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第一章高层建筑结构体系及布置1．高层建筑结构的特点如何？答：高层建筑结构要抵抗竖向和水平荷载，在地震区，还要抵抗地震作用。
在较低的建筑结构中，往往竖向荷载控制着结构设计；随着建筑高度的增大，水平荷载效应逐渐增大；在高层建筑结构中，水平荷载和地震作用却起着决定性作用。
因此，在高层建筑结构设计时，不仅要求结构具有足够的强度，而且还要求有足够的刚度，使结构在水平荷载作用下产生的位移限制在一定的范围内，以保证建筑结构的正常使用和安全。
另外，相对于低层建筑而言，高层建筑相对较柔，因此在地震区，高层建筑结构应具有足够的延性。
也就是说，在地震作用下，结构进入弹塑性阶段后，仍具有抵抗地震作用的足够的变形能力，不致倒塌。
这样可以在满足使用条件下能达到既安全又经济的设计要求。
综上所述，对于高层建筑结构，抵抗水平力的设计是个关键，应该很好地理解上述特点，使所设计的结构具有足够的强度、刚度和良好的抗震性能，还要尽可能地提高材料利用率，降低材料消2．高层建筑采用的结构可分为哪些类型？各有何特点？答：高层建筑采用的结构可分为钢筋混凝土结构、钢结构、钢-钢筋混凝土组合结构等类型。
钢筋混凝土结构具有造价较低、取材丰富、并可浇筑各种复杂断面形状，而且强度高、刚度大、耐火性和延性良好，结构布置灵活方便，可组成多种结构体系等优点，因此，在高层建筑中得到广泛应用。
当前，我国的高层建筑中钢筋混凝土结构占主导地位钢结构具有强度高、构件断面小、自重轻、延性及抗震性能好等优点；钢构件易于工厂加工，施工方便，能缩短现场施工工期。
近年来，随着高层建筑建造高度的增加，以及我国钢产量的大幅度增加，采用钢结构的高层建筑也不断增多。
更为合理的高层建筑结构为钢和钢筋混凝土相结合的组合结构和混合结构。
这种结构可以使两种材料互相取长补短，取得经济合理、技术性能优良的效果。
组合结构是用钢材来加强钢筋混凝土构件的强度，钢材放在构件内部，外部由钢筋混凝土做成，成为钢骨（或型钢）混凝土构件，也可在钢管内部填充混凝土，做成外包钢构件，成为钢管混凝土。
高层建筑结构与抗震思考题第二章1、高层建筑结构中轴力、弯矩和位移与结构高度的关系如何？答: ⑴轴力与高度成线性关系,⑵弯矩与高度成平方关系⑶位移与高度成四次方关系2、抗震缝如何计算？如果抗震缝、伸缩缝和沉降缝都必须设置，缝宽如何确定？答: 对于框架结构，当高度不超过15m时可为100mm，超过15m 时，6度、7度、8度、9度分别每增加5m、4m、3m、2m，宜加宽20mm；框剪结构，按框架的70％采用，剪力墙结构，按框架的50％采用，但都不小于100mm。
注意: 当缝的两侧结构体系不同时，缝宽应按不利的结构类型确定，高度不同时，按较低的房屋确定。
3、减小筒体结构的剪力滞后效应可以采取哪些措施？答:减少柱间距，加大窗裙梁的刚度，调整结构平面使之接近于正方形，控制截面的高宽比等。
4、为什么钢管混凝土柱特别适合于轴心受压构件？答:钢管混凝土柱中，钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度；钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。
5、在钢与混凝土的组合结构中，混凝土和钢结构部分各承受什么荷载？答：混凝土承担水平荷载，钢结构承受竖向荷载6、变形缝包括哪些内容？答:温度缝、沉降缝、防震缝。
7、复杂的高层建筑结构包括那些结构？答: 带转换层的结构，带加强层的结构，错层结构, 连体结构和多塔楼结构等.8、某高层建筑要求底部几层为大空间，此时应采用那种结构体系？答：带转换层的结构。
第三章1、底部剪力法适用于什么类型的高层建筑？答: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。
2、抗震设防中所谓大震、中震、小震各是怎么定义的？答:大震: 50年超越概率为2～3%，地震烈度比基本烈度高，重现期2000年.中震: 50年超越概率为10%，地震烈度等于基本烈度高，重现期475年，规范以此定义基本烈度；小震: 50年超越概率为63%，地震烈度低于基本烈度一度半，重现期50年。
第二章2.1钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系？钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系？每种结构体系举1~2例。
答：钢筋混凝土房屋建筑的抗侧力结构体系有：框架结构(如主体18层、局部22层的北京长城饭店)；框架剪力墙结构（如26层的上海宾馆）；剪力墙结构（包括全部落地剪力墙和部分框支剪力墙）；筒体结构[如芝加哥Dewitt-Chestnut公寓大厦（框筒），芝加哥John Hancock大厦（桁架筒），北京中国国际贸易大厦（筒中筒）]；框架核心筒结构（如广州中信大厦）；板柱-剪力墙结构。
钢结构房屋建筑的抗侧力体系有：框架结构（如北京的长富宫）；框架-支撑（抗震墙板）结构（如京广中心主楼）；筒体结构[芝加哥西尔斯大厦（束筒）]；巨型结构（如香港中银大厦）。
2.2框架结构、剪力墙结构和框架----剪力墙结构在侧向力作用下的水平位移曲线各有什么特点？答：(1)框架结构在侧向力作用下，其侧移由两部分组成：梁和柱的弯曲变形产生的侧移，侧移曲线呈剪切型，自下而上层间位移减小；柱的轴向变形产生的侧移，侧移曲线为弯曲型，自下而上层间位移增大。
第一部分是主要的，所以框架在侧向力作用下的水平位移曲线以剪切型为主。
(2)剪力墙结构在侧向力作用下，其水平位移曲线呈弯曲型，即层间位移由下至上逐渐增大。
(3)框架-剪力墙在侧向力作用下，其水平位移曲线呈弯剪型, 层间位移上下趋于均匀。
2.3框架结构和框筒结构的结构构件平面布置有什么区别?答：(1)框架结构是平面结构，主要由与水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩，必须在两个正交的主轴方向设置框架，以抵抗各个方向的侧向力。
抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。
框筒结是由密柱深梁组成的空间结构，沿四周布置的框架都参与抵抗水平力，框筒结构的四榀框架位于建筑物的周边，形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒。
2.5中心支撑钢框架和偏心支撑钢框架的支撑斜杆是如何布置的？偏心支撑钢框架有哪些类型？为什么偏心支撑钢框架的抗震性能比中心支撑框架好？答：中心支撑框架的支撑斜杆的轴线交汇于框架梁柱轴线的交点。
第三讲设计要求及荷载效应组合第 3 讲⾼层建筑结构设计要求及荷载效应组合与⼀般结构相同，设计⾼层建筑结构时，分别计算各种荷载作⽤下的内⼒和位移，然后从不同⼯况的荷载组合中找到最不利内⼒及位移，进⾏结构设计。
应当保证在荷裁作⽤下结构有⾜够的承裁⼒及刚度，以保证结构的安全和正常使⽤。
结构抗风及抗震对承载⼒及位移有不同的要求，较⾼的结构抗风还要考虑舒适度要求，抗震结构还要满⾜延性要求等。
下⾯将分别进⾏介绍。
1、承载⼒验算⾼层建筑结构设计应保证结构在可能同时出现的各种外荷载作⽤下，各个构件及其连接均有⾜够的承载⼒。
我国《建筑结构设计统⼀标准》规定构件按极限状态设计，承载⼒极限状态要求采⽤由荷载效应组合得到的构件最不利内⼒进⾏构件截⾯承裁⼒验算。
结构构件承载⼒验算的⼀般表达式为：持久设计状况、短暂设计状况⽆地震作⽤组合时：0 S R有地震作⽤组合时：SERE/RE承载⼒抗震调整系数2、侧移限制1）使⽤阶段层间位移限制结构的刚度可以⽤限制侧向变形的形式表达，我国现⾏规范主要限制层间位移：U/h max U/h在正常使⽤状态下，限制侧向变形的主要原因有：要防⽌主体结构开裂、损坏；防⽌填充墙及装修开裂、损坏；过⼤的侧向变形会使⼈有不舒适感，影响正常使⽤；过⼤的侧移会使结构产⽣附加内⼒（P 效应）。
在正常使⽤状态下（风荷载和⼩震作⽤），u/h的限值按下表选⽤。
2）结构薄弱层的弹塑性层间位移的简化计算弹塑性层间位移按下列公式计算U p p U e或U p U y — U yy楼层屈服强度系数是指：楼房等建筑的各层按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载⼒和按罕遇地震作⽤标准值计算的楼层弹性地震剪⼒的⽐值；对排架柱，指按实际配筋⾯积、材料强度标准值和轴向⼒计算的正截⾯受弯承载⼒与按罕遇地震作⽤标准值计算的弹性地震弯矩的⽐值。
楼层屈服强度系数表⽰建筑的实际承载强度相对于其设计时罕遇地震的对建筑的作⽤⼒的⼤⼩。
《⾼层建筑混凝⼟结构技术规程》中规定：7~9度时楼层屈服强度系数⼩于0.5的框架结构，应该进⾏罕遇地震作⽤下的薄弱层弹塑性变形验算。
高层建筑结构设计要求和荷载效应组合高层建筑的结构设计是十分重要的，因为它需要承受巨大的荷载效应，包括自重、风荷载、地震荷载等。
设计师在进行高层建筑结构设计时应考虑以下几个方面的要求和荷载效应组合：1.强度要求：高层建筑需要承受大量的荷载，因此在结构设计中必须满足强度要求。
这包括材料的强度要求，如钢筋混凝土的抗拉、抗压强度等；以及构件的强度要求，如梁、柱、墙等结构构件的尺寸、截面形状、厚度等。
2. 稳定性要求：高层建筑结构设计中，不仅需要考虑结构的强度，还需要考虑结构的稳定性。
稳定性要求包括纵向稳定性和横向稳定性。
纵向稳定性指建筑结构在垂直方向上的承载能力以及抗 overturning 能力；横向稳定性指建筑结构在水平方向上的抗侧倾和抗扭转能力。
3.刚度要求：高层建筑结构设计中，不仅需要考虑结构的强度和稳定性，还需要考虑结构的刚度，即结构的变形和振动。
高层建筑结构的刚度要求会影响到结构的稳定性、舒适度以及非结构性附件的设计和使用。
4.建筑荷载组合：高层建筑结构设计中，需要考虑不同荷载效应的组合。
荷载效应包括恒定荷载、活载、特殊荷载、风荷载、地震荷载等。
根据设计规范，这些荷载效应需要进行组合计算，确保结构在最不利的工况下的承载能力与安全性。
5.抗震设计：高层建筑结构设计中，地震荷载是一个重要的荷载效应。
地震设计要求结构在地震作用下，能够保持抗震安全性。
这包括结构的抗震设计参数、抗震性能要求、荷载效应的组合等。
需要注意的是，高层建筑结构设计不仅要满足上述要求，还需要考虑其他因素，如施工可行性、经济性、可维护性等。
因此，在进行高层建筑结构设计时，需要综合考虑各种因素，并遵守相应的设计规范和标准。
只有满足这些要求，才能确保高层建筑结构工程的安全性、可靠性和稳定性。
第9章 荷载效应组合及设计要求
1．什么是荷载效应？什么是荷载效应组合？一般用途的高层建筑结构承受哪些何载？
答：所谓荷载效应，是指在某种荷载作用下结构的内力或位移。
按照概率统计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。
一般用途的高层建筑结构承受的竖向荷载有结构、填充墙、装修等自重（永久荷载）和楼面使用荷载、雪荷载等（可变荷载）；水平荷载有风荷载及地震作用。
各种荷载可能同时出现在结构上，但是出现的概率不同。
2．如何考虑荷载效应的组合？分项系数与组合系数各起何作用？
答：通常，在各种不同荷载作用下分别进行结构分析，得到内力和位移后，再用分项系数与组合系数加以组合。
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001，以下简称为《荷载规范》）上给出的自重及使用荷载、雪荷载等值，以及风荷载及地震等效荷载值都称为荷载标准值。
各种标准荷载独立作用产生的内力及位移称为荷载效应标准值，在组合时各项荷载效应应乘以分项系数及组合系数。
分项系数是考虑各种荷载可能出现超过标准值的情况而确定的荷载效应增大系数，而组合系数则是考虑到某些荷载同时作用的概率较小，在叠加其效应时要乘以小于1的系数。
例如，风荷载和地震作用同时达到最大值的概率较小，因此在风荷载和地震作用组合时，风荷载乘以组合系数0.2。
3．如何选择控制截面及最不利内力类型
答：在构件设计时，要找出构件设计的控制截面及控制截面上的最不利内力，作为配筋设计的依据。
首先要确定构件的控制截面，其次要挑选这些截面的最不利内力。
所谓最不利内力，就是使截面配筋最大的内力。
控制截面通常是内力最大的截面，但是不同的内力（如弯矩、剪力）并不一定在同一截面达到最大值，因此一个构件可能同时有几个控制截面。
对于框架横梁，其两端支座截面常常是最大负弯矩及最大剪力作用处，在水平荷载作用下，端截面还有正弯矩。
而跨中控制截面常常是最大正弯矩作用处。
在梁端截面（指柱边缘处的梁截面），要组合最大负弯矩及最大剪力，也要组合可能出现的正弯矩。
注意，由于内力分析结果都是轴线位置处的梁的弯矩及剪力，但在配筋计算时应采用柱边截面处的内力，因而在组合前应经过换算求得柱边截面的弯矩和剪力，见图2。
对于柱子，根据弯矩图可知，弯矩最大值在柱两端，剪力和轴力值在同一楼层内变化较小。
因此，柱的设计控制截面为上、下两个端截面。
注意，在轴线处的计算内力也要换算到梁上、下边缘处的柱截面内力。
柱子弯矩和轴力组合要考虑下述四种可能情况：1）max M 及相应的N ；2）max N 及相应的M ；3）min N 及相应的M ；4）M 比较大（不是绝对最大），但N 比较小或比较大（不是绝对最小或绝对最大）。
有时绝对最大或最小的内力不见得是最不利的。
对于大偏心受压构件，N M e 0愈大，截面需要的配筋愈多。
对于小偏压构件`，如果N 不是最大，但相应的M 比较大时，配筋也会多一些。
所以，组合时要找第4）种情况，而且常常是这种情况控制配筋。
4．竖向活荷载的布置应如何考虑？
答：竖向活荷载是短暂作用的、可变的。
各种不同的布置会产生不同的内力，因此，应该由最不利布置方式计算内力，以求得截面最不利内力。
对于高层建筑，计算不利布置荷载的内力及内力组合工作量很
大，而一般民用及公共高层建筑中竖向活荷载不会很大（活荷载1.5—2.5kN/m2），与恒载及水平荷载产生的内力相比，竖向活荷载产生的内力所占比重很小。
因此，多数情况下，可不考虑活荷载的不利布置，只用满布活荷载一种情况计算内力，这样可以大大减小计算工作量。
在竖向活荷载很大时（大于4kN/m2，如图书馆书库、多层工业厂房或仓库），必须考虑活荷载不利布置。
5．如何考虑框架梁的塑性调幅？
答：框架中允许梁端出现塑性铰。
因此，在梁中可考虑塑性内力重分布，通常是降低支座弯矩，以减小支座处的配筋。
对于现浇框架，支座弯矩的调幅系数采用0.8—0.9。
对于装配整体式框架，由于钢筋焊接或接缝不严等原因，节点容易产生变形，梁端弯矩较弹性计算结果会有所降低，因此支座弯矩调幅系数允许低一些，取0.7－0.8。
支座弯矩降低后，必须相应加大梁跨中弯矩。
这样，在支座出现塑性铰以后，不会导致跨中截面承载力不足。
跨中弯矩应按平衡条件相应增大（图3）。
为了保证梁的安全，跨中弯矩还必须满足图中所列的条件。
图3 框架梁塑性调幅
塑性调幅主要是在竖向荷载作用下的内力调整，因此，要在组合前进行调幅，然后才和水平荷载作用下的内力进行组合。
6．在手算内力组合时，一般都通过表格进行。
内力组合的步骤如何？
答：在手算内力组合时，一般都通过表格进行。
内力组合的步骤是：
（1）恒载、活载、风载及地震等效荷载都分别按各自规律布置，进行内力分析；
（2）取出各个构件的控制截面内力，经过内力调整后填入内力组合表内；
（3）根据建筑物的具体情况，由教材表1中选出本结构可能出现的若干组组合，将各内力分别乘以相应的荷载分项系数及组合系数。
在不同组合类型中，分项系数不同，应按教材表9-1的要求分别采用；
（4）按照不利内力的要求分组叠加内力；
（5）在若干组不利内力中选取最不利内力作为构件截面的设计内力，有时要通过试算才能找到哪组
内力得到的配筋最大。
7．计算地震作用时，可变荷载的组合系数怎么确定？
答：计算地震作用时，结构的重力荷载代表值应取恒荷载标准值和可变荷载组合值之和。
可变荷载的组合值系数应按下列规定采用：
（1）雪荷载取0.5；
（2）楼面活荷载按实际情况计算时取1.0；按等效均布活荷载计算时，藏书库、档案库、库房取0.8，一般民用建筑取0.5。
8．多高层建筑结构水平位移限值的目的是什么？
答：多高层建筑结构应具有必要的刚度，在正常使用条件下限制建筑结构层间位移的主要目的为：第一，保证主要结构基本处于弹性受力状态，对钢筋混凝土结构要避免混凝土墙或柱出现裂缝；将混凝土梁等楼面构件的裂缝数量、宽度限制在规范允许范围之内。
第二，保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好，避免产生明显损坏。
因此，《高规》第4.6.3条规定了按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比的限值。
9．抗震设计中，构件承载力验算的一般表达式为：RE E E R S ≤，公式中为什么要引入承载力抗震调整系数γRE ？
答：公式中引入承载力抗震调整系数γRE 的原因是：当有地震作用参与内力组合时，考虑到地震作用的偶然性和短时性，快速加载时材料强度会有所提高，因此，将其截面承载力除以承载力抗震调整系数γRE 来近似考虑这一影响。
10．梁、柱的控制截面要考虑哪些最不利内力组合？
答：梁的支座截面一般要考虑两个最不利内力：一个是支座截面可能的最不利负弯矩，另一个是支座截面可能的最不利剪力。
用前一个最不利内力进行支座截面的正截面设计，用后一个最不利内力进行支座截面的斜截面设计，以保证支座截面有足够的承载力。
梁的跨中截面一般只要考虑截面可能的最不利正弯矩。
如果由于荷载的作用，有可能使梁的支座截面出现正弯矩和跨中截面出现负弯矩时，亦应进行支座截面正弯矩和跨中截面负弯矩的组合。
与梁相比，柱的最不利内力类型要复杂一些。
柱的正截面设计不仅与截面上弯矩M 和轴力N 的大小有关，还与弯矩M 与轴力N 的比值即偏心距有关。
对于大偏心受压的情况，当弯矩M 相等或相近时，轴力愈小所需配筋愈多，对于小偏心受压的情况，当弯矩M 相等或相近时，轴力愈大所需配筋愈多；不论是大偏心受压还是小偏心受压的情况，当轴力N 相等或相近时，弯矩M 愈大所需配筋愈多。
因此，柱控制截面上最不利内力的类型为：
（1）M max 及相应的轴力N 和剪力V ；
（2）-M max 及相应的轴力N 和剪力V ；
（3）N max 及相应的弯矩M 和剪力V ；
（4）N min 及相应的弯矩M 和剪力V ；
（5）V max 及相应的弯矩M 和轴力N 。
为了施工的简便以及为了避免施工过程中可能出现的错误起见，框架柱通常采用对称配筋。
此时，第（l）、（2）两组最不利内力组合可合并为弯矩绝对值最大的内力|M max|及相应的轴力N。
