高层建筑结构设计思考题答案解析

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高层结构复习思考题及答案

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。

高层思考题答案

高层思考题答案

1、高层建筑的定义层数较多、高度较高的建筑,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,称为高层建筑。

2、和普通多层建筑相比,高层建筑结构设计有何特点?①水平荷载和地震作用是设计的主要因素②结构侧移成为主要控制指标③轴向变形不容忽视④延性成为结构设计的重要指标⑤结构材料用量明显增加3、高层建筑为何对侧移限制要求严格?①过大的侧向变形会使人不舒服,影响使用②过大的侧向变形会使填充墙或建筑装修出现裂缝或损坏,也会使电梯轨道变形③使主体结构出现裂缝甚至损坏④使结构产生附加内力,甚至引起倒塌。

4、高层建筑的主要结构类型和优缺点①框架结构:布置灵活;可形成大的使用空间;施工简便;较经济;侧向刚度小,侧移大;对支座不均匀沉降敏感。

②剪力墙结构:抗侧刚度大,侧移小;室内墙面平整;平面布置不灵活;结构自重大,吸收地震能量大;施工较麻烦,造价较高。

③框架—剪力墙结构:由框架和剪力墙组成的结构体系,具有两种结构的优点,既能形成较大的使用空间,又具有较好的抵抗水平荷载的能力,因而使用广泛。

④筒体结构:是空间结构,抵抗水平作用的能力更大,因而特别适合在超高层结构中采用。

5、高层建筑各类结构的受力变形特点①框架结构:多层框架层数不多,轴力和轴向变形较小;高层框架层数多,轴力和轴向变形较大,轴向变形将使得内力和变形发生改变。

在水平荷载下,会产生较大的水平位移,一部分是框架结构的整体弯曲变形,另一部分是剪切变形。

②剪力墙结构:在承受水平作用是,剪力墙相当于一根悬臂深梁,其水平位移由歪曲变形和剪切变形两部分组成。

在高层建筑结构中,框架柱的变形以剪切变形为柱,而剪力墙的变形以弯曲变形为主,其位移曲线呈弯曲形,特点是结构层间位移随楼层的增高而增加。

③框架—剪力墙结构:在同一层中由于刚性楼板的作用,两者的变形协调一致。

剪力墙较大的侧向刚度使得它分担了大部分的水平剪力,这对减小梁柱的截面尺寸,改善框架的受力状态和内力分布非常有利。

高层建筑结构设计复习题及答案

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高层建筑结构复习思考题(1)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?(2)高层建筑结构平面布置、竖向布置的的基本原则是什么?应符合哪些要求?(3)计算地震作用的方法有哪些?如何选用?什么情况下应采用动力时程分析法?在什么情况下需要考虑竖向地震作用效应?(4)为什么要限制结构在正常情况下的水平位移?哪些结构需进行罕遇地震下的薄弱层变形验算?(5)剪力墙根据洞口的大小、位置等共分为那几类?其判别条件是什么?各有那些受力特点?(6)什么是剪力墙的等效刚度?各类剪力墙的等效刚度如何计算?(7)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。

(8)说明用连续连杆法进行联肢墙内力和位移计算的步骤, 以及多肢墙和双肢墙在计算方法上有何异同?(9)试说明整截面墙、整体小开口墙、联肢墙、壁式框架和独立悬臂墙的受力特点?说明剪力墙分类的判别准则?(10)与一般框架结构相比, 壁式框架在水平荷载作用下的受力特点是什么?如何计算带刚域杆件的等效刚度?(11)试从变形和内力两方面分析框架和剪力墙是如何协同工作的?框架-剪力墙结构的计算简图有何物理意义?(12)框架-剪力墙结构计算简图中的总剪力墙、总框架和总连梁各代表实际结构中的哪些具体构件?它们是否有具体的几何尺寸?各用什么参数表示其刚度特征?(13)什么是结构刚度特征值?它对结构的侧移及内力分配有何影响?(14)在框架结构、剪力墙结构及框架-剪力墙结构的扭转分析中, 怎样确定各榀抗侧力结构的侧向刚度?如何确定结构的刚度中心坐标?扭转对结构内力有何影响?(15)从结构布置上, 如何减小框筒和筒中筒结构的剪力滞后?(16)高层建筑结构可采用下列计算模型:平面协同计算;空间协同计算;空间计算, 楼板为刚性;空间计算, 楼板为弹性。

试分析这几种计算模型的差异及各自的适用范围。

(17)什么是剪力墙的边缘构件?什么情况下设置约束边缘构件?什么情况下设置构造边缘构件?剪力墙的约束边缘构件和构造边缘构件各应符合那些要求?(18)跨高比对连梁的性能有什么影响?为什么要对连梁的剪力进行调整?如何调整?连梁的配筋构造主要有哪些?高层建筑结构复习思考题(1)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: 高层建筑结构的受力及变形特点:随着高度增大, 位移增加最快, 弯矩次之,水平荷载作用下结构的侧移急剧增大; 随着建筑高度的增大, 结构的高宽比增大, 水平荷载作用下的整体弯曲影响越来越大,轴向变形也影响越来越大; 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。

高层建筑结构设计 课后习题解答(部分)

高层建筑结构设计 课后习题解答(部分)

高层建筑结构课程习题解答土木工程学院二0一二年秋Chap11、高层建筑定义JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》将10层及10层以上或高度超过28m的住宅建筑结构和房屋高度大于24m的其他民用建筑,划为高层民用建筑。

1)层数大于10层;2)高度大于28m;3)水平荷载为主要设计因素;4)侧移成为控制指标;5)轴向变形和剪切变形不可忽略;2、建筑的功能建筑结构是建筑中的主要承重骨架。

其功能为在规定的设计基准期内,在承受其上的各种荷载和作用下,完成预期的承载力、正常使用、耐久性以及突发事件中的整体稳定功能。

3、高层按结构体系分类结构体系是指结构抵抗外部作用构件的组成方式。

从结构体系上来分,常用的高层建筑结构的抗侧力体系主要有:框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构、悬挂结构及巨型框架结构等。

Chap 21、为什么活荷载的不考虑不利布置?计算高层建筑结构在竖向荷载作用下的内力时,一般不考虑楼面及屋面竖向活荷载的不利布置,而是按满布考虑进行计算的。

其一,在高层建筑中各种活荷载占总竖向荷载的比例很小,尤其对于住宅、旅馆和办公楼等,活荷载一般在1.5~2.5kN/㎡范围内,只占全部竖向荷载的10%~20%,因此活荷载不同的布置方式对结构内力产生的影响很小;其二,高层建筑结构是个复杂的空间结构体系,层数与跨数多,不利分布的情况复杂多样,计算工作量极大且计算费用上不经济,因此,为简化起见,在实际工程设计中,可以不考虑活荷载不利分布,按满布方式布置作内力计算后再将框架梁的跨中弯矩乘以1.1~1.3的放大系数。

2、高层建筑结构抵抗水平力的构件有哪几种?各种构件有哪些类型(1)有:梁、柱、支撑、墙和筒组成;(2)梁:钢梁、钢筋混凝土梁、钢骨(型钢)混凝土梁;柱:钢柱、钢筋混凝土柱、钢骨(型钢)混凝土柱;钢管混凝土柱等;支撑有:中心支撑和偏心支撑等;墙:实体墙、桁架剪力墙;钢骨混凝土剪力墙等;筒有:框筒、实腹筒、桁架筒、筒中筒、束筒等;3、如何确定高层建筑的结构方案(1)、结构体系的确定:按:高度、风荷载、地震作用;功能、场地特征;经济因素、体型等因素确定采用以下结构体系;(2)、构件的布置(3)、对构件截面进行初选;4、如何确定高层建筑的风荷载和地震作用;1、风荷载的确定:大多数建筑(300m 以下)可按荷载规范规定的方法计算;少数建筑(高度大、对风荷载敏感或有特殊情况者)还要通过风洞试验);规范规定的方法:0k z s z w βμμω=z β--基本风压;s μ--风载体型系数;z μ--风压高度变化系数;z β--z 高度处的风振系数;2、地震荷载分为:反应谱法和时程分析法;《抗震规范》要求在设计阶段按照反应谱方法计算地震作用,少数情况需要采用时程分析进行补充;5、减少高层建筑温差影响的措施是什么?减少温差影响的综合技术措施主要有:(1)采取合理的平面和立面设计,避免截面的突变。

高层建筑结构思考题答案—无错版

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高层建筑结构思考题答案—无错版1.高层建造有哪些常用结构体系?试述每种结构体系的优缺点。

1) 框架结构优点:平面布置灵便,可提供较大的室内空间。

缺点:抗侧移刚度较小,主要用在层数不多、水平荷载较小的状况。

2) 剪力墙结构优点:抗侧移刚度较大,可承受较大的水平荷载。

用于层数较多,水平荷载较大的状况。

缺点:墙体多,难于布置面积较大的房间,主要用于住所、公寓、旅馆等对室内面积要求不大的建造物。

3) 框架-剪力墙结构优点: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便的平面布置。

4) 筒体结构优点:具有更大的抗侧移刚度。

缺点:框筒体系在水平荷载下外框筒的剪力滞后效应较大,结构的潜能和空间效应发挥较差。

2.高层建造的结构平面布置原则?结构平面外形宜容易、规章,质量、刚度和承载力分布宜匀称。

不应采纳严峻不规章的平面布置。

否则会产生过大的偏心,导致扭转过大。

3.分离讲述何时需设防震缝、伸缩缝和沉降缝?缝宽如何确定?伸缩缝:高层建造结构未实行牢靠的构造或施工措施来防止建造物在温度变化过程中产生的温度应力时,需设伸缩缝。

沉降缝:在高层建造中,当建造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,从而造成较大差异沉降时,宜设沉降缝将结构划分为自立单元。

防震缝:当建造物平面外形复杂而又无法调节其平面外形和结构布置使之成为较规章的结构时,宜设防震缝将其划分为较容易的几个结构单元。

伸缩缝宽度由线膨胀系数经计算求得。

沉降缝宽度由沉降转角计算后,建造顶部不接触求得。

防震缝的最小宽度是按照地震中缝两侧的房屋不发生碰撞的条件确定的。

框架,当H≤15m时,δ=100mm设防烈度为6 7 8 9度H每增强5m 4m 3m 2m防震缝宽度增强20mm框架--剪力墙,缝宽为框架的70%,剪力墙,缝宽为框架的50%,缝宽均应≥100mm两侧房屋高度不同时,按较低的房屋高度确定;当两侧结构体系不同时,按不利的不利体系确定。

高层建筑结构设计思考题答案解析

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⾼层建筑结构设计思考题答案解析第⼆章2.1钢筋混凝⼟房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧⼒结构体系?钢筋混凝⼟房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧⼒结构体系?每种结构体系举1~2例。

答:钢筋混凝⼟房屋建筑的抗侧⼒结构体系有:框架结构(如主体18层、局部22层的北京长城饭店);框架剪⼒墙结构(如26层的上海宾馆);剪⼒墙结构(包括全部落地剪⼒墙和部分框⽀剪⼒墙);筒体结构[如芝加哥Dewitt-Chestnut公寓⼤厦(框筒),芝加哥John Hancock⼤厦(桁架筒),北京中国国际贸易⼤厦(筒中筒)];框架核⼼筒结构(如⼴州中信⼤厦);板柱-剪⼒墙结构。

钢结构房屋建筑的抗侧⼒体系有:框架结构(如北京的长富宫);框架-⽀撑(抗震墙板)结构(如京⼴中⼼主楼);筒体结构[芝加哥西尔斯⼤厦(束筒)];巨型结构(如⾹港中银⼤厦)。

2.2框架结构、剪⼒墙结构和框架----剪⼒墙结构在侧向⼒作⽤下的⽔平位移曲线各有什么特点?答:(1)框架结构在侧向⼒作⽤下,其侧移由两部分组成:梁和柱的弯曲变形产⽣的侧移,侧移曲线呈剪切型,⾃下⽽上层间位移减⼩;柱的轴向变形产⽣的侧移,侧移曲线为弯曲型,⾃下⽽上层间位移增⼤。

第⼀部分是主要的,所以框架在侧向⼒作⽤下的⽔平位移曲线以剪切型为主。

(2)剪⼒墙结构在侧向⼒作⽤下,其⽔平位移曲线呈弯曲型,即层间位移由下⾄上逐渐增⼤。

(3)框架-剪⼒墙在侧向⼒作⽤下,其⽔平位移曲线呈弯剪型, 层间位移上下趋于均匀。

2.3框架结构和框筒结构的结构构件平⾯布置有什么区别?答:(1)框架结构是平⾯结构,主要由与⽔平⼒⽅向平⾏的框架抵抗层剪⼒及倾覆⼒矩,必须在两个正交的主轴⽅向设置框架,以抵抗各个⽅向的侧向⼒。

抗震设计的框架结构不宜采⽤单跨框架。

框筒结是由密柱深梁组成的空间结构,沿四周布置的框架都参与抵抗⽔平⼒,框筒结构的四榀框架位于建筑物的周边,形成抗侧、抗扭刚度及承载⼒都很⼤的外筒。

2.5中⼼⽀撑钢框架和偏⼼⽀撑钢框架的⽀撑斜杆是如何布置的?偏⼼⽀撑钢框架有哪些类型?为什么偏⼼⽀撑钢框架的抗震性能⽐中⼼⽀撑框架好?答:中⼼⽀撑框架的⽀撑斜杆的轴线交汇于框架梁柱轴线的交点。

高层建筑结构设计题目与答案解析

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一、选择题1、高层建筑结构的抗震等级与A、结构类型和结构总高度D、地震烈度有关。

2、重力荷载代表值中可变荷载组合值的组合系数是A、雪载取0.5 C、书库等库房取0.8 D、楼面荷载取0.5。

3、≥150m高层剪力墙结构剪力的底部加强部位,下列何项符合规定A、剪力墙墙肢总高的1/10,并不小于底部两层层高。

4、高层建筑立面不规则包括A、竖向刚度不规则B、竖向抗侧力构件不连续D、楼层承载力突变5、适用于底部剪力法的高层建筑应该A、高度≤40米C、质量和刚度没高度分布比较均匀D、以第一振型和剪切变形为主。

6、减少筒体结构的剪力滞后效应应采取的措施是B、控制结构的高宽比C、设计平面成正方形D、设计密柱深梁。

7、影响框架柱延性的因素有B、箍筋和纵筋配筋率D、剪跨比和轴压比。

8、剪力墙的延性设计一般包括B、设置边缘构件C、控制轴压比D、限制高宽比9、两幢相邻建筑,按8度设防,一幢为框架-筒体结构,高50m,另一幢为框架结构,高30m。

若设沉降缝,缝宽下列哪项是正确的?B、170mm。

10、框架结构中反弯点高度比与A、层高B、层数、层次及层高变化C、上下梁线刚度比D、梁柱线刚度比有关。

11、在高层建筑结构中控制最大层间位移的目的是A、满足人们的舒适度要求B、防止结构在常遇荷载下的损害C、确保在罕遇地震时建筑物不致倒塌D、力求填充墙等非结构构件不被损坏12、在水平荷载作用下的近似计算中,D值法与反弯点法的主要区别在于A、反弯点高度不同B、D值法假定柱的上下端转角不相等D、反弯点法中D值需要修正13、高层建筑结构增大基础埋深的作用有A、提高基础的承载力,减少沉降C、加强地基的嵌固作用,抵抗水平力,防止建筑物的滑移、倾斜,保证稳定性D、利用箱基等基础外侧墙的土压力和摩擦力,使基底的土压力分布趋于均匀,减少应力集中14、8度地震区某高度75m的高层建筑,考虑地震作用效应时,不应该组合的项是C、竖向地震作用15、建筑高度、设防烈度、建筑重要性类别及场地类别等均相同的两个建筑,一个是框架结构,另一个是框架-剪力墙结构,这两种结构体系中的框架抗震等级下述哪种是正确的?A、前者的抗震等级高、也可能相等二、判断题1、有地震作用组合时,承载力纪纪验算中,引入抗震调整系数γRE 含义是考虑罕遇地震时结构的可靠度可以略微降低。

高层建筑结构思考题答案—最新无错版

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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。

1) 框架结构优点:平面布置灵活,可提供较大的室内空间。

缺点:抗侧移刚度较小,主要用在层数不多、水平荷载较小的情况。

2) 剪力墙结构优点:抗侧移刚度较大,可承受较大的水平荷载。

用于层数较多,水平荷载较大的情况。

缺点:墙体多,难于布置面积较大的房间,主要用于住宅、公寓、旅馆等对室内面积要求不大的建筑物。

3) 框架-剪力墙结构优点: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。

4) 筒体结构优点:具有更大的抗侧移刚度。

缺点:框筒体系在水平荷载下外框筒的剪力滞后效应较大,结构的潜能和空间效应发挥较差。

2.高层建筑的结构平面布置原则?结构平面形状宜简单、规则,质量、刚度和承载力分布宜均匀。

不应采用严重不规则的平面布置。

否则会产生过大的偏心,导致扭转过大。

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?伸缩缝:高层建筑结构未采取可靠的构造或施工措施来防止建筑物在温度变化过程中产生的温度应力时,需设伸缩缝。

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,从而造成较大差异沉降时,宜设沉降缝将结构划分为独立单元。

防震缝:当建筑物平面形状复杂而又无法调整其平面形状和结构布置使之成为较规则的结构时,宜设防震缝将其划分为较简单的几个结构单元。

伸缩缝宽度由线膨胀系数经计算求得。

沉降缝宽度由沉降转角计算后,建筑顶部不接触求得。

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。

框架,当H≤15m时,δ=100mm设防烈度为6 7 8 9度H每增加5m 4m 3m 2m防震缝宽度增加20mm框架--剪力墙,缝宽为框架的70%,剪力墙,缝宽为框架的50%,缝宽均应≥100mm两侧房屋高度不同时,按较低的房屋高度确定;当两侧结构体系不同时,按不利的不利体系确定。

需抗震设防的建筑,其伸缩缝、沉降缝宽度应按防震缝宽度确定。

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第二章2.1钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系?钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系?每种结构体系举1~2例。

答:钢筋混凝土房屋建筑的抗侧力结构体系有:框架结构(如主体18层、局部22层的北京长城饭店);框架剪力墙结构(如26层的上海宾馆);剪力墙结构(包括全部落地剪力墙和部分框支剪力墙);筒体结构[如芝加哥Dewitt-Chestnut公寓大厦(框筒),芝加哥John Hancock大厦(桁架筒),北京中国国际贸易大厦(筒中筒)];框架核心筒结构(如广州中信大厦);板柱-剪力墙结构。

钢结构房屋建筑的抗侧力体系有:框架结构(如北京的长富宫);框架-支撑(抗震墙板)结构(如京广中心主楼);筒体结构[芝加哥西尔斯大厦(束筒)];巨型结构(如香港中银大厦)。

2.2框架结构、剪力墙结构和框架----剪力墙结构在侧向力作用下的水平位移曲线各有什么特点?答:(1)框架结构在侧向力作用下,其侧移由两部分组成:梁和柱的弯曲变形产生的侧移,侧移曲线呈剪切型,自下而上层间位移减小;柱的轴向变形产生的侧移,侧移曲线为弯曲型,自下而上层间位移增大。

第一部分是主要的,所以框架在侧向力作用下的水平位移曲线以剪切型为主。

(2)剪力墙结构在侧向力作用下,其水平位移曲线呈弯曲型,即层间位移由下至上逐渐增大。

(3)框架-剪力墙在侧向力作用下,其水平位移曲线呈弯剪型, 层间位移上下趋于均匀。

2.3框架结构和框筒结构的结构构件平面布置有什么区别?答:(1)框架结构是平面结构,主要由与水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩,必须在两个正交的主轴方向设置框架,以抵抗各个方向的侧向力。

抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。

框筒结是由密柱深梁组成的空间结构,沿四周布置的框架都参与抵抗水平力,框筒结构的四榀框架位于建筑物的周边,形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒。

2.5中心支撑钢框架和偏心支撑钢框架的支撑斜杆是如何布置的?偏心支撑钢框架有哪些类型?为什么偏心支撑钢框架的抗震性能比中心支撑框架好?答:中心支撑框架的支撑斜杆的轴线交汇于框架梁柱轴线的交点。

偏心支撑框架的特点是支撑连接位置偏离梁柱节点。

偏心支撑框架的基本形式有单斜杆、人字形和V形。

偏心支撑框架的刚度与中心支撑框架接近,消能梁段越短,其刚度越大。

经过合理设计的偏心支撑框架,在大震作用下,消能梁段腹板剪切屈服,通过腹板塑性变形耗能地震能量;支撑斜杆保持弹性,不会出现受拉屈服和受压屈曲的现象;偏心支撑框架的柱和消能梁段以外的梁,也保持弹性。

研究表明,消能梁段的腹板剪切屈服,具有塑性变形大、屈服后承载力继续提高、滞回耗能稳定等特点。

偏心支撑框架的抗震性能明显优于中心支撑框架。

2.6为什么规范对每一种结构体系规定最大的适用高度?实际工程是否允许超过规范规定的最大适用高度?答:要根据房屋建筑的高度、是否需要抗震设防、抗震设防烈度等因素,确定一个与其匹配的、经济的结构体系,使结构效能得到充分发挥,建筑材料得到充分利用。

而每一种结构体系,也有其最佳的适用高度范围。

实际工程允许超过规范规定的最大适用高度,但结构设计应采取有效的加强措施,并且有可靠依据,或进行专门的研究和论证。

2.7什么样的建筑体形对结构抗震有利?为什么?为什么结构平面布置对称、均匀及沿竖向布置连续、无突变有利于抗震?答:对抗震有利的建筑平面形状是简单、规则、对称、长宽比不大的平面。

结构构件的平面布置与建筑平面有关。

平面简单、规则、对称的建筑,容易实现有利于抗震的结构平面布置,即承载力、刚度、质量分布对称、均匀,刚度中心和质量中心尽可能重合,减小扭转效应。

结构具有良好的整体性。

平面形状不对称时,应通过剪力墙的布置调整并实现刚度对称。

简单、规则、对称结构的计算分析结构能较好的反应结构在水平力作用下的受力状态,设计者能比较正确计算其内力和侧移。

2.8简述房屋建筑平面不规则和竖向不规则的类型?答:平面不规则的类型包括扭转不规则、楼板凹凸不规则和楼板局部不连续竖向不规则的类型包括侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变。

2.9在什么情况下设置防震缝、伸缩缝和沉降缝?这三种缝的特点和要求是什么?答:(1)在房屋建筑的总体布置中,为了消除结构不规则、收缩和温度应力、不均匀沉降对结构的有害影响,可以用防震缝、伸缩缝和沉降缝将房屋分成若干独立的部分。

(2)防震缝应有一定的宽度,否则在地震时相邻部分会互相碰撞而破坏。

钢筋混凝土框架结构房屋的防震缝宽度,当高度不超过15m时可为70mm;超过15m时,6度、7度、8度和9度分别每增加5m、4m、3m和2m,宜加宽20mm;框架-剪力墙结构和剪力墙结构房屋的防震缝宽度,可分别采用框架结构防震缝宽度的70%和50%,但都不小于70mm。

防震缝两侧结构类型不同时,按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽。

现浇钢筋混凝土框架结构、剪力墙结构伸缩缝的最大间距分别为55m和45m,框架-剪力墙结构伸缩缝的最大间距可根据具体情况介于45m和55m之间。

钢结构伸缩缝的最大间距可为90m。

抗震设防的结构,沉降缝的宽度应符合防震缝最小宽度的要求。

第三章3.1 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?答: (1)总风荷载是建筑物各表面承受风作用力的合力,是沿高度变化的分布荷载,计算总风荷载的目的是为了计算抗侧力结构的侧移及各构件内力。

局部风荷载是用于计算结构局部构件或围护构件与主体的连接。

(2)二者的异同:二者都用下列公式计算,但计算局部风荷载的时候采用的是局部风荷载体型系数。

3.4 地震地面运动特性用哪几个特征量来描述?结构破坏与地面运动特性有什么关系?答:(1)地震地面运动的特性可用三个量来描述:强度(由振幅值大小表示)、频谱和持续时间。

(2)结构破坏与地面运动特性有着密切的关系,主要表现在:强烈地震的加速度或速度幅值一般很大,但如果地震时间很短,对建筑物的破坏性可能不大;而有时地面运动的加速度或速度幅值并不太大,而地震波的卓越周期与结构的基本周期接近,或者振动时间很长,都可能对建筑物造成严重影响。

3.5什么叫地震地面运动的卓越周期?卓越周期与场地有什么关系?卓越周期与场地特征周期有何关系?答:(1)地震地面运动的卓越周期是指地震功率谱中能量占主要部分的周期。

(2)卓越周期与场地的关系:硬土的卓越周期短;软土的卓越周期长。

(3)卓越周期T与特征周期Tg间的关系应理解为: 二者都是场地固有周期 T0的不同预测值, 因预测方法不同而冠以不同的名称。

3.6地震作用与风荷载各有什么特点?答:(1)地震作用的特点:地震时,由于地震波的作用产生地面运动,并通过房屋基础影响上部结构,使结构产生震动,这就是地震作用。

地震波会使房屋产生竖向震动和水平震动,一般对房屋的破坏主要是由水平振动造成。

设计中主要考虑水平地震作用,只有震中附近的高烈度区或竖向振动会产生严重后果时,才同时考虑竖向地震作用。

地震地面运动是一种随机振动;强烈地震时加速度峰值或速度峰值(振幅)往往很大,但如果地震时间很短,对建筑物的影响也可能不大。

而有时地面运动的加速度或速度峰值并不太大,而地震波的特征周期与结构物的基本周期接近,或者振动时间很长,都可能对建筑物造成严重影响。

(2)风荷载的特点:风的作用是不规则的,风压随着风速、风向的紊乱变化而不停的改变,风荷载是随时间而波动的动力荷载,但在房屋设计中一般把它看成静荷载。

在设计抗侧力结构、围护构件及考虑人们的舒适度时都要用到风荷载。

3.7什么是小震、中震和大震?其概率含义是什么?与设防烈度是什么关系?抗震设计目标要求结构在小震、中震和大震作用下处于什么状态?怎样实现?答:小震指该地区50年内超过概率约为63%的地震烈度,即众值烈度,又称多遇地震。

中震指该地区50年内超过概率约为10%的地震烈度,又称为基本烈度或设防烈度。

大震指该地区50年内超越概率约为2%-3%的地震烈度,又称为罕遇地震。

在小震作用下,房屋应该不需修理仍可继续使用;在中震作用下。

允许结构局部进入屈服阶段,经过一般修理仍可继续使用;在大震作用下,构件可能严重屈服,结构破坏,但房屋不应倒塌、不应出现危及生命财产的严重破坏。

3.8什么是抗震设计的二阶段方法?为什么要采用二阶段设计方法?答:第一阶段为结构设计阶段。

在初步设计及技术设计时,就要按有利于抗震的做法去确定结构方案和结构布置,然后进行抗震计算及抗震构造设计。

在这阶段,用相应于该地区设防烈度的小震作用计算结构的弹性位移和构件内力,并进行结构变形验算,用极限状态方法进行截面承载力验算,按延性和耗能要求进行截面配筋及构造设计,采取相应的抗震构造措施。

第二阶段为验算阶段。

一些重要的或特殊的结构,经过第一阶段设计后,要求用与该地区设防烈度相应的大震作用进行弹塑性变形验算,以检验是否达到了大震不倒的目标。

3.10什么是地震系数k,动力系数β和地震影响系数α?写出βακ的表达式。

β谱曲线有什么特点?答:地震系数k即地面运动最大加速度与g的比值。

动力系数β即结构最大加速度反应相对于地面最大加速度的放大系数。

地震影响系数α是地震系数乘以动力系数。

α=kβ3.11什么是特征周期分组?对设计反应谱有什么影响?答:地震影响曲线上由最大值开始下降的周期称为场地特征周期Tg,Tg愈大,曲线平台段3.12 地震作用大小与场地有什么关系?请分析影响因素及其影响原因。

如果两幢相同建筑,基本自震周期是3s,建造地点都是属于第一组,分别建在分别建在Ⅰ类场地和类场地和Ⅳ类场地,它们地震作用相差多少?如果它们建筑地点分别为第一组和第三组,都是建在Ⅳ类场地上,地震作用又相差多少?答: (1)对于同一个设计地震分组,场地类别越高,特征周期越大,对长周期结构越不利。

这是因为不同性质的土层对地震波包含的各种频率成分的吸收和过滤效果不同,场地土愈软,软土覆盖层厚度愈大,场地类别就愈高,从而特征周期就愈大。

3.13 计算水平地震作用有哪些方法?适用于什么样的建筑结构?答:计算水平地震作用方法可分为静力法、反应谱方法和时程分析法三大类。

3.14 计算水平地震作用时,重力荷载怎么计算?各可变荷载的组合值系数为多少各可变荷载的组合值系数为多少?答:计算水平地震作用时,计算重力荷载即计算结构等效总重力荷载0.85eqEGG=,其中EG 是结构总重力代表值,为各层重力荷载代表值之和。

重力荷载代表值是指100%的恒荷载、50%~80%的楼面活荷载和50%的雪荷载之和。

3.15 用底部剪力法计算水平地震作用及其效应的方法和步骤如何?为什么在顶部有附加水平地震作用?答:(1)用底部剪力法计算地震作用时,将多自由度体系等效为单自由度体系,只考虑结构基本自振周期计算总水平地震力,然后再按一定规律分配到各个楼层。

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