高层建筑结构复习思考题doc

第2章高层建筑结构体系与布置思考题

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？

2. 试述各种结构体系的优缺点，受力和变形特点，适用层数和应用范围。

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？

4. 防震缝、伸缩缝和沉降缝在什么情况下设置？各种缝的特点和要求是什么？在高层建筑结构中，特别是抗震结构中，怎么处理好这3种缝？

5. 框架-剪力墙结构与框架-筒体结构有何异同？哪一种体系更适合于建造较高的建筑？为什么？

6. 框架-筒体结构与框筒结构有何区别？

7. 高层建筑结构总体布置的原则是什么?框剪结构体系A级高度的最大高宽比在设防烈度为6、7、8度时为多少？

8．高层建筑的基础都有哪些形式？在选择基础形式及埋置深度时，高层建筑与多、低层建筑有什么不同？高层建筑的基础埋深有什么要求？

第1章绪论

小结

（1）高层建筑是相对于多层建筑而言的，通常以建筑的高度和层数作为两个主要指标，全世界至今没有一个统一的划分标准。我国规定，10层及10层以上或房屋高度超过28m的混凝土结构民用建筑物为高层建筑；超高层建筑也没有统一和确切的定义，一般泛指某个国家或地区内较高的一些建筑。

（2）与多层建筑结构相比，高层建筑结构的最主要特点是水平荷载成为设计的主要因素，侧移限值为确定各抗侧力构件数量或截面尺寸的控制指标，有些构件除必须考虑弯曲变形外，尚须考虑轴向变形和剪切变形，地震区的高层建筑结构还需要控制结构和构件的延性指标。

（3）混凝土结构、钢结构和钢与混凝土混合结构，是当前广泛应用于高层建筑的结构类型。其中钢与混凝土混合结构是近年来发展较快、具有广阔前景的新型结构，它融合了钢结构和混凝土结构的优点，承载力高、延性好、变形能力强，从而具有较强的抗风和抗震能力。

思考题

（1）我国对高层建筑结构是如何定义的？

（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？

（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？

（4）国内外高层建筑的发展各划分为哪几个阶段？

第3章 高层建筑结构的荷载和地震作用

[例题] 某高层建筑剪力墙结构，上部结构为38层，底部1-3层层高为4m,其他各层层高为3m ，室外地面至檐口的高度为120m ，平面尺寸为m m 4030⨯，地下室采用筏形基础，埋置深度为12m ，如图3.2.4(a)、(b)所示。已知基本风压为2045.0m kN w =，建筑场地位于大城市郊区。已计算求得作用于突出屋面小塔楼上的风荷载标准值的总值为800kN 。为简化计算，将建筑物沿高度划分为六个区段，每个区段为20m ，近似取其中点位置的风荷载作为该区段的平均值，计算在风荷载作用下结构底部（一层）的剪力和筏形基础底面的弯矩。

解：（1）基本自振周期：根据钢筋混凝土剪力墙结构的经验公式，可得结构的基本周期为：

s n T 90.13805.005.01=⨯==

222210m s kN 62.19.145.0T w ⋅=⨯=

（2）风荷载体型系数：对于矩形平面，由附录1可求得

80.01=s μ

57040120030480L H 0304802s .....-=⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛

+-=μ 3.2.2可查得脉动增大系数502.1=ξ。B 为迎风面的房屋宽度，由H/B=3.0近似采用振型计算点距室外地面高度z 与房屋高度H 的比值，即H H i /z =ϕ，i H 为第i 层标高；H 为建筑总高度。则由式（3.2.8）可求得风振系数为：

H

H 478050211H H 11i z i z ⋅⨯+=⋅+=+=μμξνμϕνξβ.. z z z （4）风荷载计算：风荷载作用下，按式（3.2.1）可得沿房屋高度分布的风荷载标准值为：

()z z z z ....)z (q βμβμ6624=40×570+80×450=

按上述公式可求得各区段中点处的风荷载标准值及各区段的合力见表3.2.4，如图3.2.4(c)所示。

表3.2.4 风荷载作用下各区段合力的计算

（a ） （b ） （c ）

图3.2.4 高层结构外形尺寸及计算简图

小结

（1）作用于高层建筑结构上的荷载可分为两类：竖向荷载，包括恒载和楼、屋面活荷载以及竖向地震作用；水平荷载，包括风荷载和水平地震作用。

（2）计算作用在高层建筑结构上的风荷载时，对主要承重结构和围护结构应分别计算。对高度大于30m且高宽比大于1.5的高层建筑结构，采用风振系数考虑脉动风压对主要承重结构的不利影响。

(3)计算高层建筑结构水平地震作用的基本方法是振型分解反应谱法，此法适用于任意体型、平面和高度的高层建筑结构。当建筑物高度不大且体型比较简单时，可采用底部剪力法计算。对于重要的或复杂的高层建筑结构，宜采用弹性时程分析法进行多遇地震作用下的补充计算。

思考题

（1）高层建筑结构设计时应主要考虑哪些荷载或作用？

（2）高层建筑结构的竖向荷载如何取值？进行竖向荷载作用下的内力计算时，是否要考虑活荷载的不利布置？为什么？

（3）结构承受的风荷载与哪些因素有关？和地震作用相比，风荷载有何特点

（4）高层建筑结构计算时，基本风压、风载体型系数和风压高度变化系数分别如何取值？

（5）什么是风振系数？在什么情况下需要考虑风振系数？如何取值？

（6）高层建筑结构自振周期的计算方法有哪些？为什么要对理论周期值进行修正？如何修正？各类结构基本周期的经验公式是什么？

（8）在进行抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力应满足什么要求？

（9）水平荷载的作用方向如何确定？把空间结构简化为平面结构的基本假定是什么？

（10）计算总风荷载和局部风荷载的目的是什么？二者计算有何异同？