设计院笔试高层建筑结构总结

抗侧构件与布置
1.么是高层建筑结构，其主要抗侧结构体系有哪些，他与多层结构的主要区别有哪些？
10层及10层以上或房屋高大于
28m的建筑物称为高层建筑，此处房屋高是指室外
地面到房屋主要屋面的高。

主要抗侧结构体系有框架-剪墙、剪墙、筒体等；
与多层结构的主要区别为：水平荷载是设计主要因素；侧移成为控制指标；轴向变形和剪变形可忽。

2.高层建筑的抗侧体系主要有哪几类？各有哪些组成和承受作用特点？
答：高层建筑的抗侧类型主要有：框架结构、剪墙结构、框架－剪墙结构、筒体结构、悬臂结构及巨型框架结构。

组成和承受作用特点：①框架结构体系架结构体系有线型杆件－和柱作为主要构件组成的，承受竖向和水平作用；
②剪墙结构体系：混凝土墙体组成，承受全部竖向和水平作用的；
③框架－剪墙结构体系：框架结构中布置一定数的剪墙组成由框架和剪墙共同承受
竖向和水平作用；
④筒体结构体系：由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用；
⑤悬臂结构体系：在钢筋混凝土内筒为主要受结构的高层建筑中，从内筒同高处伸出属悬臂杆，并在其端部挂有钢吊杆与内筒共同承受各层楼板的自重与附加的活荷载；⑥巨型框架结构体系：由干巨柱以及巨组成，承受主要的水平和竖向荷载；其余的楼面截面柱组成二级结构，只将楼面荷载传递到巨型框架结构上去。

高层建筑结构受特点和结构概设计
3.高层结构剪墙设计中，剪墙的布置要求?
a剪墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置
b.抗震设计的剪墙结构，应避免仅单向有墙的结构布置形式
c.剪墙墙肢截面宜简单、规则；剪墙结构的侧向刚宜过大。

d剪墙宜自上而下连续布置，避免刚突变
e.剪墙的门窗口宜上下对齐、成布置，形成明确的墙肢和连。

4.高层建筑结构布置原则：
（1）高层建筑应采用严重规则的结构体系，宜采用规则结构，即体型（平面、面）
规则，结构平面布置均匀、对称并具有较好的抗扭刚；
（2）应具有明确的计算简图和合的传途径；
（3）结构竖向布置均匀，结构的刚、承载和质分布均匀，无突变的结构；
（4）应使结构具有必要的承载能、刚和变形能；
（5）应避免部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承载重荷载、风荷载和地震作用的能；
（6）对可能出现的薄弱部位应采取有效的措施予以加强，宜设置多道防线。

5.对抗风，抗震有的平面形状是哪些？
对抗风有的建筑平面形状是简单规则的凸平面；
对抗震有的建筑平面形状是简单，规则，对称，长宽比大的平面。

6.简述房屋建筑平面规则与竖向规则的类型，在设计中应如何避免上述规则结构？
平面规则包括扭转规则、楼板凹凸规则和楼板局部连续；
竖向规则包括侧向刚规则、竖向抗侧构件连续和楼层承载突变。

在设计中可以通过限制建筑物的长宽比，面的外挑和内收以及限制竖向刚的变化来
避免规则结构。

7.建筑物平面、面布置的基本原则是么？
答案：对称、规则、质和刚变化均匀。

高层结构荷载
1．高层建筑结构设计时应考虑哪些荷载或作用?
答：高层建筑和高耸结构主要承受竖向荷载、风荷载和地震作用等。

与多层建筑有所同，由于高层建筑的竖向远大于多层建筑，在结构内可引起相当大的内；同时由于高层建筑的特点，水平荷载的影响显著增加。

2.地震作用：
（1）指地震波从震源通过基岩传播引起的地面运动，使处于静止的建筑物受到动作用而产生的强振动。

（2）特点：多遇、难以预报、破坏严重
（3）三要素：幅值（强、加速、位移）；频谱；持时小于20S。

（4）影响因素：震源位置、深地震发生原因、传播距离、传播区域、场地土的性质（坚硬、中硬、软弱土）
（5）地震作用的大小与地震波的特性有关，还与场地土性质及房屋本身的动特性有很大关系。

（6）计算方法：静法、反应谱法、时程分析法。

（7）基本：指某一地区在设计基准期（50）内，在一般场地条件下可能遭受的最大（超越概10%）
（8）震源：地壳深处发生岩层断，错懂得地方，也就是第一个地震波发生的地方 3.
建筑物的动特性？
自振周期，振型，阻尼。

通常质大，刚大，周期短的建筑物在地震作用下的惯性也大；刚小，周期长的建筑
物位移较大，但惯性较小。

特别是当地震波的卓越周期与建筑物自振周期相近时，会引起类共振，结构的地震反应加剧。

4.影响地震影响系数α的因素？
、场地类别、设计地震分组、结构自振周期、阻尼比
确定（振周期，阻尼比，场地特征周期Tg）
场地影响曲线上由最大值开始下的周期称为场地特征周期
Tg，Tg越大，曲线平台段愈长，长周期结构的地震作用将加大。

5.么是设计地震分组？
设计地震分组反映震中距的影响。

如同样是7，如果离震中距较近，则地面运动的频成分中短周期成分多，场地卓
越周期短，对刚性结构造成的震害大，长周期的结构反应小；
如果距离震中距远，短周期振动衰减比较多，场地卓越周期较长，则高柔的结构受地震
影响大。

分在第三组的城镇，由于特征周期Tg较大，长周期结构的地震作用会较大。

6．何谓反应谱？底部剪法和振型分解反应谱法在地震作用计算时有何异同？
.
答：根据大的强震记录，求出同自振周期的单自由体系地震最大反应，取这些反应的包线，称为反应谱。

以反应谱为依据进抗震设计，则结构在这些地震记录为基础的地震作用下是安全的，这种方法称为反应谱法。

用反应谱，可很快求出各种地震干扰下的反应最大值，因而此法被广泛应用。

以反应谱为基础，有两种实用方法。

(1)振型分解反应谱法
此法是把结构作为多自由体系，用反应谱进计算。

对于任何工程结构，均可用此法
进地震分析。

（2）底部剪法
对于多自由体系，计算地震反应时主要考虑基本振型的影响，则计算可以大大简化，此法为底部剪法，是一种近似方法。

用这种方法计算时，也是要用反应谱。

它适用于
高超过40m，以剪变形为主且质和刚沿高分布比较均匀的结构，以及近似于单
质点体系的结构。

用反应谱计算地震反应，应解决两个主要问题：计算建筑结构的重荷载代表值；根据
结构的自振周期确定相应的地震影响系数。

7.有效质系数？
因为总是前几个振型起主要作用，如果有限个振型参与的等效质达到总质的90%，就已经足够确。

8.结构的经验自振周期？
剪墙：T=0.06N T=0.05N
1横1纵
框剪：（0.06~0.09）N，根据剪墙多少确定系数。

框架：（0.08~0.1）N，根据填充墙的材和多少确定系数
钢结构：0.1N
9.高层建筑结构地震作用的计算方法有哪些？它们的实用条件是么？
答：高层建筑结构地震作用的计算方法主要有底部剪法、振型分解反应谱法和时程分析法。

①高层建筑结构宜采用振型分解反应谱法。

对质和刚对称、均匀的结构以及高
超过100m的高层建筑结构应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法。

②高超过40m、以剪变形为主且质和刚沿高分布比较均匀的高层建筑结
构，可采用底部剪法。

③7～9抗震设防的高层建筑，下情况应采用弹性时程分析法进多遇地震下的补
充计算，
设计要求及荷载效应组合
1.重二阶效应包括么？
(1)由于构建自身挠曲引起的附加重效应，即P-δ效应，二阶内与构件挠曲形态有关，
一般是构件的中间大，两端为；
(2)在水平荷载作用下结构产生侧移后，重荷载由于该侧移而引起的附加效应，即△P-效应.
2.延性和延性比是么?为么抗震结构要具有延性?
延性:是指构件和结构屈服后，具有承载低或基本低、且有足够塑性变形能的
一种性能。

构件延性比：对于钢筋混凝土构件，当受钢筋屈服后，进入塑性状态，构件刚低，随
.
着变形迅速增加，构件承载有增大，当承载开始低，就达到极限状态。

延性比是极限变形与屈服变形的比值。

结构延性比：对于一个钢筋混凝土结构，当某个杆件出现塑性铰时，结构开始出现塑性变形，但结构刚只有低;当塑性铰达到一定数以后，结构也会出现屈服现象即结构进入
塑性变形迅速增大而承载微增大的阶段，是屈服后的联塑性阶段。

结构的延性比通常是指达到极限时顶点位移与屈服时顶点位移的比值。

?
3.对高层建筑结构进竖向荷载作用下的内计算时，是否要考虑活荷载的布置
答：对高层建筑，在计算活荷载产生的内时，可考虑活荷载的最布置。

因为楼面活
荷载的最布置对内产生的影响较小；另一方面，高层建筑的层数和跨数很多，
布置方式繁多，难以一一计算。

为简化计算，可按活荷载满布进计算，然后将跨中弯矩
乘以1.1—1.2的放大系数。

4.高层建筑结构上的竖向荷载主要包括?
永久荷载和可变荷载
5.高层建筑结构上的水平荷载主要包括?
风荷载和水平地震作用
6.为么要进弹性位移验算？
为保证高层建筑中的主体结构在多遇地震作用下基本处于弹性受状态，以及填充墙、
隔墙和幕墙等非结构构件基本完好，避免产生明显损伤，应限制结构的层间位移。

框架,剪墙近似计算方法
1.平面结构和楼板在自身平面内具有无限刚性这两个基本假定是么意义？
1）一片框架或一片剪墙可抵抗本身平面内的侧向，而在平面外的刚很小，可以忽。

因而，整个结构可划分成干个平面结构共同抵抗与平面结构平的侧向荷载，垂直于该方向的结构参加受。

2）楼板在其自身平面内刚无限大，楼板平面外刚很小，可以忽。

因而在侧向作用
下，楼板可作刚体平移或转动，各个平面抗侧结构之间通过楼板互相联系并协同工作。

2.在高层建筑结构计算中，假定楼盖在自身平面内为绝对刚性有何意义？如果满足上述假定，则在计算中应如何考虑？
答案：楼板在其自身平面内发生相对变形，只作刚体运动，平动和转动；这样，可按楼板水平位移线性分布的条件进水平荷载的分配，如果结构无扭转，则同层水平位移相等，可简化结构计算。

如满足刚性楼盖的要求，则可按弹性楼盖计算，或对刚性楼盖计算的结构进修正。

3.框架计算假定？
（1）竖向荷载作用下，假定结构无侧移
（2）忽，柱轴向变形及剪变形
（3）杆件等刚，以杆件轴线作为框架计算轴线。

4.D值法的基本假定是么？
答：（1）水平荷载作用下，框架结构同层各结点转角位移相等；（2）、柱轴向变形均忽
计。

5.D值法与反弯点法的区别？
（1）D是对反弯点法的改进，高；（2）修正两点：a节点转动影响柱的抗侧移刚，故
.
柱的抗侧移刚但与本身的线刚和层高有关，还与的线刚有关。

B节点的转动还影响反弯点的高，故柱的反弯点高应是一个变数，而是一个定数。

6.反弯点法计算弯矩时，与框架中节点相连的端弯矩计算公式说明么？
答：反弯点法计算弯矩时，与框架中节点相连的端弯矩计算公式说明端弯矩当与相
连的柱端弯矩有关,而且还与该的线刚成正比。

7.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：对比较规则的、层数多的框架结构，当柱轴向变形对内及位移影响大时，可采用D
值法或反弯点法计算水平荷载作用下的框架内和位移。

用D值法计算水平荷载下框架内有三个基本假定：假定楼板在其本身平面内刚为无限大，忽柱轴向变形，忽、柱剪变形。

D值法是为一般的方法，普遍适用，而反弯点是D值法特，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值法随柱刚比而进修正。

8.剪墙有哪几种类型？
答：剪墙根据有无口、口的大小和位置以及形状等可分为四类，
开口墙、联肢墙、壁式框架。

即整截面墙、整体小（1）整截面墙，指没有口的实体墙或口很小的剪墙，其受状态如同竖向悬臂构件。

当剪墙高宽比较大时，受弯变形后截面仍保持平面，法向应呈线性分布。

（2）整体小开口墙，指口稍大且成分布的剪墙，截面上法向应稍偏离直线分布，相当于
整体弯矩直线分布和墙肢局部弯矩应的叠加。

墙肢的局部弯矩一般超过总弯矩的15%，且
墙肢在大部分楼层没有反弯点。

（3）联肢墙，指口大且成布置，使连刚比墙肢刚小得多，
各墙肢单独作用较显著，可看成干个单肢剪墙由连联结起来的剪墙。

连中部有反弯点，
当开有一
口时为双肢墙，当开有多口时为多肢墙。

（4）壁式框架，当口宽而大，墙肢宽相对较小，墙肢刚与连刚相差太远时，
剪墙的受性能与框架结构相类似。

其特点是墙肢截面的法向应分布明显出现局部弯矩，
在许多楼层内墙肢有反弯点。

9.在水平荷载作用下，计算剪墙结构时的基本假定是么？
答：（1）楼盖在自身平面内的刚为无限大。

（2）各片剪墙在其平面内的刚较大，忽其平面外的刚。

10.高层建筑结构有何受特点？
答：高层建筑受到较大的侧向（水平风或水平地震），在建筑结构底部竖向也很大。

在高层建筑中，可以认为柱的轴向与层数为线性关系，水平近似为倒三角形分布，在水平作用卞，结构底部弯矩与高平方成正比，顶点侧移与高四次方成正比。

上述弯矩和侧移值，往往成为控制因素。

另外，高层建筑各构件受复杂，对截面承载和配筋要求较高。

11.么是高层建筑结构的概设计？在进概设计时的要点主要有哪些？
①结构简单规则均匀；②刚柔适，性能高③加强连接，整体稳定性强；④轻质高强、多道
设防。

12.进延性结构设计时应采用么方法才能达到抗震设防三水准目标？
进延性结构设计时是通过验算薄弱层弹塑性变形，并采取相应的构造措施使结构有足够的
变形能来达到抗震设防三水准目标。

13.多道抗震防线的意义：
一是指一个抗震结构体系，应有干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件将
各分体系联系起来协同工作；二是指抗震结构体系应有最大可能数的内部、外部赘余，
有意识的建起一系分布的屈服区，
以使结构能吸收和消耗大的地震能，一旦遭受破坏也于修复。

14.么是刚特征值？它有哪些方面的影响？
答：刚特征值是框架抗侧刚与剪墙抗侧刚比值的物。

当框架抗侧刚较大，剪墙抗侧刚较小时，λ值较大，随着λ增大，结构性能体现为
以框架为主，当λ→∞时，EIw→0，即相当于纯框架结构，相反，随着剪墙抗侧刚大，框架
抗侧刚小，λ值较小，随着λ值减小，结构性能体现为以剪墙结构为主，当λ→时，CF→0，
0相当于纯剪墙结构。

λ对结构侧移、水平剪分配，对外荷载分配有影响15.计算水平地震
作用有哪些方法?
计算等效水平地震作用是将地震作用按水平和竖直两个方法分别来进计算的。

具体计
算方法又分为反应谱底部剪法和反应谱振型分解法两种方法。

16.如何计算水平荷载作用下的框架的顶点位移？
计算水平荷载作用下的框架的顶点位移按如下步骤进：1）反弯点法或D值法计算框架各层的抗侧刚；
2）计算各层的层剪；3）由1）和2）计算各层的层间侧移；4）各层层间侧移的和即为框
架的顶点位移。

17.计算地震作用的底部剪法适用于么情况？
答：高超过40m，以剪变形为主，刚与质沿高分布比较均匀的建筑物，可采用
底部剪法计算地震作用。

框架构件设计
1.延性框架的主要设计原则有哪些？
1）强柱弱：交汇在同一节点的上、下柱端截面在轴压作用下的受弯承载之和应大于两侧
端截面受弯承载之和，实现塑性铰先出现在端，推迟或避免柱端形成塑性铰。

2）强剪
弱弯：柱的受剪承载应分别大于其受弯承载对应的剪，推迟或避免其剪
破坏，实现延性的弯曲破坏。

3）强核芯区、强锚固：核芯区的受剪承载应大于交汇在同一节点的两侧达到受弯承载
时对应的核芯区剪。

在柱塑性铰充分发展之前，核芯区破坏。

伸入核芯区的钢筋应有足够的锚固长。

4）限制轴压比、加强箍筋对混凝土的约束、局部加强。

2.框架结构构件设计中，“强剪弱弯要求是如何实现的？
答：在设计中采用将承载等式转化为内设计表达式，增
对同抗震等级采用同的剪
大系数，从而使强剪弱弯的程有所差别。

3.截面抗弯，抗剪配筋与延性？
应按适筋设计，为实现延性钢筋混凝土，应限制端塑性铰区上部受钢筋的配
筋，同时，必须在端下部配置一定的受压钢筋，
以减小框架端塑性铰区截面的相对
受压高。

为使塑性铰区有好的塑性转动能，同时为防止混凝土压溃前受压钢筋过早压
屈，在两端设置箍筋加密区。

4.框架截面尺寸应满足么要求？
承载要求，构造要求， 剪压比要求。

承载要求通过承载验算实现，后两者通过构造措
施实现。

5.影响延性和耗能的主要因素？
破坏形态，截面混凝土相对压区高，塑性铰区混凝土约束程。

6.保证框架柱结构构件具有足够延性的措施：
限制框架柱的剪跨比、轴压比、剪压比、纵筋配筋、箍筋配箍。

（1）剪跨比：指框架柱端截面弯矩设计值 M 和剪与截面高乘积之比。

＞ 2 为长柱，压 弯破坏；1.5~2 为短柱，一般发生剪破坏，配有足够的箍筋，也可能实现延性较好的剪
压破坏；剪跨比大于 1.5 为极短柱，一般发生剪斜破坏。

（2）轴压比：对称配筋柱截面的混凝土相对受压区高与其轴压比有关，因此柱的破坏形 态也与轴压比有关。

增大轴压比，也就是增大相对受压区高。

相对受压区高超过界限值， 就成为小偏压破坏。

（3）箍筋：抵抗剪，约束混凝土，防止纵筋压屈。

7. 框架结构的破坏机是么？
答：竖向荷载作用下，一般情况，端抗弯承载首先达到其极限承载， 出现塑性铰区域， 相应地端截面转角位移显著加大， 内向跨中发生转移， 导致跨中弯矩进一步提高，跨中 挠曲变形增大，直至破坏。

水平荷载作用下，框架柱承受水平剪和柱端弯矩，并由此产生 水平侧移，同时由水平引起的倾覆矩，使框架的近侧柱伸、
远侧柱压缩，形成框架的 整体弯曲变形，水平也引起楼层剪，
使、 柱产生垂直其杆轴线的剪变形和弯曲变形，
形成框架的整体剪变形，直至破坏。

5.框架结构、柱构件截面几何尺寸的初选方法是么？
答：答：（1）：高：
1 1 1 1 h ( ~ )l b ( ~ )h 10 18
2
3 （2）柱：柱截面面积一般根据轴压比限值
1 1
b 、h ( ~ ) H
c 15 20 以下要求： n
N f A c 估算，同时截面的高、宽要满足
6.框架柱剪跨比、轴压比、剪压比定义是么？它们与框架柱破坏形态有么样的关系？
答： 剪跨比： 对于柱指框架柱端截面弯矩设计值 M 和剪与截面高乘积之比，即
1 Vl M 0 l 0 Vh Vh h ，剪跨比大于
2 的柱，其破坏形式一般为延性的弯曲破坏，而剪跨比
小于 2 的柱，一般导致脆性的剪破坏。

轴压比：指柱组合的轴压设计值与柱的全截面面积和混凝土抗压强设计值乘积之比， N
即 bhf
c ；轴压比是影响柱的延性重要因素之一，试验研究表明，柱的延性随轴压比的增大急
剧下，轴压比较高时，将导致混凝土压碎而受钢筋尚未屈服的小偏心受压脆性破坏。

剪压比：柱内平均剪应与混凝土抗压强设计值之比； 柱构件截面剪压比过大，混凝土过
b b b ；宽：
c c 2
早地发生剪破坏。

7.为何要限制剪压比？
由试验可知，箍筋过多能充分发挥钢箍作用，因此，在设计时要限制截面的平均
剪应，使箍筋数至于太多，同时，也可有效防止缝过早出现，减轻混凝土碎程。

剪墙设计
1.剪墙结构定义：由剪墙组成的承受竖向和水平作用的结构。

2.短肢剪墙？
指截面厚大于300mm，各肢截面高与厚之比的最大值大于4大于8的剪墙。

3.连：上下窗间部分。

墙肢：左右窗间部分。

4.剪墙破坏特征？
弯曲破坏、弯剪破坏、剪破坏、移破坏
5.剪墙抗震设计的原则有哪些？为么要设置剪墙的加强部位？试说明剪墙加强部
位的范围。

强墙弱、强剪弱弯、限制墙肢轴压比和墙肢设置边缘构件、加强重点部位、连特殊
措施。

因为剪墙加强部位的弯矩和剪均很大；
总高1/8和底部2层高中的较大值，且大于15m.
6.在剪墙内，水平钢筋和竖向钢筋设计原则是么？
答：在剪墙内，水平钢筋满足抗剪，竖向钢筋满足抗弯。

分布钢筋抗剪，抗弯，减少收缩缝。

7.剪墙截面设计包括几个方面？
a.正截面偏心受压承载计算.
b.正截面偏心受承载计算
.
c.斜截面受剪承载计算.
框剪
1.框架—剪墙结构的计算方法主要有哪些，他们的共同点和同点？答：计算有两种方法：一是计算机借助单元矩阵位移法，另一种是简化的手算近似法。

共同点：一是基于楼板在平面内刚无限大的假定；二是基于平面结构的假定；三是解决问题的目标是解决结构共
同工作后，框架与剪墙之间的简历分配。

同点：计算机借助单元矩阵位移法进求解
中将剪墙简化为杆件或化为带刚域的平面壁式框架，同时考虑杆件的轴向，剪及弯曲等
变性影响，计算结构较准确，手算的近似方法将所有剪墙合并成总剪墙，总框架将连杆开
进求解，从而求得未知。

2.框架-剪墙结构的定义？其变形特点与框架结构、剪墙结构有么同？
框架-剪墙结构简称框架结构，是在框架结构中布置一定数的剪墙构成既灵活自由的使用
空间。

满足同建筑功能多的要求。

具有足够的水平刚。

框架变形以剪型变为主。

剪墙变
形以弯曲型变形为主，框架结构由于楼板平面内刚无限大迫使框架剪墙在同一
楼层处具有相同水平位移，框架除承担外荷载产生水平外还要承担将剪墙回来的附
加水平。

3.简述：框架-剪墙结构作为双重抗侧结构，在地震作用下两道抗震防线的工作原。

答案：框－剪结构中：多肢剪墙为第一道防线，框架为第二道防线。

地震大时：结
构弹性，剪墙主要受。

大震时：剪墙间的连先屈服，剪墙整体刚低。

框架
开始承受大的地震作用－发挥作用。

连起到耗能的作用。

4.么是框架与剪墙协同工作？试从变形方面分析框-剪墙是如何协同工作的。

答：框架-剪墙结构中，由于刚性楼盖的连接，在水平荷载作用下，框架与剪墙协同变形而共同工作，称为协同工作。

框架和剪墙是两种变形形式同的抗侧构件，单独的框架的变形为整体的剪型变形，单独的剪墙的变形为弯曲型变形，在结构的底部框架的侧移大，剪墙的侧移小；在结构的上部，框架的侧移小；剪墙的侧移大，这样变形就协调。

由于刚性楼盖的连接，两种结构互相制约而使变形协调并共同工作。

5.怎样建框架-剪墙结构的计算简图？
答：框架-剪墙结构的计算简图分：刚结方案和铰结方案。

首先根据剪墙的布置及是否
考虑连的约束作用确定计算方案，考虑连的约束作用，则选用铰结方案；考虑连
的约束作用，则选用刚结方案。

然后，将结构内的各榀框架，各片剪墙及连形成总框
架、总剪墙和总连（为刚结方案）。