高层抗震设计

哈尔滨理工大学建筑工程学院土木系李伟编
延性：表示构件和结构屈服后，具有承载能力不降低、具有足够塑性 变形能力的一种性能。 高层平面布置要求：简单、对称、平整 6．框架的剪切刚度 C f ：框架产生单位层间剪切变形所要施加的层间 剪力。 7.延性框架、强柱弱梁、强剪弱弯、轴压比的概念及箍筋作用。 8．风振系数: 实际风压是在平均风压上下波动的，目前采用加大风 载的办法来考虑这个动力效应，在风压值上乘以风振系数βz。 9．卓越周期：指的是引起建筑场地振动最显著的某条或某类地震波 的一个谐波分量的周期，该周期与场地覆土厚度及土的剪切波速有 关。 10．基本风压：基本风压是以当地比较空旷平坦的地面上离地 10m 高统计所得的 50 年一遇 10min 平均最大风速为标准， 按基本风压 ＝最大风速的平方/1600 确定的风压值。
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2）用D值法计算水平荷载下框架内力有三个基本假定：假定楼板 在其本身平面内刚度为无限大，忽略柱轴向变形，忽略梁、柱剪切变 形。D值法是更为一般的方法，普遍适用，而反弯点是D值法特例， 只 在层数很少的多层框架中适用。相同点求解过程一样，区别是反弯点 法反弯点在各层固定，而D值法随梁柱刚度比而进行修正。 7.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 k 应按 下式计算：
4.影响风荷载大小的因素有 风速 、 风向 形状、表面状况、周围环境等 剪力墙、 壁式框架 四种类型。
5.高层建筑剪力墙分为 整体剪力墙、 整体小开口墙、 联肢 6.框架结构水平荷载作用近似手算方法包括 D 值法 弯点法 。 7. 框架——剪力墙结构的刚度特征值的物理意义是 总框架 抗推刚度与总剪力墙抗弯刚度的相对大小。 8.框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用分层 力矩分配法 。 基础。 、 轴压比 、箍筋配置 、 反
13.框架结构在水平侧向力作用下的侧移曲线以（ A ）变形为主。 A、剪切型 B、弯曲型 C、剪弯型 D、弯剪型 14.框架结构中柱抗侧刚度与梁柱相对刚度有关，梁刚度愈小，则柱 的抗侧刚度（ A ） 。 A、愈小 B、愈大 C、不变 15.框架结构中柱抗侧刚度修正系数 与梁柱相对刚度有关，梁刚度 愈小，则 （ A ） 。 A、愈小 B、愈大 C、不变 16.框架结构中柱抗侧刚度修正系数 （ A ） 。 A、小于1 B、等于1 C、大于1
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14.用D值法计算水平荷载下框架内力有三个基本假定： 假定楼板在其 本身平面内刚度为无限大，忽略柱轴向变形，忽略梁、柱剪切变形。 15.剪力墙结构体系承受房屋的水平荷载和竖向荷载。 16.剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于 C20，以短肢剪力 墙为主的结构，其混凝土强度等级不应低于 C25。 17.剪力墙根据有无洞口，洞口大小和位置以及形状等，可分为整截 面墙，整体小开口墙，联肢墙，和壁式框架四类。 18.当 10 且 I n I 时，按整体小开口墙计算。 19.当 1 10 ，按联肢墙计算。 20.当 10 ，且 I n I ，按壁式框架计算 21.壁式框架的侧移刚度可采用D值法进行计算， 但应考虑杆件剪切变 形以及带刚域杆件的影响。 22.当结构单元内仅有整截面剪力墙时，应按竖向悬臂梁计算风荷载 或水平地震荷载作用下各楼层的总剪力和总弯矩。 23. I n I 值反映了剪力墙截面削弱程度。 I n I 值越大，说明剪力墙截 面削弱的较多。 24.在水平荷载作用下，框架的侧移曲线为剪切型，剪力墙结构的侧 移曲线为弯曲型，两种结构共同工作时的侧移曲线为弯剪型。 25.在框架—剪力墙结构中，考虑连梁的约束作用时；结构刚度特征 值增大，侧向位移减小；剪力墙上部截面的正弯矩增大，下部截面负 弯矩减小，反弯点下移；剪力墙的剪力增大，框架的剪力减小。 26.在框架—剪力墙结构中，剪力墙的布置原则为均匀、分散、对称、
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17.剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于[ B ]。 A．C15 B．C20 C．C25 D． C30 ]。 D．弯压破坏
18.剪力墙高宽比H／B<1.5，墙体易发生[ C A．弯曲破坏 B．弯剪破坏 C．剪切破坏
19.剪力墙宜自下而上连续布置，不宜中断，避免[ B ] A．强度不够 B．刚度突变 C．变形不够 D．强度突变
7.对框架柱的弯矩进行调整的目的是满足（ A ）的要求；对框架柱 的剪力进行调整的目的是满足（B ）的要求。 A、强柱弱梁 B、强剪弱弯 C、强核芯区、强锚固
8.D 值法中，确定反弯点高度时，当上层层高大于本层层高时，柱的 反弯点向（A ）移动
哈Hale Waihona Puke 滨理工大学建筑工程学院土木系李伟编
A、上
B、下
9.分层法计算框架内力时，第二层框架柱的传递系数为（B ） A、1/2 B、1/3 C、1 D、1/4
高度处的风振系数； 3.剪力墙按受力特性的不同分为哪几类？各类的受力特点是什么？ 答：1）整体墙 受力状态如同竖向悬臂梁。 2）小开口整体墙 合平截面假定。 3）联肢剪力墙 洞口开的大，截面整体性以破坏，连梁刚度比 墙肢刚度小的多， 连梁中部有反弯点， 各墙肢单独弯曲作用较为明显， 个别或少数层内墙肢出现反弯点。 4）壁式框架 洞口更大，墙肢与连梁的刚度较接近，墙肢明显 出现局部弯矩。 在许多楼层内有反弯点， 剪力墙的内力分布接近框架。 4.联肢墙的侧移、墙肢的轴力和弯矩、连梁的剪力与整体系数
有何关系？
除整体弯矩外，每个墙肢还出现局部弯矩，
但大部分楼层上墙肢没有反弯点， 可以认为剪力墙截面变形大体上符
5.反弯点法和 D 值法中的抗侧刚度有何不同？ 答：反弯点法中近似认为α=1，抗侧刚度用 d 值； D 值法中用 D 值，D=αd，α为小于 1 的系数。 6.简述D值法和反弯点法的适用条件并比较它们的异同点 答：1）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 框架内力和位移。
k gz s z 0
四、问答题
1．什么是框架—剪力墙结构刚度特征值λ，物理意义是什么，对结 构的内力分配与侧移变形有什么影响。 答：结构刚度特征值“入” ：是反映总框架和总剪力墙刚度之比的一 个参数， 对框架剪力墙结构的受力状态和变形及外力的分配都有很大 的影响。 1）当“入”较大时，结构中以框架为主，位移曲线主要是剪切型的； 2）当“入”很小时，结构中以剪力墙为主，位移曲线主要是弯曲型 3）二者比例相当时，为弯剪型变形。
10.假设一栋住宅建筑，采用现浇钢筋混凝土结构，结构高度 为 80 米，抗震设防烈度为 7 度，采用 体系最合适。 A、框架结构 C、筒体结构 11.联肢剪力墙计算宜选用（ A、材料力学分析法 C、壁式框架分析法 B、剪力墙结构 D、框筒结构 B）分析方法。 B、连续化方法 D、有限元法 B 结构
12.高层建筑采用（ D ）限制来保证结构满足舒适度要求。 A、层间位移 C、最大位移与层高比值 B、顶点最大位移 D、顶点最大加速度
20.整体工作系数 愈小，说明剪力墙整体性[ B ]。 A．强 B．弱 C．与 没有关系 D．没有变化
21.整体工作系数 愈大，说明剪力墙的侧向刚度[ A ]，侧移[ A] A．增大，减小 C．减小，减小 三．名词解释 1．P∆效应：水平荷载作用下结构产生侧移，重力荷载由于该侧移而 引起的附加效应 P～δ效应：由于构件自身挠曲引起的附加重力二阶效应 2．剪力墙的整体系数 ：各墙肢间的整体性 3． （框筒结构的）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。上述现象称为剪力滞后。 4．刚度特征值λ的物理意义：是反映总框架和总剪力墙刚度之比的 一个参数， 对框架剪力墙结构的受力状态和变形及外力的分配都有很 大的影响。 5．延性设计：强墙弱梁、强剪弱弯 B．增大，增大 D．减小，增大。
k z s z0
式中
k ——风荷载标准值，kN／m2； 0 ——基本风压； s ——风荷载体型系数，应按《荷载规范》第7．3节的规定采
用；
z ——风压高度变化系数； z ——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 k 应按下式计算：
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2.风荷载的确定： 大多数建筑（300m 以下）可按荷载规范规定的方法计算；少 数建筑 （高度大、 对风荷载敏感或有特殊情况者） 还要通过风洞试验） ； 规范规定的方法：
wk z s z0
z --基本风压； s --风载体型系数； z --风压高度变化系数； z -- z
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一、填空题 1.框架结构体系的优点是 侧刚度小、侧移较大 2.剪力墙结构的优点是 3.板柱－剪力墙结构是指 的板柱结构中设置剪力墙 抵抗水平作用的能力强、空间整体 在钢筋混凝土无梁楼板和柱组成 。 、建筑物高度、 。 性好 ；缺点是 平面布置受局限 。 建筑平面布置灵活； 缺点是 抗
9.高层建筑通常不宜采用 刚性
10.影响框架柱延性的因素主要有：剪跨比 和 混凝土强度等级 等。
11．高层建筑结构主要承受竖向荷载，风荷载和地震作用等。 12．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。 13．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。
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周边。 二、选择题 1.双肢墙中当连梁刚度 D 相对增大，墙肢刚度变小, 变大，连梁约 束弯矩 A．变大 A 。 B．变小 C．不变 D．不确定