高层建筑钢结构复习思考题

(均布荷载) (倒三角形分布荷载) (顶点集中荷载)
详见书 135 页 35. 壁式框架与一般框架有何区别？如何确定壁式 框架的计算简图和刚域尺寸？ 答：壁式框架比一般框架洞口开口小一些，壁柱和 壁梁都较宽，因而在梁柱交接区形成不产生变形的 刚域。 计算简图： 即连梁和墙肢的形心线，但应考虑节点刚域的 影响，且梁柱的剪切变形不能忽略。
小开口墙：计算公式同上，但应考虑洞口的影 响 联肢墙：
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壁式框架：
33. 如何将作用在各楼层处的总水平力分配到所要 计算的剪力墙上？ 答：可将各楼层处的总水平力按各片剪力墙的等效 刚度分配给各片剪力墙，然后进行单片剪力墙的内 力及侧移计算。所谓等效刚度是按顶点位移相等的 原则，考虑弯曲变形和剪切变形后，折算成一个竖 向悬臂受弯构件的抗弯刚度。 34.给出小开口剪力墙的内力及位移计算公式。 答：
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10. 决定抗震等级时的设防烈度如何确定？ 答：根据建筑类别、场地类别确定。 11. 当进行位移验算时，各分项系数的取值？ 答：位移计算时，所有分项系数均取 1.0。 12. 在有地震作用地区，何时需要考虑风荷载参与 组合，组合系数取多少？ 答：
对框架—剪力墙或剪力墙结构中的连梁刚度可予以 折减，折减系数不宜小于 0.5。
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1 1 ~ )lb 确定， 10 18
且截面高度不宜大于 1/4 净跨;截面宽度不宜小于 1/4hb，且不宜小于 200mm。 框架柱宜采用正方形或接近正方形的矩形，两 个主轴方向的刚度相差不宜过多，矩形截面长短边 之比不宜超过 3，框架柱的截面边长：非抗震设计 时不宜小于 250mm，抗震设计时不宜小于 300mm；圆 柱截面直径不宜小于 350mm。柱剪跨比宜大于 2。 初步设计时，柱截面尺寸可按轴压比确定： N= （1.1～1.2） Nⅴ （一～三级） N= （1.05～1.1） Nⅴ （四 级或非抗震）
In I
≤ξ
当剪力墙由成列洞口划分为若干墙肢，各墙肢和连 梁刚度比较均匀，并满足下式时，可按小开口墙计 算。 （3）联肢墙判别条件 （4）壁式框架判别条件
In ＞ζ I
31.整体墙等效抗弯刚度的物理意义？ 答：是按顶点位移相等的原则，考虑弯曲变形和剪 切变形后，折算成一个竖向悬臂受弯构件的抗弯刚 度。 32. 给出每种类型剪力墙等效抗弯刚度的计算公 式？ 答：整体墙：
24. 为什么要对竖向荷载作用下的梁端弯矩进行调 幅？调幅后的跨中弯矩如何确定？ 答： 调幅目的： 一是由于支座弯矩较大， 经调幅后， 可使其配筋不致过多、便于施工；二是由于梁端不 是绝对刚性，尤其是装配整体式框架，会有相对角
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变.调幅系数可取 0.8～0.9，装配整体式框架可取 0.7～0.8。 支座弯矩调幅后，跨中弯矩相应增大，应按平 衡条件计算调幅后的跨中弯矩，且要求跨中弯矩不 小于按简支梁计算的跨中弯矩的 1/2。 应当仅对竖向荷载引起的梁端弯矩进行调幅， 水平荷载引起的梁端弯矩不应进行调幅。 另外，由于没考虑活荷不利布置，应将梁跨中 弯矩乘以 1.1～1.3 的放大系数。 梁内力调幅及弯矩 放大均应在内力组合之前进行。 25.D 值的物理意义及算式？ 答：D 值指改进后柱抗侧移刚度： 26.D 值法的计算步骤？ 答：1）计算改进后柱抗侧移刚度 D 2）计算柱的反弯点高度 3）计算框架的内力： （1）各柱的剪力 （2）内力计算步骤同反弯点法。 27.影响框架柱反弯点位置的主要因素是什么？ 答：1）标准反弯点高度比y0 2）上下层梁刚度的变化 3）上下层层高变化 28. 何时需要考虑框架柱轴向变形引起的框架位 移？ 答：由于框架柱轴向变形引起的侧移相对较小，所 以仅在 H＞50 或 H/B＞4 的框架中考虑。 29.为什么要对梁、 柱端部的箍筋进行加密？节点区 的箍筋怎么设置？ 答：柱端箍筋加密的目的是从构造上提高框架柱塑 性铰区的延性、对混凝土提供约束，防止纵向钢筋 压屈和保证受剪承载力； 梁端箍筋加密的目的是从构造上对框架梁塑性铰区 的受压混凝土提供约束，并约束纵向受压钢筋，防 止它在保护层混凝土剥落后过早压屈，以保证梁端 具有足够的塑性转动能力。 30.简述整体墙、小开口、联肢墙、壁式框架的受力 特点。每种类型剪力墙的判别条件是什么？ 答： （1）整体墙（包括小洞口整体墙） ，其受力状态 如同竖向悬臂梁，截面上法向应力是线性分布的。 （2）小开口墙（即图中洞口稍大的剪力墙） ，截 面上的法向应力偏离直线分布。 应力分布相当于整体弯曲引起的直线分布和局部弯
2).框架结构应符合下式要求：
如不满足上式的要求，应调整并增大结构的侧向刚 度。 18.如何防止高层建筑的倾覆？ 答：当房屋的高宽比 H/B＞4 时，基底不出现零应力 区； 当房屋的高宽比 H/B≤4 时， 零应力区面积不应 超过基础底面积的 15%. （按此规定，倾覆安全系 数达到 2.3）
19.为什么要限制高层建筑的高宽比？ 答：限制高宽比的目的：为了从宏观上控制结构的 刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性。 20.如何估算框架结构梁、柱截面尺寸？ 答：框架梁的截面尺寸应由刚度条件初步确定。框 架结构的主梁截面高度可按 hb (
沉降缝：在高层建筑中，当建筑物相邻部位层 数或荷载相差悬殊或地基土层压缩性变化过大宜设 沉降缝。要求：相邻单元可以自由沉降，并应考虑 由于基础转动产生顶点位移的影响。 防震缝：对于体型复杂、平立面特别不规则的 建筑，为减少震害，可以考虑设置防震缝，使其形
6. 高层建筑何时应考虑楼面活荷不利布置？当按 活荷满布进行计算时，应对何处内力进行放大？放 大系数取多少？ 2 答：当楼面活荷载大于 4kN/m 时，应考虑活荷不利 布置。按活荷载满布进行计算，然后对梁跨中弯矩 乘以 1.1～1.3 的放大系数。 7. 一般高层建筑应取多少年一遇的基本风压？当 房屋高度超过 60m 时，基本风压应按多少年一遇的 考虑？重现期为 10 年的基本风压用于何处计算？ 答： 一般高层建筑可采用重现期为 50 年的风压。 一般情况下，高度大于 60 米的高层建筑，可采用 100 年一遇的风压值。重现期为 10 年的风压用于高 层建筑的舒适度验算。 8. 如何将风荷载转化成作用在楼层上的集中力？ 答：静力等效 9. 结构抗震等级是根据什么划分的？共分成几 级？ 答: 结构类型、房屋高度、设防烈度。特一级、 一级、二级、三级、四级。
17.如何保证高层建筑的稳定性 答：当高层建筑结构符合下列规定，可保证结构整
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体稳定： 1).剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构应符 合下式要求：
N--框架在竖向荷载作用下的轴力估算值。 Nⅴ --柱支撑的楼板面积×楼层数×（11～14）× 1.25 21.如何计算框架梁的惯性矩？ 答：梁、柱的截面惯性矩：柱按实际截面计算；梁 应考虑楼板的作用，当采用现浇楼盖时楼板可作为 框架的翼缘，按 T 形截面计算其惯性矩。翼缘有效 宽度为梁每侧 6 倍板厚，然后按 T 型或倒 L 型计算 惯性矩。工程中为简化计算，可按下式计算梁的惯 性矩： 一边有楼板 I=1.5I0 两边有楼板 I=2.0I0 I0 为梁矩形部分的惯性矩。 22.框架结构在竖向、 水平荷载作用下的近似计算方 法？ 答：弯矩分配法；框架在水平荷载作用下的内力近 似计算──反弯点法 D 值法。 23.框架梁、柱的控制截面位置？ 答：
I — —组合截面惯性矩； y j — —第j墙肢的截面形心至组合 截面形心的距离； I j、A j — —第j墙肢的惯性矩和截面积 。
qH 4 4 EI 1.2 8EI 1 GAH 2 11qmax H 4 3.67 EI u 1.2 1 120 EI GAH 2 PH 3 3 EI 1.2 1 2 3 EI GAH
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1. 高层建筑有哪些常用结构体系？试述每种结构 体系的优缺点。 答：框架结构的优缺点：由于框架柱的抗侧移刚度 较小，因此，框架结构主要用在层数不多、水平荷 载较小的情况。框架中的墙体属填充墙，一般采用 轻质材料填充， 起保温、 隔热、 分割室内空间作用， 因此它的平面布置灵活，可提供较大的室内空间。 剪力墙结构的优缺点：由于剪力墙结构的抗侧 移刚度较大，可承受较大的水平荷载。所以，当高 层房屋的层数较多，水平荷载较大时，可考虑采用 剪力墙结构。但剪力墙结构中受力墙体（剪力墙） 较多，难于布置面积较大的房间，因此它主要用于 住宅、 公寓、 旅馆等对室内面积要求不大的建筑物。 框架－剪力墙结构优缺点：框架－剪力墙结构 综合了框架和剪力墙结构的优点，既具有较大的抗 水平力能力，又可提供较大的室内空间和较灵活的 平面布置。适用于办公楼、旅馆、公寓、住宅等建 筑。 筒体结构优缺点：理想筒体在水平力作用下截 面保持平面，正应力沿腹板直线分布，沿翼缘正应 力均匀分布；而框筒则不再保持平截面变形，腹板 框架柱的轴力是曲线分布的，翼缘框架柱的轴力也 不是均匀分布，靠近角部的柱子轴力大，远离角部 的柱子轴力小。这种应力分布不再保持直线规律的 现象称为“剪力滞后” 。 2. 高层建筑的结构平面布置原则？ 答：原则：平面形状简单、规则、对称，刚度和承 载力分布均匀。 3. 分别叙述何时需设防震缝、伸缩缝和沉降缝缝 宽如何确定？ 答：伸缩缝：为防止建筑物构件由于气候温度变化 （热涨、冷缩） ，使结构产生裂缝或破坏而沿房屋长 度方向的适当部位竖向设置的一条构造缝。
成多个较规则的单元。 防震缝的最小宽度是根据地震中缝两侧的房屋 不发生碰撞的条件确定的。H 按缝两侧较低的房屋 高度确定;当缝两侧结构体系不同时， 防震缝宽度按 不利体系考虑。在地震区，当高层建筑设有伸缩缝 或沉降缝时，其缝宽应按防震缝宽度确定。 4. 采用何种措施可增大伸缩缝的间距？ 答：
5. 采用何种措施可不设沉降缝？ 答：
16. 满足哪些条件可不必考虑二阶效应的不利影响？ 当需要考虑二阶效应的不利影响时，简述现行《高 规》JGJ3-2002 的处理方法？ 答：