的侧移y、连梁剪应力τ、墙肢轴力N、墙肢弯矩Mi受整体系数α影

响的特点是:

①联肢墙的侧移曲线呈弯曲型,α愈大,D愈大,y减小;

②连梁最大剪力τmax在中部,其具体位置随α变化,α愈大,愈接近底截面,且α增大时,τ增大;

③墙肢轴力N随α增大,τ增大,而增大;

④墙肢的弯矩Mi随α增大而减小。因为Mp=∑Mi+∑Ni*ci (5-33)。

60.联肢墙的内力及侧移与α值有关:

连梁刚度很小(α≤1)时,Mb很小,墙肢是两单肢悬臂墙;

连梁刚度很大(α≥10)时,Mb很大,截面应力在楼层处突变,弯矩图成锯齿形;弯矩图的当锯齿不大时,剪力墙近整体墙。侧移曲线以弯曲型为主。

连梁与墙肢刚度比适中(1≤α≤10),典型的联肢墙,截面应力在楼层处突变,弯矩图的锯齿较大,截面应力不再直线分布,墙侧移仍以弯曲型为主。

61.剪力墙是竖板平面结构,框架是杆件结构

62.框架—剪力墙结构是由框架、剪力墙两种不同性质的抗侧力单元,通过楼板的协调变形而共同工作的。必须通过“框-剪协同工作计算法”计算.

框架—剪力墙结构适用于10~20层的房屋。

1)该方法把结构中所有的框架集合成总框架,采用D值法计算它的抗侧刚度及内力;

2)把所有的墙肢集合成总剪力墙,按照悬臂墙方法计算它的抗侧刚度。

3)把所有联系梁(墙肢间的连梁、墙肢与框架之间的联系梁)集合成总联系梁,总联系梁简化成带刚域杆件。

63.刚度特征值λ的物理意义是总框架抗推刚度Cf与总剪力墙抗弯刚度EIw的相对大小,对框-剪结构在水平荷载作用下协同工作的位移曲线及内力分布情况的影响很大。

抗推力刚度Cf定义:产生单位层间变形所需的推力

Cf反应框架,EIw反应剪力墙

λ=0,纯剪力墙结构;

Cf小,λ小,λ<1时,位移曲线主要是弯曲型;

EIw小,λ大,λ>6时,位移曲线主要是剪切型;

λ适中,典型的框架-剪力墙,当λ=1~6时,为弯剪型变形,侧移曲线的下部略带弯曲型;上部略带剪切型,中部有反弯点,结构层间变形的最大值在反弯点附近。

λ=∞就相当于纯框架结构。

64.剪力墙与框架在楼板的强制作用下变形协调,剪力墙下部变形加大,上部减小,而框架正好相反。另图中剪力墙与框架间的剪力是用连续化计算结果表示的,实际内力分是台阶形分布的,框架底层柱的剪力不是零。

65.钢筋混凝土框架-剪力墙结构的内力调幅:

1)联系梁弯矩调幅(调低)2)框架内力的调整

抗震设计规范允许对与剪力墙相连的梁进行塑性内力重分布计算。

抗震结构中,梁先出现塑性铰有利于结构延性。

调幅方法——减少梁端纵向配筋量。

梁端刚度调整——在内力计算前降低需要调幅梁的刚度,即减少梁端计算弯矩,剪力不降;

梁内力调整——将按弹性刚度计算所得的联系梁内力乘以折减系数,即直接减少梁的计算内力。

在配筋设计前,同时调整框架与剪力墙按弹性理论计算的内力,这就是梁调幅。

66.质量中心、刚度中心及扭转偏心距:

刚度中心——各抗侧力结构抗侧刚度的中心;

抗侧刚度是指抗侧力构件在单位层间位移下的层剪力值。

质量中心——结构物的质量中心;

67.距离刚心愈远的抗侧力单元对抗扭刚度贡献愈大。因此,如果把抗侧刚度较大的剪力墙放在离刚心远的地方,抗扭效果较好。同样,如果能把抗侧力结构布置成内部尺寸较大的正方形或圆形,也能较充分发挥全部抗侧力结构的抗扭效果

68.高层建筑结构计算的一般步骤:

1)计算各种工况作用下的内力和位移;

2)按不同工况的荷载,组合最不利的计算内力及位移;

3)进行结构设计。

69.结构设计的目标:

1)满足结构的承载力及刚度要求,即保证结构的安全和正常使用;

2)结构抗风及抗震对承载力及位移的要求不同,较高的结构还要考虑风荷下的舒适度要求;结构要满足抗震设防的延性要求。

70.高层混凝土结构设计中的几个重要控制参数:

1)柱、墙的轴压比应小于最大限值,以控制结构的延性;

2)楼层剪力系数应大于最小限值:以控制结构抗侧设计所用楼层地震剪力不低于最小限值,见抗规5.2.5。

3)结构相邻楼层的抗侧刚度比Ki/ Ki+1等应小于最大限值:以避免结构竖向刚度突变,形成薄弱层。

4)位移比(某楼层处,最大层间位移/平均层间位移):主要为控制结构平面规则性,以免形成扭转,对结构产生不利影响。控制比例为1.5。

5)周期比Tt1/ T1:Tt1、T1分别为结构以扭转为主及以平动为主的第一自振周期,Tt1/ T1较小,有利于控制结构扭转效应,

6)刚重比:目的主要是控制结构的稳定性,以免结构产生滑移和倾覆;

7)剪跨比M/(Vh0):梁,a/h0;柱,Hi/h0i。

8)剪压比[梁柱V/(fcbh0)]:应保证梁柱的截面尺寸。

9)跨高比:梁(非剪力墙的连梁)的跨高比小于5和深梁都应按照深受弯构件进行计算的。

10)延性比:延性比即为弹塑性位移增大系数。

71.结构抗震验算的一般规定:

验算范围:除6度建筑(IV类场地上的较高层除外)和规定可不进行验算的结构外,均应进行结构抗震验算。

验算内容:1)多遇地震作用下,截面抗震承载力计算。

2)抗震变形验算

多遇地震作用下的弹性变形验算——非结构构件的破坏

罕遇地震作用下的弹塑性变形验算——抗倒塌

72.高层建筑结构设计的基本要求:

1)强度问题——构件截面承载力验算

2)刚度问题——正常使用条件下结构水平位移验算

3)稳定问题——结构稳定与抗倾覆验算

4)延性问题——抗震结构的延性要求

5)经验问题——抗震结构的概念设计要求

73.承载力极限状态要求按荷载效应的最不利组合验算,其一般表达式为:

无地震作用时γ0S≤R

有地震作用时γ0SE≤RE /γRE

《抗震规范》采用承载力抗震调整系数γRE 调整结构的效应计算值。γRE≤1.0,其主要原因是:1)在荷载的反复作用下,结构承载力会降低;

2)地震是一种偶然作用,其持续时间一般较短,材料性能在短期荷载作用下时略优于长期荷载作用时,且结构对可靠度的要求可略低些。

γRE的意义及特点:

适度降低了结构的可靠度;

受弯构件的延性和耗能能力好,γRE值较小, γRE=0.75 ;

钢筋混凝土构件受剪和偏拉时延性差,γRE=0.85;

钢结构连接可靠度要求高,γRE值也高, γRE=0.75~0.90 。

74.地震作用下的作用效应组合:

组合类型地震作用用途

多遇地震作用下作用效应的基本组合多遇地震截面抗震验算

多遇地震作用下短期效应多遇地震弹性变形验算

罕遇地震作用下短期效应罕遇地震弹塑性变形验算

75.使用阶段层间位移限制目的:1)防止主要结构开裂、损坏;2)防止填充、装修开裂、损坏;3)防止过大侧移,以引发人的不适、影响正常使用、产生附加内力。

双控表达式:1)层间位移Δu/h≤[Δu/h] ;2)顶点位移u/H≤[ u/H] 76.风荷载作用下,建筑高度超过150m的高层建筑,应满足人使用的舒适度要求。此时,按重现期为10年的风荷载计算结构顶点的加速度,或由风洞试验确定顺风向与横风向结构顶点的amax

77.稳定和抗倾覆:任何情况下,应当保证高层建筑结构的稳定和有足够抵抗倾覆的能力。

高层建筑中,多层大刚度的楼板有利于保证结构的整体刚度。

重力荷载作用下,一般不会出现整体失稳问题;

水平荷载作用下,出现侧移后,重力荷载会产生附加弯矩,并进一步产生荷载的二阶效应,也称“P-Δ效应”。P-Δ效应不仅会增加构件内力,甚至使结构倒塌——失稳。:

78.等效抗侧刚度的验算分两类:

1)框架结构;

2)剪力墙、框架—剪力墙和筒体结构。

79.高层建筑抗倾覆问题:高层建筑的侧移很大时,其重力作用合力点移至基底平面范围外时,建筑可能发生倾覆问题。正常设计的高层建筑不会出现倾覆问题。

在设计高层建筑时,一般都要控制高宽比(H/B)。

高层建筑基础设计中,如下情况下一般不可能出现倾覆问题,通常不需要进行特殊的抗倾覆验算。

高层建筑结构设计(本)A答案

考试试题纸(A卷) 课程名称高层建筑结构设计 (本) 专业班级 一、填空题(每题3分,共15分) 1. 由梁、柱组成的结构单元称为框架,全部竖向荷载和侧向荷载由它承受的结构体系称为框架结构。 2. 我国房屋建筑采用三水准抗震设防目标,即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。 3. 建筑物动力特性是指建筑物的自振周期、振型与阻尼,它们与建筑物的质量和结构的刚度有关。 4. 在任何情况下,应当保证高层建筑结构的稳定和有足够抵抗倾覆的能力。 5. 当高层结构高度较大,高宽比较大或抗侧则度不够时,可用加强层加层,加强层构件有三种类型:伸臂、腰桁架和帽桁架和环向构件。 二、判断题:(每题3分,共15分) 1. 框架结构可以采用横向承重、纵向承重,但不能是纵横双向承重。(×) 2. 平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。(√) 3. 高层建筑结构的设计,要根据建筑高度、抗震设防烈度等合理选择结构材料、抗侧力结构体系,建筑体形和结构总体布置可忽视。(×) 4. 为了避免收缩裂缝和温度裂缝,房屋建筑可设置沉降缝。(×) 5. 抗震概念设计中,核芯区的受剪承载力应大于汇交在同一节点的两侧梁达到受变承载力时对应的核芯区的剪力。(√) 三、单选题:(每题3分,共15分) 1. A级高度钢筋混凝土高层框架结构在7度抗震设防烈度下的最大适用高度:(A) A. 55 B. 45 C. 60 D. 70 2. 钢结构框架房屋在8度抗震设防烈度下适用的最大高度:(B) A. 110 B. 90 C. 80 D. 50 3. 按照洞口大小和分布的不同,将剪力墙划分类别,但不包括:(D) A. 整体墙 B. 联肢墙 C. 不规则开洞剪力墙 D. 单片墙 4. 梁支座截面的最不利内力不包括:(D) A. 最大正弯矩 B. 最大负弯矩 C. 最大剪力 D. 最大轴力 5. 框架柱的截面宽度和高度在抗震设计时,不小于:(C) A. 200mm B. 250mm C. 300mm D. 350mm 四、简答题(第一题10分,其它每题15分,共55分) 1. 工程中采取哪些措施可避免设置伸缩缝? 工程中采取下述措施,可避免设置伸缩缝:

(完整)《高层建筑结构设计》考试试卷

高层建筑结构设计考试试卷 姓名计分 一、单选题(每题3分,共30分) 1、在相同条件下,随着建筑物高度的增加,下列指标哪个增长最快? () A.结构底部轴力 B. 结构底部弯矩 C. 结构顶部位移 D. 结构顶部剪力 2、钢筋混凝土剪力墙的截面厚度不应小于楼层净高的多少?() A. 1/20 B. 1/25 C. 1/30 D. 1/35 3、反弯点法的适用条件是梁柱线刚度之比值大于何值?() A. 3 B. 2.5 C. 2 D. 1.5 4、7度抗震时的框架-剪力墙结构中横向剪力墙的最大间距是多少?() A. 65M B. 60M C. 55M D. 50M 5、三级抗震等级的框架梁梁端箍筋加密区范围应满足下列何种条件?() A. 不得小于2.5h(h为梁截面高度) B. 不得小于2h(h为梁截面高度) C. 不得小于500mm D. 不得小于600mm 6、C类地面粗糙度指的是下列哪项?() A. 有密集建筑群且房屋较高的城市市区 B. 近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区 C. 有密集建筑群的城市市区 D. 田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区 7、对于需要进行罕遇地震作用下薄弱层验算的框架结构,当屈服强度系数沿高度分布均匀时,则结构薄弱层位于何处?() A. 任意一层 B. 结构顶部 C. 结构中部 D. 结构底部 8、一规则框架,其底层计算高度为4.5m,用反弯点法近似计算在风荷载作用下的内力,其底层反弯点高度为何值(单位m)?() A.2.0m B.2.5m C.3.0m D.3.5m 9、在地震区一般不允许单独采用下列哪种结构体系?() A. 框架-筒体结构 B. 框支剪力墙结构 C. 框架结构 D. 剪力墙结构

高层建筑结构设计复习试题(含答案)

高层建筑结构设计 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. 框架结构:由梁和柱为主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—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:完成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 设置的结构构件,包括转换梁、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置一种结构楼层,以完成结构布置密集、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?-P 效应的主要参数。 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(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 变形特征是呈剪切型的。 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:在中等地震作用下,允许结构某些部位进入屈服状态,形成塑性铰,这时结构进入弹 塑性状态。在这个阶段结构刚度降低,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. 弯矩二次分配法:就是将各节点的不平衡弯矩,同时作分配和传递,第一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),再作一次分配即结束。 第一章 概论 (一)填空题 1、我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)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。

高层建筑结构设计(教案)

高层建筑结构设计 教案 山东大学 土建与水利学院 薛云冱

目录 第一章:高层建筑结构体系及布置 (2) §1-1 概述 (2) §1-2 高层建筑的结构体系 (7) §1-3 结构总体布置原则 (9) 第二章:荷载及设计要求 (12) §2-1 风荷载 (12) §2-2 地震作用 (13) §2-3 荷载效应组合及设计要求 (14) 第三章:框架结构的内力和位移计算 (15) §3-1 框架结构在竖向荷载作用下的近似计算—分层法 (15) §3-2 框架结构在水平荷载作用下的近似计算(一)—反弯点法 (16) §3-3 框架结构在水平荷载作用下的近似计算(二)—改进反弯 点(D值)法 (17) §3-4 框架在水平荷载作用下侧移的近似计算 (18) 第四章:剪力墙结构的内力和位移计算 (20) §4-1 剪力墙结构的计算方法 (20) §4-2 整体墙的计算 (22) §4-3 双肢墙的计算 (23) §4-4 关于墙肢剪切变形和轴向变形的影响以及各类剪力墙划 分判别式的讨论 (24) §4-5 小开口整体墙的计算 (29) §4-6 多肢墙和壁式框架的近似计算 (30) 第五章:框架—剪力墙结构的内力和位移计算 (30) §5-1 框架—剪力墙的协同工作 (30) §5-2 总框架的剪切刚度 (31) §5-3 框—剪结构铰结体系在水平荷载下的计算 (32) §5-4 框—剪结构刚结体系在水平荷载下的计算 (33) §5-5 框架—剪力墙的受力特征及计算方法应用条件的说明 (36) §5-6 结构扭转的近似计算 (36) 第六章:框架截面设计及构造 (36) §6-1 框架延性设计的概念 (36) §6-2 框架截面的设计内力 (37) §6-3 框架梁设计 (39) §6-4 框架柱设计 (42) §6-5 框架节点区抗震设计 (47) 第七章:剪力墙截面设计及构造 (49) §7-1 墙肢截面承载力计算 (49) §7-2 连梁的设计 (53)

高层建筑结构设计复习总结

2元 高层建筑结构设计复习总结 一、1.高层建筑:将10层及10层以上或高度超过28m的混 凝土结构为高层民用建筑;高层建筑结构是高层建筑中的主要承重骨架。2.高层建筑优点:占地面积小,节约建筑用地; 缩短城市道路和各种管线,节约基础设施费用;改造城市面貌。3.高层建筑结构功能:安全性、实用、耐久、稳定4.高层建筑结构中:轴力和结构高度成线性关系;弯矩和结构高度成二次方关系;位移和结构高度成四次方关系。4.高层建筑结构形式:a按材料分:砌体结构、钢筋砼、钢结构、钢和钢筋砼材料混合结构b.按结构体系:框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构(框筒结构、筒中筒、多筒、成束筒)、悬挂结构及巨型框架结构5.(1)砌体结构:造价低; 强度低,特别是抗拉、抗剪强度低、延性差;抗震性不好(2). 钢筋砼结构:优(强度高,能组成多种结构体系,抗震性能较好,跟钢结构相比刚度大,造价低,材料来源丰富,耐火性好)缺(自重大,结构截面尺寸大,建筑面积小,造价增加施工周期较长)(3)钢结构:优(较理想材料,强度高,自重轻,延性好,抗震性能好,施工速度快,易于加工,施工方便)缺(造价高,耐火性差,维护费用高)6.(1)框架结构体系:优(建筑平面布置灵活,可形成大空间,立面也可变化;延性好;造价低。)缺(侧向刚度小;水平位移大,一般不超过60米;在高烈度地区,高度严格控制;非结构

构件破坏严重,维护费用高;缺少二道防线)设计要点:a 根据使用要求,建筑要求来布置框架层高;b梁柱节点必须刚接;c梁的跨度受梁、断面尺寸限制d柱断面尺寸根据轴力大小确定,在震区有轴压比限制(2)剪力墙结构体系:利用钢筋砼墙体组成的承受全部竖向和水平作用的。优(整体性好;侧移刚度大;变形小;非结构构件损坏小;结构次生内力P-Δ效应不显著;弹塑性稳定问题不突出;承载力易满足要求;抗震性能好;具有多道防线)缺(剪力墙间距较小;平面布置不灵活;大房间受到限制;自重大;刚度大,周期短)(3)框架-剪力墙结构体系:在框架结构中布置一定数量的剪力墙组成由框架和剪力墙共同承受竖向和水瓶座用的高层建筑结构。优(侧向位移小;减轻节点负担;增加了超静定次梁;保证了塑性的发展;屈间侧移屈干均匀;框架部分各层剪力趋于均匀;具有多道防线)缺(水平方向刚度不均匀)(4)筒体结构体系:由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的高层建筑结构。7.高层建筑结构发展原因:经济的发展;建筑用地减少;城市人口增多;地价上涨;建筑科技进步;钢筋及水泥的应用8.高层建筑发展:建筑功能和用途越来越好,建筑城市化;向亚洲发展,高度将有新突破;在结构设计方法方面着重技术深化;采用新结构形式。二1.在高层建筑结构设计中,水平荷载与作用占据主导和控制作用2.高层建筑中活荷载的不利布置一般怎样考虑:高层

高层建筑结构设计(上)试卷

一.单选题 1.地震荷载:结构物由于地震而受到的惯性力、土压力和水压力的总称。由于()震动对建筑物的影响最大,因而一般只考虑水平震动力。 (分数:10分) 标准答案:A 学员答案:A A.水平 B.内力 C.垂直 D.分布荷载 2.筒中筒结构体系是由内筒和外筒两个筒体组成的结构体系。内筒通常是由()围成的实筒,而外筒一般采用框筒或桁架梁。 (分数:10分) 标准答案:C 学员答案:C A.框架 B.筒中筒 C.剪力墙 D.框架--剪力墙 3.空气流动形成的风遇到建筑物时,就在建筑物表面产生压力或吸力,这种风力作用称为()。 (分数:10分) 标准答案:C 学员答案:C A.分布荷载 B.集中荷载 C.风荷载 D.应力荷载 4.()是高层建筑广泛采用的一种基础类型。它具有刚度大,整体性好的特点,适用于结构荷载大、基础土质较软弱的情况。 (分数:10分) 标准答案:A 学员答案:A A.箱形基础 B.独立基础 C.筏板基础 D.条形基础 5.()复杂,不规则,不对称的结构,不仅结构设计难度大,而且在地震作用的影响下,结构要出现明显的扭转和应力集中,这对抗震非常不利。 (分数:10分) 标准答案:C

学员答案:C A.大门形状 B.立面形状 C.平面形状 D.屋顶形状 6.两个以上的筒体排列在一起成束状,成为成束筒。成束筒的抗侧移刚度比()结构还要高,适宜的建造高度也更高。 (分数:10分) 标准答案:B 学员答案:B A.框架 B.筒中筒 C.剪力墙 D.框架--剪力墙 7.板式结构是指建筑物宽度较小,长度较大的平面形状。因平面短边方向抗侧移刚度较弱。一般情况下()不宜超过4。当抗震设防等于或大于8时,限制应更加严格。 (分数:10分) 标准答案:A 学员答案:B A.高宽比 B.长宽比 C.长高比 D.窗墙比 8.精确计算表明,各层荷载除了在本层梁以外以及与本层梁相连的柱子中产生内力外,对其它层的梁、柱内力影响不大,为此,可将整个框架分成一个个()来计算,这就是分层法。 (分数:10分) 标准答案:B 学员答案:B A.单独框架 B.单层框架 C.独立柱、梁 D.空间结构 9.当框架的高度较大、层数较多时,柱子的截面尺寸一般较大,这时梁、柱的线刚度之比往往要(),反弯点法不再适用。 (分数:10分) 标准答案:B 学员答案:B A.大于3 B.小于3 C.大小于2 D.小于2

关于高层建筑结构设计的几点见解

关于高层建筑结构设计的几点见解 摘要:在科技迅猛发展的21世纪,建筑是越建越高,至于建筑结构的设计就越发的复杂,建筑的结构体系、建筑的类型,建筑的风险计算都成为设计的要点。本文从高层建筑的特点出发,对高层建筑结构体系设计的基本要求等方面进行了分析探讨。 关键词:框架结构;荷载;抗震设计 1 前言 随着我国城市化建设进程的加快,城市人口的高度集中,用地紧张以及商业竞争的激烈化,促进了高层建筑的出现和不断发展。高层建筑结构设计给工程设计人员提出了更高的要求,下面就结构设计中的问题进行一些探讨。 2 高层建筑结构体系的特点 我国《高层建筑混凝土结构技术规程》规定,10层或10层以上或者房屋高度超过28m的建筑为高层建筑物。随着层数和高度的增加,水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显著,包括地震作用和风荷载。高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低,与其所采用的结构体系密切相关。不同的结构体系,适用于不同的层数、高度和功能。 2.1 框架结构体系 框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中,由梁和柱通过节点构成承载结构,框架形成可灵活布置的建筑空间,具有较大的室内空间,使用较方便。由于框架梁柱截面较小,抗震性能较差,刚度较低,建筑高度受到限制;剪切型变形,即层间侧移随着层数的增加而减小;框架结构主要用于不考虑抗震设防、层数较少的高层建筑中。在考虑抗震设防要求的建筑中,应用不多;高度一般控制在70m以下。 2.2 剪力墙结构体系 利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构,称为剪力墙结构体系。剪力墙结构体系于钢筋混凝土结构中,由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好,刚度大,在水平荷载作用下侧向变形小,承载力要求也容易满足;剪力墙结构体系主要缺点:主要是剪力墙间距不能太大,平面布置不灵活,不能满足公共建筑的大空间使用要求。此外,结构自重往往也较大。当剪力墙的高宽比较大时,是一个受弯为主的悬臂墙,侧向变形是弯曲型,即层间侧移随着层数的增加而增大。剪力墙结构在住宅及旅馆建筑中得到广泛应用。因此这种剪力墙结构适合于建造较高的高层建筑。根据施工方法的不同,可以分为:全部现浇的剪力墙;全部用预制墙板装配而成的剪力墙;

高层建筑结构设计特点.

浅论高层建筑结构特点及其体系 [摘要]文章分析高层建筑结构的六个特点,并介绍目前国内高层建筑的四大结构体系:框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。 [关键词]高层建筑;结构特点;结构体系 我国改革开放以来,建筑业有了突飞猛进的发展,近十几年我国已建成高层建筑万栋,建筑面积达到2亿平方米,其中具有代表性的建筑如深圳地王大厦81层,高325米;广州中天广场80层,高322米;上海金茂大厦88层,高420.5米。另外在南宁市也建起第一高楼:地王国际商会中心即地王大厦共54层,高206.3米。随着城市化进程加速发展,全国各地的高层建筑不断涌现,作为土建工作设计人员,必须充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系,只有这样才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。 一、高层建筑结构设计的特点 高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较,结构专业在各专业中占有更重要的位置,不同结构体系的选择,直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有: (一水平力是设计主要因素 在低层和多层房屋结构中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中,尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比。另一方面,对一定高度建筑来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。

2020西南大学《高层建筑结构设计》网络作业标准答案

2020西南大《高层建筑结构设计》作业 单项选择题 1、高层剪力墙结构的剪力墙布置,下列哪项符合规定? .剪力墙宜双向布置,宜拉通对直,每个独立墙段的总高度与长度之比不应小于2,墙肢截面高度与厚度之比不于3; .剪力墙应双向布置,宜拉通对直,每个独立墙段的总高度与长度之比不宜小于3,墙肢截面高度与厚度之比不于2。 .剪力墙应双向或多向布置,宜打通对直,每个独立墙段的总高度与长度之比不宜小于2,墙肢截面高度与厚度不宜小于3; .剪力墙应双向布置,宜拉通对直,每个独立墙段的总高度与长度之比不应小于3,墙肢截面高度与厚度之比不于2; 2、在计算剪力墙的内力与位移时,为何不能随意将全部翼缘作为有效翼缘来计算? .翼缘内应力非均匀分布,远离腹板的翼缘内应力线性衰减参考答案 .留有余地 .翼缘内应力非均匀分布,远离腹板的翼缘内应力变小 .翼缘内应力非均匀分布,远离腹板的翼缘内应力为零 3、任何结构都为一个空间结构,但是对于框架、剪力墙、框架---剪力墙结构而言,大多数可以简化为( )结构算大为简化。 .立体 .平面 .空间 .简支 4、用D值法分析多层多跨框架在水平荷载作用下的内力时,对除底层柱底外的其余各层梁、柱节点的转角所作应为下列何项所述?

.所有各层梁、柱节点的转角均为0 .同一柱上、下节点转角不相等,且同层各柱的上节点转角或下节点转角分别也不相等 .同一柱上、下节点转角相等,且同层各柱上、下节点转角也相等 .同一柱上、下节点转角不相等,但同层各柱的上节点转角或下节点转角分别相等5、框架梁、柱节点区域的箍筋配置_____。 .不能小于梁端加密区的箍筋配置 .不能小于柱端加密区的箍筋位置 .不能大于梁端加密区的箍筋配置 .不能大于柱端加密区箍筋配置 6、下述_____不正确。 . A. 反弯点法适用于高层建筑结构的内力计算 .分层计算法适用于计算竖向荷载作用下的杆件内力 .D值法适用于高层建筑结构在水平荷载作用下的内力计算 .反弯点法对多层多跨、梁柱线刚度比大于3 的结构内力计算比较精确 7、 下列叙述满足高层建筑规则结构要求的是() .刚度、承载力、质量分布均匀、无突变 .抗扭刚度低 .质量分布不均匀 .结构有较多错层 8、梁支座截面的最不利内力不包括:() . B. 最大正弯矩

高层建筑结构设计复习题

高层建筑结构复习题 一、填空题50道及答案 1板柱体系是指钢筋混凝土【无梁楼板】和【柱】组成的结构。 2.由框架和支撑框架共同承担竖向荷载和水平荷载的结构,称为【框架-支撑结构】。 3.单独采用框筒作为抗侧力体系的高层建筑结构较少,框筒主要与内筒组成【筒中筒】结构或多个框筒组成【束筒】结构。 4.框架-核心筒结构可以采用【钢筋混凝土结构】、【钢结构】、或混合结构。 5.巨型框架结构也称为主次框架结构,主框架为【巨型】框架,次框架为【普通】框架。 6.钢筋混凝土巨型框架结构有【两】种形式。 7. 高层建筑的外形可以分为【板式】和【塔式】两大类。 8.结构沿高度布置应【连续】、【均匀】,使结构的侧向刚度和承载力上下相同,或下大上小,自下而上连续,逐渐减小,避免有刚度或承载力突然变小的楼层。 9.平面不规则的类型包括【扭转】不规则、【楼板凹凸】不规则和【楼板局部】不连续。 10. 钢结构房屋建筑一般不设置【防震缝】。 11.高层建筑的外荷载有竖向荷载和水平荷载。竖向荷载包括自重等【恒载】及使用荷载等【活载】。水平荷载主要考虑【风荷载】和【地震作用】。 12. 结构的地震反应包括【加速度】、【速度】和【位移】反应。 所13.抗震设计的两阶段设计分别为:第一阶段为【结构设计】阶段,第二阶段为【验算】阶段。 14.计算地震作用的方法可分为【静力法】、【反应谱法】和【时程分析法】三大类。 15.影响α值大小的因素除自振署期和阻尼比外,还有【场地特征周期】。 16.场地土愈【软】,软土覆盖层的厚度愈【大】,场地类别就愈【高】,特征周期愈【大】,对长周期结构愈不利。 17.框架-核心筒结构设置水平楼伸臂的楼层,称为【加强层】。 18.巨型框架也称为主次框架结构,主框为【巨型框架】,次框架为【普通框架】。 19.水平何载作用下,出现侧移后,重力荷载会产生【附加弯矩】。附加弯矩又增大侧移,这是一种【二阶效应】,也称为“P-Δ“效应。 20.一般用延性比表示延性,即【塑性变形】能力的大小。 21.要设计延性结构,与下列因素有关:选择【延性材料】、进行结构【概念设计】、设计【延性结构】、钢筋混凝土结构的抗震构造措施及【抗震等级】。

高层建筑结构设计资料

名词解释: 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. 框架结构:由梁和柱为主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—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:完成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置的结构构件,包括转换梁、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置一种结构楼层,以完成结构布置密集、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 P效应的主要参数。 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(侧移)大,上部层间变形小,是由梁柱弯曲变形产生的。框架结构的变形特征是呈剪切型的。 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:在中等地震作用下,允许结构某些部位进入屈服状态,形成塑性铰,这时结构进入弹塑性状态。在这个阶段结构刚度降低,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. 弯矩二次分配法:就是将各节点的不平衡弯矩,同时作分配和传递,第一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),再作一次分配即结束。填空:1、我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002) 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安全适用, 技术先进,经济合理,方便施工。 3.复杂高层结构包括带转换层的高层结构,带加强层的高 层结构,错层结构,多塔楼结构。 4.8度、9度抗震烈度 设计时,高层建筑中的大跨和长悬臂结构应考虑竖向地震 作用。 5.高层建筑结构的竖向承重体系有框架结构体系,剪力墙 结构体系,框架—剪力墙结构体系,筒体结构体系,板柱 —剪力墙结构体系;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.高层结构平面布置时,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.《高层建筑混凝土结 构技术规程》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结构。 9 三种常用的钢筋混凝土高层结构体系是指框架结构、剪 力墙结构、框架—剪力墙结构。 1.地基是指支承基础的土体,天然地基是指基础直接建造 在未经处理的天然土层上的地基。 2.当埋置深度小于基础底面宽度或小于5m,且可用普通开 挖基坑排水方法建造的基础,一般称为浅基础。 3,为了增强基础的整体性,常在垂直于条形基础的另一个 方向每隔一定距离设置拉梁,将条形基础联系起来。 4.基础的埋置深度一般不宜小于0.5m,且基础顶面应低于 设计地面100mm以上,以免基础外露。 5.在抗震设防区,除岩石地基外,天然地基上的箱形和筏 形基础,其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;桩箱或 桩筏基础的埋置深度(不计桩长)不宜小于建筑物高度的 1/18—1/20。 6.当高层建筑与相连的裙房之间设置沉降缝时,高层建筑 的基础埋深应大于裙房基础的埋深至少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内。 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,应进行地基变形验算。 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.偏心受压基础的基底压应力应满足maxpaf2.1 、af 和2 min maxppp 的要求,同时还应防止基础转动过 大。 11.在比较均匀的地基上,上部结构刚度较好,荷载分布 较均匀,且条形基础梁的高度不小于1/6柱距时,地基反 力可按直线分布,条形基础梁的内力可按连续梁计算。当 不满足上述要求时,宜按弹性地基梁计算。 12.十字交叉条形基础在设计时,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,进行各类节点竖向荷载的分配计算。 13.在高层建筑中利用较深的基础做地下室,可充分利用 地下空间,也有基础补偿概念。如果每㎡基础面积上墙体 长度≮400mm,且墙体水平截面总面积不小于基础面积的 1/10,且基础高度不小于3m,就可形成箱形基础。 1.高层建筑结构主要承受竖向荷载,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、框架—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 /m2 ;剪力墙、筒体结构体系为14~16kN/m2 。 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1.1~1.2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.高层建筑应按不同情况分别采用相应的地震作用计算方 法:①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;②高度超 过40m的高层建筑物一般采用振型分解反应谱方法;③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。, 6.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。 7.在地震区进行高层建筑结构设计时,要实现延性设计, 这一要求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。 8.A级高度钢筋混凝土高层建筑结构平面布置时,平面宜 简单、规则、对称、减少偏心。 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 问答: 1.我国对高层建筑结构是如何定义的? 答:我国《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JGJ3—2002)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.高层建筑结构有何受力特点? 答:高层建筑受到较大的侧向力(水平风力或水平地 震力),在建筑结构底部竖向力也很大。在高层建筑 中,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,结构底部弯 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。

高层结构设计填空题参考答案(不完整版)

1.λ是反映_综合框架和综合剪力墙之间刚度比值的一个无量纲参数。 2.在其他条件不变的情况下,随着连梁转换刚度的增加,剪力墙整体系数α将___增大。 3.我国《抗震规范》的抗震设计原则是小震不坏,__中震不坏______,大震不倒。 4.底部剪力法适用于高度不超过40m,以剪切变形为主且____质量和刚度____沿高度分 布比较均匀的结构。 5.对现浇楼盖框架结构,考虑到_楼梯作为梁有效翼缘_______对梁截面惯性矩I的影响, 中框架梁可取I=2I0,边框架梁可取I=1.5I0(I0为形截面梁的惯性矩)。 6.对于高度50m以上或高宽比H/B大于4的框架结构,进行侧移近似计算时,除考虑梁和柱的弯曲变形外,还应该考虑_____柱轴向投影__________变形的影响。7.抗震设计时,规则建筑的平面布置应保证平面局部突出部分的尺寸较小,_______质量与刚度____平面分布基本均匀对称。 8.整体墙是指没有洞口或___开洞面积较小__的剪力墙。 9.在高层建筑的一个结构单元内,应尽量减小结构的侧移刚度中心与水平荷载合力中心间的偏心,以降低_____结构扭转_____对房屋受力的不利影响。 10.为保证抗震等级为一、二级的剪力墙墙肢塑性铰区不过早发生剪切破坏,应使墙肢截面的受剪承载力大于其___受弯_____承载力。 11.在结构顶部附加水平地震作用ΔF n的主要原因是考虑______主体结构顶层附加水平地震作用__________对结构地震反应的影响。 12.现浇钢筋混凝土结构的抗震等级是根据设防烈度、建筑类别、场地类别、结构类型和__房屋高度______________确定的。 13.筏式基础有_____梁板式_和平板式两种类型。 14.多层框架在水平荷载作用下的近似内力计算方法—D值法,实际上是对反弯点法中__ 抗侧刚度_______和___反弯点位置___进行了修正。 15.在水平荷载作用下结构的水平位移曲线大致有三种型式:__弯曲型____、___剪切型__和_弯剪型_________。 16.我国《抗震规范》规定的计算水平地震的方法有三种。即___振型分析反应谱法__、__底部剪力法______和____时程分析法____。 17.在框架结构的抗震设计中,框架梁的受压区计算高度x与梁截面的有效高度h0的比值x/h0,对于一级框架梁要满足___趋于0.25____,二、三级框架梁要满足____《=0.35___,四级框架梁则_______无规定___。 18.框架结构在强烈地震作用下,首先发生屈服并产生较大弹塑性位移的楼层称为结构____薄弱层____。 19.壁式框架柱侧移刚度D值的计算,与普通框架柱不同之处是需要考虑___刚域______和剪切变形的影响。 20.框筒结构的柱子轴向力,愈接近筒角愈大,这种现象叫__剪力滞后_____。 21.多层框架结构柱下条形基础梁的___高度______一般宜为柱距的81~41。 22.在地震区,当建筑物平面复杂、不对称并且各部分刚度、质量相差悬殊时,为减小震害可以设置______防震___缝。 23.钢筋混凝土结构承载力抗震调整系数γRE的数值__《1。 24.变形缝中的_______沉降_______缝应将建筑物从屋顶到基础全部分开。 25.若综合框架总剪力V f<0.2V0,则V f应取0.2V0及1.5V f,max二者中的较___小________者。

高层建筑结构设计特点及体系分析

高层建筑结构设计特点及体系分析 发表时间:2016-07-08T16:27:19.500Z 来源:《基层建设》2016年6期作者:李晓瑞 [导读] 近年来,我国高层建筑设计及施工又有很大的发展,各种结构型式得到充分应用。 广西南都建筑设计有限公司 530021 摘要:近年来,我国高层建筑设计及施工又有很大的发展,各种结构型式得到充分应用,高层建筑的体型和功能更加多样化,结构复杂程度增加。基于此本文着重对高层建筑结构设计特点及体系进行了分析,旨在为提高高层建设工程质量提供参考。 关键词:高层建筑;结构设计;体系 前言 高层建筑结构的最主要特点是水平荷载为设计的主要因素,侧移限值为确定各抗侧力构件数量和截面尺寸的控制指标。有些构件除必须考虑弯曲变形外,尚需考虑轴向变形和剪切变形的影响,地震区的高层建筑结构还需要控制结构和构件的延性指标。目前国内高层建筑类型不断增多,发展较快,由此需要结合钢结构和混凝土结构的优点,承载力高、延性好、变形能力强等理论基础,对建筑结构设计进行研究。 1高层建筑结构设计特点分析 1.1重视侧向荷载对结构的影响 随着建筑高度的增大,侧向荷载对结构影响的增长速率大于竖向荷载的增长速率,到某一高度时,侧向荷载对结构的影响将超过竖向荷载。从这开始,侧向荷载将成为确定高层建筑结构方案和影响土建造价的决定性因素。为此,对侧向荷载的作用,该倍加关注。 1.2结构设计除需满足承载力以外,还需满足侧移要求 (1)侧移的限值 结构受侧向荷载后,结构将发生水平变位——侧移。按侧移对结构的影响,可分为绝对侧移和层间侧移这两项。这里,绝对侧移是指建筑结构相对于地面原点的水平变位大小;而层间侧移则是指两相邻楼层绝对侧移值之差(见图1)。绝对侧移量过大,将会使结构产生P-效应,增大结构内力;有时甚至还会引起电梯运行困难,增加结构倾覆和失稳的危险性;同样,层间侧移过大,将会导致装修和非承重墙体的损伤[1]。 图1绝对侧移和层间侧移 (2)减少侧移的途径 一是减少风荷载或地震作用。对不考虑地震作用的高层建筑,风荷载是侧向荷载中的主要荷载。减少风荷载,就可减少侧移量。圆形平面时的风荷载最小,约只为矩形平面时的60%;即使将房屋的已定平面形状略加修饰,使之更近于流线形时,则同样也可起到减少风压的效果。 二是选用合适的结构方案。根据房屋的高度、高宽比、平面形状和它的体型,在选择结构方案时,将一并考虑控制侧移的这一因素。因一旦选定了结构方案,实际上,这时结构的侧移也就确定了。 三是设置刚性层。如我国某高层建筑 (地上37层、地下2层、高140m),钢筋混凝土框架一核芯筒结构,平面呈单轴对称的六边形,高宽比达5.2。但由于在第20层和第35层处各设了一道刚性层,使结构的顶点侧移量、由原先的284mm降至250mm,减少了10%。 1.3注意减轻楼面自重,减少楼面的结构高度 楼面(包括楼板及楼面梁)自重将占结构竖向荷载的大部分,由于高层建筑的层数多,虽每层的竖向荷载减少有限,但积累后的值对下层的柱、墙和基础都会产生不小的影响。 在确保楼层净高不变的条件下,减少楼面的结构高度,就可减少每层的层高。积累后,有时使房屋总高不变而增加楼层层数达1层或2层;或也可在楼层层数不变的条件下,减少房屋的总高。这些都将产生十分可观的经济效益。 2高层建筑结构设计体系分析 2.1框架结构体系 对于水平荷载作用,常用的方法有以下几种: 1)反弯点法。反弯点法的基本假设是把框架巾的横粱简化为刚性梁,因而框架节点不发生转角,只有侧移,同层各柱剪力与柱的移

专升本高层建筑结构设计考试答案

[试题分类]: 专升本《高层建筑结构设计》_08050850 [题型]:单选 [分数]:2 1. 高层建筑结构的受力特点是()。 A. 水平荷载为主要荷载,竖向荷载为次要荷载 B. 竖向荷载为主要荷载,水平荷载为次要荷载 C. 不一定 D. 竖向荷载和水平荷载均为主要荷载 答案:D 2. 抗震设计时,高层框架结构的抗侧力结构布置,应符合下列哪种要求() A. 应设计成双向梁柱抗侧力体系,主体结构可采用部分铰接 B?横向应设计成刚接抗侧力体系,纵向可以采用铰接 C. 应设计成双向梁柱抗侧力体系,主体结构不应采用铰接 D?纵、横向均宜设计成刚接抗侧力体系 答案:A 3. 下列关于剪力墙结构的说法,错误的一项是() A. 剪力墙结构的抗侧力构件为剪力墙 B. 短肢剪力墙受力性能不如普通剪力墙 C. 结构设计时,剪力墙构件即可抵抗平面荷载,也可抵抗平面外荷载 D. 剪力墙结构的侧移曲线为弯曲型 答案:C 4. 当高层建筑结构采用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应谱法求得的底部剪力的80 %时,其底部剪力应按下列值取用?() A. 至少按85 %取用 B. 按90 %取用 C. 至少按75 %取用 D. 至少按80 %取用 答案:D 5. 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?() A. 防止使人们惊慌 B. 防止结构发生破坏 C. 防止结构倒塌 D. 防止非结构部分发生过重的破坏

答案:D 6. 大型博物馆,幼儿园、中小学宿舍的抗震设防类别是() A. 重点设防类 B. 特殊设防类 C. 适度设防类 D. 标准设防类 答案:A 7. 洞口较大,且排列整齐,可划分墙肢和连梁的剪力墙称为() A. 整体墙 B. 联肢剪力墙 C. 壁式框架 D. 不规则开洞剪力墙 答案:B 8. 设防烈度为7 度,屋面高度为H=40m 高层建筑结构,哪种结构类型的防震缝的最小宽度最大。() A. 框架—剪力墙结构 B. 剪力墙结构 C. 框架结构 D. 三种类型的结构一样大 答案:C 9. 框架梁、柱中心线宜重合,当梁、柱中心线间有偏心时,下列哪种说法是正确的?() A. 抗震设计时不宜大于该向柱截面宽度的1/4 B. 非抗震设计时不应大于该向柱截面宽度的1/4 C. 在任情况下不应大于该向柱截面宽度的1/4 D. 如偏心距大于该向柱宽的1/4时,可采用增设梁水平加腋的措施 答案:D 10. 由密柱深梁框架围成的结构体系称为() A. 剪力墙结构 B. 框筒结构 C. 框架结构 D. 框架-剪力墙结构 答案:B 11. 对框架柱延性影响较小的因素是() A. 剪跨比 B. 轴压比

高层建筑结构设计题目及答案

一、选择题 1、高层建筑结构的抗震等级与A、结构类型和结构总高度D、地震烈度有关。 2、重力荷载代表值中可变荷载组合值的组合系数是A、雪载取0.5 C、书库等库房取0.8 D、楼面荷载取0.5。 3、≥150m高层剪力墙结构剪力的底部加强部位,下列何项符合规定A、剪力墙墙肢总高的1/10,并不小于底部两层层高。 4、高层建筑立面不规则包括A、竖向刚度不规则B、竖向抗侧力构件不连续D、楼层承载力突变 5、适用于底部剪力法的高层建筑应该A、高度≤40米 C、质量和刚度没高度分布比较均匀 D、以第一振型和剪切变形为主。 6、减少筒体结构的剪力滞后效应应采取的措施是B、控制结构的高宽比 C、设计平面成正方形 D、设计密柱深梁。 7、影响框架柱延性的因素有B、箍筋和纵筋配筋率D、剪跨比和轴压比。 8、剪力墙的延性设计一般包括B、设置边缘构件C、控制轴压比D、限制高宽比 9、两幢相邻建筑,按8度设防,一幢为框架-筒体结构,高50m,另一幢为框架结构,高30m。若设沉降缝,缝宽下列哪项是正确的?B、170mm。 10、框架结构中反弯点高度比与A、层高B、层数、层次及层高变化C、上下梁线刚度比D、梁柱线刚度比有关。 11、在高层建筑结构中控制最大层间位移的目的是A、满足人们的舒适度要求B、防止结构在常遇荷载下的损害C、确保在罕遇地震时建筑物不致倒塌D、力求填充墙等非结构构件不被损坏12、在水平荷载作用下的近似计算中,D值法与反弯点法的主要区别在于A、反弯点高度不同B、D值法假定柱的上下端转角不相等D、反弯点法中D值需要修正 13、高层建筑结构增大基础埋深的作用有A、提高基础的承载力,减少沉降C、加强地基的嵌固作用,抵抗水平力,防止建筑物的滑移、倾斜,保证稳定性D、利用箱基等基础外侧墙的土压力和摩擦力,使基底的土压力分布趋于均匀,减少应力集中 14、8度地震区某高度75m的高层建筑,考虑地震作用效应时,不应该组合的项是C、竖向地震作用 15、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下述哪种是正确的?A、前者的抗震等级高、也可能相等 二、判断题 1、有地震作用组合时,承载力纪纪验算中,引入抗震调整系数γRE 含义是考虑罕遇地震时结构的可靠度可以略微降低。对 2、地框架-剪力墙结构中,连接总框架与总剪力墙的连杆若是刚性楼板,则整个体系称之为刚接体系。错 3、剪力墙的分类主要是根据墙面开洞率的大小确定的。错 4、高层建筑的外荷载有竖向荷载和水平荷载,竖向荷载包括自重等恒载和使用荷载等运载,水平荷载仅考虑地震作用。错 5、框架结构在水平荷载作用下,当上下层梁的线刚度之比增大时,柱的反弯点下移。对 6、在筒体结构中,跨高比小于1的框筒梁宜采用交叉暗撑。错 7、钢管混凝土柱特别适合于轴心受压构件,是因为混凝土处于三向受压状态。对 8、在高层建筑结构中,当活荷载≤4KN/m2时,一般不考虑其不利布置但跨中弯矩要放大1.1~1.2。对 9、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采用整体式楼面结构的目的是保

超高层建筑结构设计注意事项

目录 一、超高层建筑与一般高层建筑结构设计的差异 (2) 二、结构设计特点 (3) 2.1 重力荷载迅速增大 (3) 2.2 控制建筑物的水平位移成为主要矛盾 (4) 2.2.1 风作用效应加大 (4) 2.2.2 地震作用效应加大 (4) 2.3 P△效应成为不可忽视的问题 (4) 2.4 竖向构件产生的缩短变形差对结构内力的影响增大 (5) 2.5 倾覆力矩增大。整体稳定性要求提高 (5) 2.6 防火、防灾的重要性凸现 (5) 2.7 建筑物的重要性等级提高 (6) 2.8 控制风振加速度符合人体舒适度要求 (6) 2.9 围护结构必须进行抗风设计 (6) 三、结构设计方法 (6) 3.1 减轻自重减小地震作用 (7) 3.2 降低风作用水平力 (7) 3.2.1减小迎风面积 (7) 3.2.2 降低风力形心 (7) 3.2.3 选用体型系数较小的建筑平面形状 (7) 3.3 减少振动。耗散输入能量 (7) 3.4加强抗震措施 (7) 3.4.1 选用规则结构使建筑物具有明确的计算简图 (8) 3.4.2 采用多个权威程序(如SATWE、TAT、SAP2000等)进行计算比较 (8) 3.4.3 进行小模型风洞试验,获取有关风载作用参数 (9) 3.4.4 采用智能化设计,提高结构的可控性 (9) 3.4.5 提高节点连接的可靠度 (9) 3.5超高建筑结构类型中的混合结构设计 (9) 3.5.1 混合结构的结构类型 (9) 3.5.2 型钢混凝土和圆钢管混凝土柱钢骨含钢率的控制 (10) 四、高层建筑结构方案选择的主要考虑因素 (11) 4.1 抗震设防烈度是超高层结构体系选用首要考虑因素之一 (11) 4.2 超高层建筑方案,应受到结构方案的制约 (11) 4.3 超高层建筑结构体系中结构类型的选择 (12) 4.3.1 拟建场地的岩土工程地质条件的影响 (12) 4.3.2 抗震性能目标的影响 (12) 4.3.3 采用合理的结构类型,应考虑经济上的合理性 (13) 4.3.4 施工的合理性的影响 (14) 五、关于结构的抗侧刚度问题 (15) 六超高层建筑结构的基础设计 (16) 6.1 天然地基基础 (17) 6.2 桩基础设计 (18)

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