高层课后思考题答案
第1章绪论
1.我国对高层建筑结构是如何定义的？
答:我国规定：10层及10层以上或高度超过28m的住宅以及房屋高度大于24m的其他民用建筑为高层建筑。
2.高层建筑结构的受力及变形特点是什么？设计时应考虑哪些问题？
答：特点：水平荷载对结构影响大，随高度的增加除轴力与高度成正比外，弯矩和位移呈指数曲线上
升，并且动力荷载作用下，动力效应大，扭转效应大。
考虑：结构侧移，整体稳定性和抗倾覆问题，承载力问题。
3.从结构材料方面来分，高层建筑结构有哪些类型？各有何特点？
答：相应的结构分类（以材料分类）：砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土混合结构
特点：（1）砌体结构具有取材容易、施工简便、造价低廉等优点，但其抗拉、抗弯、抗剪强度均较低，抗震性 __________
能较差。
（2）钢结构具有强度高，自重轻（有利于基础），延性好，变形能力大，有利于抗震，可以工厂预制，现场拼装，交叉作业但价格高，防火材料（增加造价），侧向刚度小。
（3）钢筋混凝土具有价格低，可浇筑成任何形状，不需要防火，刚度大。但强度低，构件截面大占用空间大，自重大，不利于基础、抗震，延性不如钢结构。
（4）混合结构与钢构件比：用钢少，刚度大，防火、防锈；与混凝土构件比：重量轻，承载力大，抗震性能好。
第2章高层建筑结构体系与布置
1.高层结构体系大致有哪几类？各种结构体系优缺点和受力特点如何?
答：高层结构体系类型：框架结构体系剪力墙结构体系框架一剪力墙结构体系筒中筒结构体系多筒体系巨型结构体系
框架结构：受力变形特点：框架结构的侧移一般由两部分组成:1）水平力引起的楼层剪力，使梁、柱构件产生弯曲变形，形成框架结构的整体剪切变形Us ；2）由水平力引起的倾覆力矩，使框架柱产生轴向变形（一侧柱拉伸，另一侧柱压缩）形成框架结构的整体弯曲变形Ub ；3）当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整体剪
切变形，整体弯曲变形的影响很小。注：框架结构属于柔性结构，侧移主要表现为整体剪切变形。
优点：①建筑平面布置灵活，分隔方便；②整体性、抗震性能好，设计合理时结构具有较好的塑性变形能力；
③外墙采用轻质填充材料时，结构自重小。
缺点：侧向刚度小，抵抗侧向变形能力差。正是这一点，限制了框架结构的建造高度。《高规》规定，在非地震区，现浇钢筋混凝土框架结构房屋的最大适用高度为70m，最大高宽比为5。
剪力墙结构：受力变形特点：在水平荷载作用下，剪力墙可视为竖向悬臂构件。在竖向荷载作用下，剪力墙是
受压的薄壁柱；在水平荷载作用下，剪力墙则是下端固定、上端自由的悬臂柱（深梁）。注：1）剪力墙结构水
墙，侧向变形呈弯曲型。
优点：①整体性好、刚度大，抵抗侧向变形能力强②抗震性能较好，设计合理时结构具有较好塑性变形能力，因而剪力墙结构适宜的建造高度比框架结构要高。房间墙面及天花板平整，层高较小，特别适用于住宅、宾馆
等建筑。（结构高度：几十米~ 100多米，十几层到三十多层）
缺点：结构自重较大；受楼板跨度的限制（一般为3〜8m），剪力墙间距不能太大，建筑平面布置不够灵活。
框架-剪力墙结构：受力变形特点：框架-剪力墙结构体系以框架为主，并布置一定数量的剪力墙，通过水平刚度很大的楼盖将二者联系在一起共同抵抗水平荷载。其中剪力墙承担大部分水平荷载，框架只承担较小的一部分。
注：在水平荷载作用下，框架的侧向变形属剪切型，层间侧移自上而下逐层增大；剪力墙的侧向变形一般是弯曲型，其层间侧移自上而下逐层减小。当框架与剪力墙通过楼盖形成框架-剪力墙结构时，各层楼盖因其巨大的水平刚
度使框架与剪力墙的变形协调一致，其侧向变形介于剪切型与弯曲型之间，一般属于弯剪型。剪力墙结构
属于中刚性结构。
优点：兼有框架和剪力墙的优点，比框架结构的水平承载力和侧向刚度都有很大提高，比剪力墙结构布置灵活，可应用于10〜40层的办公楼、教学楼、医院和宾馆等建筑中。
框筒结构：受力变形特点：筒体的水平截面为单孔或多孔的箱形截面。筒体最主要的受力特点是它的空间性能，在水平荷
载作用下筒体可视为下端固定、顶端自由的（筒状）悬臂构件。注1）空间性能：按材料力学计算其
应力分布特点。2）剪力滞后现象：对于框筒结构，在翼缘框架中，远离腹板框架的各柱轴力愈来愈小；在腹板框架中，远离翼缘框架各柱轴力的递减速度比按直线规律递减的要快。上述现象称之为剪力滞后（书P35
优缺点：筒体结构具有很大的侧向刚度及水平承载力，并具有很好的抗扭刚度。剪力滞后使结构计算变得更复杂。
3.高层建筑结构平面布置的基本原则是什么？结构平面布置应符合哪些要求？变形缝
如何设置?
答：（1）基本原则：有利于抵抗水平荷载和竖向荷载，受力明确，传力直接，力求均匀对称，减
少扭转影响。在地震作用下，建筑平面力求简单、规则。风荷载作用下可适当放宽。
（2）课本第30页（1）- （5）
在房屋建筑的总体布置中，为了消除结构不规则、收缩和温度应力、不均匀沉降对结构的有害影响，可以用防震缝、伸缩缝和沉降缝将房屋分成若干独立的部分。
（3）各缝的特点和要求：防震缝应有一定的宽度，防震缝基础可不断开。伸缩缝从基础以上设置，基础可不断开。若为抗震结构，伸缩缝的宽度不小于防震缝的宽度。沉降缝将建筑物的两部分从顶层到基础全部断开。沉降缝的宽度应符合防震缝最小宽度的要求。目前的趋势是避免设缝或尽可能少设缝。
3.框架-筒体结构与框筒结构有何异同？框架结构与框筒结构区别？答:框架-筒体结构与框筒不是同一个概念。后者指的是由密柱深梁组成的空腹筒（空间），一般作为结构单元；而前者是由框架和筒体（核心筒）结构单元组成的结构，其中的框架与筒体是平行的受力单元。
框架是平面结构，主要由于水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩。
框筒是空间结构，沿四周布置的框架参与抵抗水平力，层剪力由平行于水平力作用方向的腹板框架抵抗。倾覆力矩由腹板框架和垂直于水平力方向的翼缘框架共同抵抗。框筒结构的四榀框架位于建筑物
周边，形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒，使建筑材料得到充分的利用。因此，框筒结构的适用高度比框架结构高得多。（百）剪力滞后现象：对于框筒结构，在翼缘框架中，远离腹板框架的
