剪力滞后
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第1章绪论1.我国对高层建筑结构是如何定义的?《高规》将10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑,以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑混凝土结构房屋,称之为高层。
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?(1)水平荷载对结构的影响大,侧移成为结构设计的主要控制目标之一;(2)楼盖结构整体性要求高;(3)高层建筑结构中的构建的多种变形影响大;(4)结构受到动力荷载作用时的动力效应大;(5)扭转效应大;(6)必须重视结构的整体稳定和抗倾覆问题;(7)当建筑物高度很大时,结构内外与上下温差过大而产生的温度内力和温度位移也是高层建筑结构的一种特点。
4.为什么要限制结构在正常情况下的侧移?何谓舒适度?高规采用何种限制来满足舒适度要求?限制侧移主要原因:防止主题结构及填充墙、装修等非结构构件的开裂与损坏;同时过大的侧向变形会使人有不舒适感,影响正常使用;过大的侧移还会使结构产生较大的附加内力。
人体对居住在高楼内的舒适程度。
通过限制振动加速度满足舒适度要求。
5.什么是结构的重力二阶效应?高层建筑为什么要进行稳定性验算?如何进行框架结构的整体稳定验算?框架结构在水平荷载作用下将产生侧移,如果侧移量比较大,由结构重力荷载产生的附加弯矩也将较大,危及结构的安全与稳定。
这个附加弯矩称之为重力二阶效应。
有侧移时,水平荷载会产生重力二阶效应,重力二阶效应过大会导致结构发生整体失稳破坏。
故要进行稳定性验算。
满足下式要求,式中n为结构总层数,否则将认为结构不满足整体稳定性要求。
结构满足稳定性要求,且可不考虑重力二阶效应的影响。
2章高层建筑结构体系与布置1. 何为结构体系?高层建筑结构体系大致有哪几类?选定结构体系主要考虑的因素有哪些?所谓高层建筑建筑的结构体系是指结构抵抗外部作用的构件类型及组成方式。
框架结构;剪力墙结构;框架-剪力墙结构;筒体结构;巨体结构。
因素:建筑高度;抗震设防类别;设防烈度;场地类型;结构材料和施工技术;经济效益;3.在抗震结构中为什么要求平面布置简单、规则、对称,竖向布置刚度均匀?怎样布置可以使平面内刚度均匀,减小水平荷载引起的扭转?沿竖向布置可能出现哪些刚度不均匀的情况?高层建筑结构平面、竖向不规则有哪些类型?(1)因为大量宏观震害标明,布置不对称,刚度不均匀的结构会产生难以计算和处理得地震作用(如应力集中,扭曲等)引起的严重后果,建筑平面尺寸过长,如建筑,在蒜辫方向不仅侧向变形加大,而且会产生两端不同步的地震运动,价赔偿的楼板在平面既有扭转又有挠曲,与理论计算结果误差较大。
1、水平作用下的框架结构的侧移主要由哪些部分组成?水平力作用下的框架结构、剪力墙结构和框架—剪力墙结构的水平位移曲线各有什么特点?水平作用下框架结构的侧移主要由梁和柱的弯曲产生的水平位移及其柱的轴向变形产生的水平位移组成。
前者位移曲线呈弯剪型,自上而下层间位移减小,后者位移曲线呈弯曲型,自上而下层间位移增大。
前者是主要的,框架在水平力作用下的水平位移曲线以剪切型为主。
水平作用下剪力墙结构水平位移曲线以剪切型呈弯曲型,层间位移由上而下逐渐增大。
水平作用下框架和剪力墙的变形曲线分别呈剪切型和弯曲型,由于楼板的作用框架和墙的侧向位移必须协调。
在结构的底部,框架侧移减小;在结构的上部,剪力墙的侧移减小,侧移曲线的形状呈弯剪型层间位移沿建筑高度比较均匀。
2、什么是框筒结构的剪力滞后?采取什么措施可减缓框筒结构的剪力滞后?倾覆力矩使框筒的侧翼缘框架柱受拉,另一侧翼缘框架柱受压;而腹板框架柱有压有拉。
翼缘框架中各柱轴力不均匀,角柱的轴力大于平均值。
中部柱的轴力小于平均值;腹板框架各柱的轴力也不是线性分布。
这称为剪力滞后。
措施:柱距不超过4.5m,以1.5-3m较好;截面高度大的梁的净跨与其高度之比为3-4m 较好;尽可能采用正方形、圆形和多边形平面;矩形平面两个方向的长度之比不大于2;角柱截面可以为中柱截面的1.5倍左右。
3、什么情况下需要设置转换层?什么是转换层?转换层的侧向刚度与其相邻上一层的侧向刚度之比有什么要求?为什么?为了满足建筑多功能需要,部分竖向构件(墙、柱)不能直接落地,需要通过转换构件将其内力转移至相邻的落地构件。
设置转换构件的楼层为转换层。
为了避免转换层成为薄弱层或软弱层,转换层的侧移刚度与其相邻上一层的侧向刚度相比不宜过小。
4、高层建筑常用的基础形式有哪些?箱型基础、筏型基础5、有什么特征量描述地震地面运动特征?地震作用下结构破坏与地面运动特性有什么关系?三个特征量:强度(振幅大小)、频谱和持续时间强烈地震的加速度或速度幅值一般很大,但如果持续时间短,对建筑破坏可能不大;而有时地面运动的加速度幅值并不大,而地震波的主要震动周期与结构物基本周期接近,或者震动时间很长,都有可能对建筑物造成严重的影响。
1.钢结构设计时,挠度超出限值,会后什么后果?影响正常使用或外观的变形;影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝);影响正常使用的振动;影响正常使用的其它特定状态。
2.采用直缝钢管代替无缝管,不知能不能用?结构用钢管中理论上应该是一样,区别不是很大,直缝焊管不如无缝管规则,焊管的形心有可能不在中心,所以用作受压构件时尤其要注意,焊管焊缝存在缺陷的机率相对较高,重要部位不可代替无缝管,无缝管受加工工艺的限制管壁厚不可能做的很薄(相同管径的无缝管平均壁厚要比焊管厚),很多情况下无缝管材料使用效率不如焊管,尤其是大直径管。
无缝管与焊管最大的区别是用在压力气体或液体传输上(DN)o3.什么是长细比?结构的长细比人=ul∕i,i为回转半径。
概念可以简单的从计算公式可以看出来:长细比即构件计算长度与其相应回转半径的比值。
从这个公式中可以看出长细比的概念综合考虑了构件的端部约束情况,构件本身的长度和构件的截面特性。
长细比这个概念对于受压杆件稳定计算的影响是很明显的,因为长细比越大的构件越容易失稳,。
可以看看关于轴压和压弯构件的计算公式,里面都有与长细比有关的参数。
对于受拉构件规范也给出了长细比限制要求,这是为了保证构件在运输和安装状态下的刚度。
对稳定要求越高的构件,规范给的稳定限值越小。
4.长细比和挠度是什么关系呢?1.挠度是加载后构件的的变形量,也就是其位移值。
2.细比用来表示轴心受力构件的刚度〃长细比应该是材料性质。
任何构件都具备的性质,轴心受力构件的刚度,可以用长细比来衡量。
3.挠度和长细比是完全不同的概念。
长细比是杆件计算长度与截面回转半径的比值。
挠度是构件受力后某点的位移值。
5.挠度在设计时不符合规范,用起拱来保证可不可以这样做?1、结构对挠度进行控制,是按正常使用极限状态进行设计。
对于钢结构来说,挠度过大容易影响屋面排水、给人造成恐惧感,对于混凝土结构来说挠度过大,会造成耐久性的局部破坏(包括混凝土裂缝)。
框架―剪力墙结构相关知识在框架结构中加设适量的剪力墙,二者通过楼盖协同工作,以满足建筑物的抗侧要求,从而组成框架―剪力墙结构体系。
在框架中局部增加剪力墙可以在对建筑物的使用功能影响不大的情况下,使结构的抗侧刚度和承载力都有明显提高,所以这种结构体系兼有框架和剪力墙结构的优点,是一种适用性很广的结构形式。
1. 变形特点在水平荷载作用下,框架结构的侧向变形曲线以剪切型为主,而剪力墙的变形则以弯曲型为主。
由于两者是受力性能不同的两种结构,因而两者之间需要通过楼板的协同工作。
由于楼板平面内刚度很大(计算中假定为无限刚性),因此在同一楼板处必有相同的位移,这就形成了框架―剪力墙结构特有的变形曲线,呈反S形的弯剪型变形曲线。
框架下部位移增长迅速,上部增长较慢,剪力墙则与之相反。
在框架―剪力墙结构下部,侧移较小的剪力墙对框架提供帮助,墙把框架向左边拉,框架―剪力墙的侧移比框架单独侧移小,比剪力墙单独侧移大;而上部,框架又可以对剪力墙提供支持,即框架把墙向左边推,其侧移比框架单独侧移大,比剪力墙单独侧移小。
最终框架―剪力墙结构的侧移大大减小,且使框架和剪力墙中内力分布更趋合理。
·2. 受力特点剪力墙的侧移刚度远大于框架,因此剪力墙分配到的剪力也将远大于框架。
由于上述变形的协调作用,框架和剪力墙的荷载和剪力分布沿高度在不断调整。
框架结构在水平力作用下,框架与剪力墙之间楼层剪力的分配比例和框架各楼层剪力分布情况随着楼层所处高度而变化,与结构刚度特征值λ直接相关。
框剪结构中的框架底部剪力为零,剪力控制部位在房屋高度的中部甚至在上部,而纯框架最大剪力在底部。
因此,当实际布置有剪力墙(如:楼梯间墙、电梯井道墙、设备管道井墙等)的框架结构,必须按框架结构协同工作计算内力,不应简单按纯框架分析,否则不能保证框架部分上部楼层构件的安全框架墙,剪力墙的区别剪力墙(shear wall)又称抗风墙或抗震墙、结构墙。
房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载的墙体。
题目:()在自身平面内的刚度大、强度高、整体性好,在水平荷载作用下侧向变形小,抗震性能较强。
其局限性在于平面布置不灵活,自重也比较大。
目前我国10〜30层的高层住宅大多采用这种结构体系。
选项A:框架一一剪力墙结构体系选项B:剪力墙结构体系选项C:筒体结构体系选项D:框架结构体系答案:剪力墙结构体系题目: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何值取用?()选项A:至少按80%取用选项B:至少按75%取用选项C:至少按85%取用选项口:按90%取用答案:至少按80%取用题目:高层建筑结构的现浇楼盖体系有()选项A:肋梁楼盖体系选项8:平板式楼盖体系选项C:组合楼盖体系选项D:密肋楼盖体系选项E:无粘结预应力现浇平扳题目:剪切变形是指下部层间变形(侧移)小,上部层间变形大,由梁柱弯曲变形产生。
框架结构的变形特征是呈剪切型的。
选项A:对选项B:错答案:错题目:随着房屋高度的增加,()产生的内力越来越大,会直接影响结构设计的合理性、经济性,成为控制荷载。
选项A:结构自重和地震作用选项B:结构自重和风荷载选项C:结构自重和楼(屋)盖上的均布荷载选项D:风荷载和地震作用答案:风荷载和地震作用题目:抗震设防的高层建筑,对竖向地震作用的考虑,下列哪项是符合规定的?()选项A: 8度、9度设防时应考虑竖向地震作用选项B: 9度设防时应考虑竖向地震作用与水平地震作用的不利组合选项C: 8度设防的较高建筑及9度设防时应考虑竖向地震作用与水平地震作用的不利组合选项D: 7度设防的较高建筑及8度、9度设防时应考虑竖向地震作用与水平地震作用的不利组合答案:9度设防时应考虑竖向地震作用与水平地震作用的不利组合题目:高层建筑结构布置的一般原则()选项B:建筑物的立面布置宜规则,平面布置不需规则选项C:建筑物的平面形状宜规则,避免过大的外伸和内收选项D:建筑物的平面布置宜规则,立面布置不需规则选项E:建筑物在立面布置上也要规则,保证沿高度方向的层间刚度和屈服强度分布均匀答案:建筑物的平面形状宜规则,避免过大的外伸和内收,建筑物在立面布置上也要规则,保证沿高度方向的层间刚度和屈服强度分布均匀,建筑物的平面和立面布置都要规则题目:高层建筑按空间整体工作计算时,要考虑的变形有哪些()选项A:墙的弯曲、剪切、轴向、扭转变形选项B:柱的弯曲、剪切、轴向、扭转变形选项C:板的弯曲、剪切、轴向、扭转变形选项D:梁的弯曲、剪切、扭转变形选项E:梁必要时需考虑轴向变形答案:梁的弯曲、剪切、扭转变形,柱的弯曲、剪切、轴向、扭转变形,墙的弯曲、剪切、轴向、扭转变形,梁必要时需考虑轴向变形题目:确定建筑结构基础埋深时应考虑()问题。
1、水平作用下的框架结构的侧移主要由哪些部分组成?水平力作用下的框架结构、剪力墙结构和框架—剪力墙结构的水平位移曲线各有什么特点?水平作用下框架结构的侧移主要由梁和柱的弯曲产生的水平位移及其柱的轴向变形产生的水平位移组成。
前者位移曲线呈弯剪型,自上而下层间位移减小,后者位移曲线呈弯曲型,自上而下层间位移增大。
前者是主要的,框架在水平力作用下的水平位移曲线以剪切型为主。
水平作用下剪力墙结构水平位移曲线以剪切型呈弯曲型,层间位移由上而下逐渐增大。
水平作用下框架和剪力墙的变形曲线分别呈剪切型和弯曲型,由于楼板的作用框架和墙的侧向位移必须协调。
在结构的底部,框架侧移减小;在结构的上部,剪力墙的侧移减小,侧移曲线的形状呈弯剪型层间位移沿建筑高度比较均匀。
2、什么是框筒结构的剪力滞后?采取什么措施可减缓框筒结构的剪力滞后?倾覆力矩使框筒的侧翼缘框架柱受拉,另一侧翼缘框架柱受压;而腹板框架柱有压有拉。
翼缘框架中各柱轴力不均匀,角柱的轴力大于平均值。
中部柱的轴力小于平均值;腹板框架各柱的轴力也不是线性分布。
这称为剪力滞后。
措施:柱距不超过4.5m,以1.5-3m较好;截面高度大的梁的净跨与其高度之比为3-4m 较好;尽可能采用正方形、圆形和多边形平面;矩形平面两个方向的长度之比不大于2;角柱截面可以为中柱截面的1.5倍左右。
3、什么情况下需要设置转换层?什么是转换层?转换层的侧向刚度与其相邻上一层的侧向刚度之比有什么要求?为什么?为了满足建筑多功能需要,部分竖向构件(墙、柱)不能直接落地,需要通过转换构件将其内力转移至相邻的落地构件。
设置转换构件的楼层为转换层。
为了避免转换层成为薄弱层或软弱层,转换层的侧移刚度与其相邻上一层的侧向刚度相比不宜过小。
4、高层建筑常用的基础形式有哪些?箱型基础、筏型基础5、有什么特征量描述地震地面运动特征?地震作用下结构破坏与地面运动特性有什么关系?三个特征量:强度(振幅大小)、频谱和持续时间强烈地震的加速度或速度幅值一般很大,但如果持续时间短,对建筑破坏可能不大;而有时地面运动的加速度幅值并不大,而地震波的主要震动周期与结构物基本周期接近,或者震动时间很长,都有可能对建筑物造成严重的影响。
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。
2024年国家电网招聘之其他工学类真题练习试卷A卷附答案单选题(共45题)1、框筒结构中剪力滞后的规律,下列()是不对的。
A.柱距不变,减小梁断面,剪力滞后增大B.结构上端剪力滞后减小C.正方形结构,边长增加,剪力滞后愈小D.滞后效应与平面结构形状无关【答案】 B2、根据《中华人民共和国水污染防治法》对城镇污水集中处理设施的有关规定,下列说法正确的是()。
A.城镇污水集中处理设施的运营单位按照国家规定向排污者提供污水处理的有偿服务,收取污水处理费用,保证污水集中处理设施的正常运行B.向城镇污水集中处理设施排放污水、缴纳污水处理费用的,不再缴纳排污费C.城镇污水集中处理设施的运营单位,应当对城镇污水集中处理设施的出水水质负责D.城镇污水集中处理设施的出水水质达到国家或者地方规定的水污染物排放标准的,可以按照国家有关规定少缴排污费E.环境保护主管部门应当对城镇污水集中处理设施的出水水质和水量进行监督查【答案】 A3、设A是m×s阶矩阵,B为s×n阶矩阵,则方程组BX=O与ABX=O同解的充分条件是().A.r(A)=sB.r(A)=mC.r(B)=sD.r(B)=n【答案】 A4、用水泥砂浆与用同等级混合砂浆砌筑的砌体(块材相同),两者的抗压强度()。
A.相等B.前者小于后者C.前者大于后者D.不一定【答案】 D5、某均质地基承载力特征值为100kPa,基础深度的地基承载力修正系数为1.45,地下水位深2m,水位以上天然重度为16kN/m3,水位以下饱和重度为20kN/m3,条形基础宽3m,则基础埋深为3m时,按深宽修正后的地基承载力为()。
A.151kPaB.165kPaC.171kPaD.181kPa【答案】 A6、根据《中华人民共和国水污染防治法》的有关规定,禁止新建、改建、扩建排放污染物的建设项目的饮用水水源保护区是()。
A.一级保护区B.二级保护区C.准保护区D.其他等级保护区【答案】 B7、《中华人民共和国水土保持法》规定:在山区、丘陵区、风沙区以及水土保持规划确定的容易发生水土流失的其他区域开办可能造成水土流失的生产建设项目,生产建设单位应当编制水土保持方案,报县级以上人民政府水行政主管部门审批,并按照经批准的水土保持方案,采取()。
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.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。
3.剪力墙结构:由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。
4.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。
5.结构刚度中心:各抗侧力结构刚度的中心。
6.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。
7.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。
8.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。
第一章概论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。
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。
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。
(二)选择题1.高层建筑抗震设计时,应具有[ a ]抗震防线。
a.多道;b.两道;c.一道;d.不需要。
2.下列叙述满足高层建筑规则结构要求的是[ d ]。
a.结构有较多错层;b.质量分布不均匀;c.抗扭刚度低;d.刚度、承载力、质量分布均匀、无突变。
一、单项选择题1、采用底部剪力法计算地震作用的高层建筑结构是(D.. H≤40m,以剪切变形为主且沿竖向质量和刚度分布较均匀的建筑结构)2、在抗震设防中,小震对应的是(B. 多遇地震)。
3、分层法中,除底层柱以外的上层柱远端传递系数取(D. 1/2)。
4、关于框架结构的D值法与反弯点法的区别,下列(B. D值法柱的抗剪刚度考虑了楼层梁刚度的影响,反弯点法假定楼层梁刚度为无穷大,楼层柱反弯点在柱高度的中点;)正确。
5、当α≥10,且I n I⁄≤ξ时,按(A整体小开口墙)计算。
6、用钢筋混凝土剪力墙承受竖向荷载和水平荷载的结构为(A剪力墙结构)。
7、高层建筑抗震设计时,应具有(A. 多道)抗震防线。
8、限制剪力墙最小厚度的主要目的是(A. 保证剪力墙的在轴力和侧向力作用下的平面外稳定)9、框架结构与剪力墙结构相比,下述(A. 框架结构变形大、延性好、抗侧力小,因此考虑经济合理,其建造高度比剪力墙结构低;)是正确的。
10、剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于(B. C20)。
11、当1≤α<10时,按(C. 联肢墙)计算。
12、整体小开口剪力墙计算宜选用(A. 材料力学分析法)分析方法。
13、当(C. α≥10)且I n I⁄>ξ时,按壁式框架计算。
14、框架-剪力墙结构特点是(D. 平面布置灵活,刚度大侧移小)。
15、抗震计算方法中,(D.实体有限元法)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均匀的结构。
16、下列(C.沉降缝)变形缝设置时,裙房与主体结构的基础必须断开17、高层建筑不宜采用的结构体系为(D.砌体结构)。
18、反弯点法的适用条件是梁柱线刚度之比大于(A. 3)。
19、在地震区,一般不允许单独采用下列(B. 框支剪力墙结构)体系。
20、当x>ξb h0时,剪力墙为(B. 小偏压)。
21、框架结构中,柱的抗侧移刚度修正系数(A. 小于1)。
22、10层以及10层以上或房屋高度超过(D. 28m)的住宅建筑属于高层建筑。
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—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。
薄壁箱梁的剪力滞效应分析薄壁箱梁是一种结构形式,其具有较高的强度和刚度,广泛应用于建筑和桥梁等工程领域。
在受载过程中,薄壁箱梁的剪力滞效应是一种重要的力学现象,本文将对其进行分析。
首先,我们需要了解薄壁箱梁的剪力滞效应是如何产生的。
在受载过程中,由于载荷的作用,薄壁箱梁会发生弯曲变形,此时横向的剪力会引起箱梁郁闭壁面的滑移。
由于壁板较薄,滑移的剪应力会引起壁板的变形和剪应力的积累,这就是剪力滞效应的产生。
接下来,我们将分析剪力滞效应对薄壁箱梁的受力性能的影响。
首先,剪力滞效应能够提高薄壁箱梁的刚度和强度。
当箱梁发生弯曲变形时,壁板的滑移会在一定程度上抵消部分剪应力,从而减小了壁板的变形和剪应力的积累,提高了箱梁的刚度和强度。
其次,剪力滞效应还可以提高薄壁箱梁的耗能性能。
由于滑移的产生需要克服一定的摩擦力,这能够将一部分载荷转化为摩擦功耗散,吸收能量从而起到一定的阻尼作用,提高了薄壁箱梁的耗能能力。
此外,剪力滞效应还可以改善薄壁箱梁的稳定性。
壁板发生滑移后,能够有效地限制变形的扩展,改善了结构的稳定性。
特别是在受到冲击载荷作用时,剪力滞效应能够减小载荷传递效应,从而降低了结构的应力集中和破坏风险。
然而,剪力滞效应也会对薄壁箱梁的受力性能产生一些负面影响。
首先,剪力滞效应会引起箱梁的薄壁板的开裂。
由于剪力滞效应会使壁板发生滑移,从而引起剪应力的积累,当剪应力超过材料的极限时,就会导致壁板的开裂。
其次,剪力滞效应会使薄壁箱梁的变形变大。
当壁板发生滑移时,会增加箱梁的变形,从而降低了结构的刚度。
这一点在需要较高刚度的工程中可能会造成问题。
综上所述,薄壁箱梁的剪力滞效应是一种重要的力学现象,对结构的刚度、强度、耗能性能和稳定性等方面都有着一定的影响。
在实际工程设计中,需要根据具体情况综合考虑剪力滞效应的影响,合理选择材料和结构设计,以实现结构的优化和安全可靠。
厦门大学网络教育2015-2016学年第一学期《高层建筑结构》课程复习题一、单项选择题1、8度抗震设防时,框架一剪力墙结构的最大高宽比限值是()A.2;B.3;C.4;D.5。
2、已知某抗震设防为9度区的高层建筑,在多遇地震影响下其水平地震影响系数最大值为0.32,该结构重力荷载代表值为150000KN,则该结构由地震作用引起的总的竖向压力标准值为()A.26520KN;B、23400KN;C、48000KN;D、36000KN 3、框架结构在竖向荷载作用下,可以考虑梁塑性内力重分布而对梁端负弯矩进行调幅,下列调幅及组合正确的是()A.竖向荷载产生的弯矩与风荷载及水平地震作用的弯矩组合后再进行调幅;B.竖向荷载产生的弯矩应先行调幅,再与风荷载和水平地震作用产生的弯矩进行组合;C.竖向荷载产生的弯矩与风荷载产生的弯矩组合后进行调幅,水平地震作用产生的弯矩不调幅;D.竖向荷载产生的弯矩与水平地震作用产生的弯矩组合后进行调幅,风荷载产生的弯矩不调幅。
4、延性结构的设计原则为:()A.小震不坏,大震不倒;B.强柱弱梁,强剪弱弯,强节点,强锚固;C.进行弹性地震反应时程分析,发现承载力不足时,修改截面配筋;D.进行弹塑性地震反应时程分析,发现薄弱层、薄弱构件时,修改设计。
5、当α≥10 ,且In/I≤ξ时,按( )计算。
A.整体小开口墙;B.整片墙;C.联肢墙;D.壁式框架。
6、时程分析时,多条时程曲线计算所得的结构底部剪力的平均值不应小于阵型分解反应谱法求得的底部剪力的()。
A、70%;B、75%;C、80%;D、85%。
7、钢筋混凝土高层结构房屋在确定抗震等级时,除考虑地震烈度,结构类型外,还应该考虑()。
A.房屋高度;B.高宽比;C.房屋层数;D.地基土类别。
8、用分层法计算竖向荷载作用下梁柱的内力时,说法错误的是()。
A、在竖向荷载作用下,框架结构的侧移对其内力的影响较小;B、框架各层横梁上的竖向荷载只对本层横梁及与之相连的上、下层柱的弯矩影响较大;C、框架各层横梁上的竖向荷载对其他各层梁、柱的弯矩影响较小;D、某层梁上的荷载对下部各层柱的轴力影响与弯矩影响一样,也不大。
实腹筒与框筒都是充分利用结构的空间性能做成的三维受力的筒式结构。在水平力作用下,框筒结构中除腹板框架抵抗倾覆力矩外,翼缘框架柱主要是通过承受轴力抵抗倾覆力矩,同时梁柱都有在翼缘框架平面内的弯矩与剪力。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,见图27-4,这种现象称为剪力滞后。由于剪力滞后现象的存在,远离角柱的柱子不能充分发挥作用,角柱必须负担更大的轴力。为了充分发挥翼缘框架中柱子的作用,减少剪力滞后,必须减小柱距,加大梁的抗剪刚度,也就是说,框筒必须做成密柱深梁。 图27-4 框筒柱轴向力分布 框筒结构将密柱深梁布置在建筑物外围,充分利用材料的轴向承载能力,因此具有很大的抗侧刚度及抗扭刚度,是经济而高效的一种抗侧力结构体系。 框筒与内筒(通常做成实腹筒)组成的筒中筒结构不仅更加增大了结构的抗侧刚度,而且还带来协同工作的优点。外框筒沿高度侧向变形以剪切型为主,内实腹筒则以弯曲型变形为主,二者通过楼板协同工作抵抗水平荷载,它与框--剪结构的协同工作类似,可以改变原有的变形性能,而使层间变形更趋均匀,框筒的上下内力也趋于均匀。其次,由于内筒的存在减小了楼板的跨度,因此筒中筒结构的结构受力合理,经济,适用于较高的高层建筑(≥50层),且十分符合建筑使用要求。 根据上述特点及要求,筒中筒结构的布置需注意以下一些问题: 1.框筒必须做成密柱深梁。因为密柱深梁才能使窗裙梁的跨高比较小,减小翼缘框架中梁的弯曲及剪切变形,减小柱中剪力滞后现象。根据经验,一般情况下柱距为1~3m,最大为4.5m;窗裙梁跨高比约为3~4;一般窗洞面积不超过建筑立面的50%。 2.框筒的平面宜接近正方形、圆形。如为矩形平面,则长短边的比值不超过2,否则在较长的一边,剪力滞后现象会比较严重,长边中部的柱子轴力很小,利用程度不高。 3.结构总高度与总宽度之比(H/B)大于3时,才能充分发挥框筒的作用,因此在矮而胖的结构中不宜采用框筒或筒中筒体系。 4.内筒面积不宜过小,通常内筒边长为外筒边长的1/2~1/3较为合理。一般情况下,内、外筒之间不再设柱。内筒的高宽比(H/B)不宜超过12~15。 5.筒中筒结构中的楼盖不仅承受竖向荷载,它在水平荷载作用下还起刚性隔板作用,一方面,内、外筒通过楼盖联系并协同工作,另一方面它维持筒体的平面形状,保证沿竖向筒体不变形。因此楼盖是筒中筒结构中的重要构件。但是楼盖(包括楼板和梁)的高度不宜太大,要尽量减小楼盖与柱子之间的弯矩传递。在多数钢筋混凝土筒中筒结构中,将楼盖做成平板式或密肋梁式以减少端弯矩。因此楼盖跨度(内外筒间距)不宜过大,通常约为10~12m。 6.由于剪力滞后现象,各柱的竖向压缩不同,角柱压缩变形最大,因而楼板四角下沉较多,会出现翘曲现象,在设计楼板时要注意增加四角的配筋,以抵抗翘曲开裂。 7.框筒的柱截面做成正方形或矩形。若为矩形,则矩形的长边应与腹板框架或翼缘框架方向一致,因为梁、柱的弯矩主要在框架平面内,框架平面外的柱弯矩较小。 8.角柱截面要做大一些,以承受较大轴向力,并减少压缩变形,通常取角柱面积为中柱的1.5~2倍为宜。角柱面积太大,也会加大剪力滞后现象。 虽然框筒及筒中筒结构是一种在高层建筑中高效而经济的抗侧力结构,在60~70年代风行于世界,但是由于结构布置限制较多,窗洞面积较小,目前应用已不如过去普遍,而由一些其他结构体系,例如框架--核心筒结构、巨型框架结构等在高层建筑中应用逐渐增多。
高层建筑结构设计复习试题(含答案)高层建筑是指10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物。
房屋高度是指自室外地面至房屋主要屋面的高度。
框架结构是由XXX为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。
剪力墙结构是由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。
框架—剪力墙结构是由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。
转换结构构件是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。
结构转换层是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。
剪重比是楼层地震剪力系数,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。
刚重比是结构的刚度和重力荷载之比。
是影响重力P-Δ效应的主要参数。
抗推刚度(D)是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。
结构刚度中心是各抗侧力结构刚度的中心。
主轴是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。
剪切变形是下部层间变形(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。
剪力滞后是在水平力作用下,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。
延性结构是在中等地震作用下,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。
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,如图所示。
剪力滞后效应在结构工程中是一个普遍存在的力学现象,小至一个构件,大至一栋超高层建筑,都会有剪力滞后后现象。
剪力滞后,有时也叫剪切滞后,从力学本质上说,
是圣维南原理,它严格地符合弹性力学的三大方程,即几何方程、物理方程、平衡方程。
具体表现是,在某一局部范围内,剪力所能起的作用有限,所以正应力分布不均匀,把这种正应力分布不均匀的现象叫剪切滞后。
剪力滞后后效应通常出现在T型、工型和闭合薄壁结构中如筒结构和箱梁,在这些结构中通常把整体结构看成一个箱形的悬臂构件。
当结构水平力作用下,主要反应是一种应力不均匀现象,柱子之间的横梁会产生沿着水平力方向的剪切变形,从而引起弯曲时远离肋板的翼板的纵向位移滞后于肋板附近的纵向位移,从而使得翼缘框架中各柱子的轴力不相等:远离腹板框架的柱轴力越来越小,翼缘框架中各柱轴力呈抛物线形,同时腹板框架中柱子的轴力也不是线性规律。
这就是一种剪力滞后后效应。
当翼板与腹板交接处的正应力大于按初等梁的计算值,称为正剪力滞后,反之为负剪力滞后。
忽略剪力滞后效应的影响,就会低估箱梁腹板和翼板交接处的挠度和应力,从而导致不安全:如1969-1971年在欧洲不同地方相继发生了四起箱梁失稳或破坏事故。
事故发生后,许多桥梁专家对桥梁的设计和计算方法进行了研究和分析,提出这四座桥的计算方法存在严重缺陷,其中一项就是设计中没有认真对待“剪力滞后效应”,因此导致应力过分集中造成桥梁的失稳和局部破坏。
又如广东省的佛陈大
桥、乐从立交桥、江湾立交桥、顺德立交桥、文沙大桥等出现桥梁翼板横向裂缝,据资料显示其主要原因是未考虑剪力滞后,致使实际应力大于设计应力,不能满足翼板承载力的要求而出现裂缝
忽略剪力滞后后效应的影响,就会低估箱梁腹板和翼板交接处的挠度和应力,从而导致不安全:如1969-1971年在欧洲不同地方相继发生了四起箱梁失稳或破坏事故。
事故发生后,许多桥梁专家对桥梁的设计和计算方法进行了研究和分析,提出这四座桥的计算方法存在严重缺陷,其中一项就是设计中没有认真对待“剪力滞后效应”,因此导致应力过分集中造成桥梁的失稳和局部破坏。
又如广东省的佛陈大桥、乐从立交桥、江湾立交桥、顺德立交桥、文沙大桥等出现桥梁翼板横向裂缝,据资料显示其主要原因是未考虑剪力滞后,致使实际应力大于设计应力,不能满足翼板承载力的要求而出现裂缝.
英国规范和德国工业标准规范中通过翼缘有效宽度的折减来考虑剪力滞后的影响,但是我国现行桥规中仅提及可参照“T”形梁的规定办理,没有箱梁有效宽度的具体规定,因此按初等梁计算在静、动载作用下纵向弯曲的应力无折减或增长系数可依。
目前对于复杂受力的大跨径桥梁,我国设计人员仅凭模型试验或大型有限元技术进行剪力滞后分析,如我国的钱塘江二桥、上海南浦大桥、铜陵长江公路大
桥等,花费了大量人力物力。
但对于一般的工程设计,却忽略剪力滞后后的影响,致使不断有一些宽箱梁桥出现横向裂缝。
在箱梁中,肋处的剪力流向板中传递过程,有剪力滞后后现象,称之为剪力滞后效应,剪力滞后概念与有效分布宽度相同,前者用不均匀应力表示,后者用一等效板宽表示。
其实,剪力滞后效应和T型梁的有效分布宽度是同一回事,都是由于腹板的剪力流使得上翼缘的应力分布不均匀。
只是T型梁用有效宽度来简化这一现象。
在桥梁的箱型截面中这一现象较突出,但当跨宽比较大或者截面腹板惯性矩与翼缘惯性矩之比较小时尤其严重,一定要考虑。
高层和这个类似,高层倒小与桥梁的箱型截面其实一回事。
有效分布宽度由于开口截面,剪力滞后多用于封闭截面。
剪力滞后有正剪力滞后与负剪力滞后之分。
剪力滞后影响结构设计,需将设计值提高。
剪力滞后的概念是一般狭窄翼缘的剪切扭转变形不大,其受力性能接近于简单梁理论的假设,而宽翼缘因这部分的变形的存在,而使远离梁肋的翼缘不参予沉弯工作,也即受压翼缘上的压应力随着离梁肋的距离增加而减少,这种现象就成为“剪力滞后后”,简称剪力滞后效应。
在框筒结构中,结构整体可以看成一个箱形的悬臂构件。
在水平力作用下,柱子之间的横梁会产生沿着水平力方
向的剪切变形,从而使得翼缘框架中各柱子的轴力不相等:远离腹板框架的柱轴力越来越小,翼缘框架中各柱轴力呈抛物线形,同时腹板框架中柱子的轴力也不是线性规律。
这就是一种剪力滞后后效应。
周期折减的目的是为了充分考虑框架结构和框剪结构的填充墙刚度对周期的影响。
其大小应该由结构类型和填充墙的多少决定。
一般取值如下:
结构类型填充墙较多填充墙较少
框架结构 0.6~0.7 0.7~0.8
框剪结构 0.7~0.8 0.8~0.9
剪力墙结构 0.9~1.0 1.0
一般在设计中取一个中间值就行了,也别去管地震力到底放大了多少。
因为在抗震设计中,决定抗震能力好坏的主要是通过概念设计和构造要求,而地震力的计算只是个辅助手段。