高层结构复习思考题及答案

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。

第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。节后具有良好的整体性是高层建筑结构平面布置的关键。结构竖向布置要求到刚度均匀而连续，避免刚度突变和薄弱层造成震害。

（2）建筑平面的长宽比不宜过大，一般小于6为宜，建筑平面的突出部分，长度应尽可能小，平面凹进时，应保证楼板宽度足够大。布置抗侧力结构式，应使结构均匀分布令荷载，作用线通过结构刚度中心，以减小扭转的影响。

（3）平面：扭转不规则；凹凸不规则；楼板局部不规则。

竖向：侧向刚度不规则；竖向抗侧力构件不连续；楼层承载力突变。

5.框架-筒体结构与框筒结构有何异同何谓框筒结构的剪力滞后现象

（1）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。

（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

第5章高层建筑结构的近似计算方法

框架部分

1. 简述分层法和迭代法的计算要点及步骤。

分层法：要点1）除底层以外其他各层柱的线刚度均乘的折减系数，2）除底层以外其他各层柱的弯矩传递系数取为三分之一。

迭代法：步骤 1）求各杆固端和节点不平衡弯矩；2）求节点处每一杆件的分配系数；3）按公式迭代；4）将固端弯矩、二倍近端角变弯矩以及远端角变弯矩相加，得杆件最终杆端弯矩。

2．D值的物理意义是什么影响因素有哪些具有相同截面的边柱和中柱的D值是否相同具有相同截面及柱高的上层柱与底层柱的D值是否相同（假定混凝土弹性模量相同）

物理意义：对反弯点法中柱的侧向刚度和反弯点高度的计算方法做了改进。

影响因素：

具有相同截面的边住和中柱的D值不相同，因为边柱只有一根梁约束，中柱有两根梁约束；、具有相同截面及柱高的上层柱与底层柱的D值不相同，因为底层柱底端固定。

3．一框架结构，假定楼盖的平面内刚度无穷大，用D值法分配层间剪力。先将层间剪力分配给每一榀平面框架，再分配到各框架的每根柱；或者用每根柱的D值与层间全部柱的∑D的比值将层间剪力直接分配给每根柱。这两种方法的计算结果是否相同为什么

相同；

D值法分配剪力时，作了两个基本假设：

1）忽略在水平荷载作用下柱的轴向变形及剪切变形，柱的剪力只与弯曲变形产生的水平位移有关。

2）梁的轴向变形很小，可以忽略，因而同一楼层处柱端位移相等。

故可以不同于反弯点法先将层间剪力分配给每一榀平面框架，可直接分配给每根柱。因此使用以上两种方法计算结果相同。

4．水平荷载作用下框架柱的反弯点位置与哪些因素有关试分析反弯点位置的变化规律与这些因素的关系。在均布竖向荷载和水平集中力作用下框架的弯矩图形状如何

梁柱线刚度比、上下层横梁的线刚度比，上下层层高的变化等因素。

5．水平荷载作用下框架结构的侧移由哪两部分组成各有何特点

梁柱杆件弯曲变形和柱的轴向变形。

剪力墙部分

2．试述剪力墙结构在水平荷载作用下的平面协同工作的假定和计算方法。

（1）楼板在自身平面内刚度为无穷大，在平面外刚度为零。