高层建筑结构思考题完整版Word格式文档下载.docx
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室内墙面平整。
结构自重较大，吸收地震能量大；
平面布置局限性大，较难获得大空间；
施工较麻烦，造价高。
（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，因而特别适合超高层。
5．高层建筑各类结构的受力变形特点。
层数不多时，轴力和轴向变形较小；
层数多时，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。
在水平荷载作用下，剪力墙可视为竖向悬臂伸梁，其水平位移由弯曲变形和剪切变形组成。
在高层结构建筑中，框架柱的变形以剪切变形为主，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。
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他分担了大部分的水平剪力，这对减小截面的梁柱尺寸，改善框架的受力状态和内力分布非常有利。
框架所承受的水平剪力较小且分布均匀，因此柱子的断面尺寸和配筋都比较均匀。
越靠近底部剪力墙所承受的剪力也就越大，这有利于控制框架的变形；
而结构上部，框架的水平位移又比剪力墙的位移小，剪力墙还承受框架约束的负剪力。
6．高层建筑设计中如何避免不规则结构
（1）结构平面布置时，需考虑抵抗水平和竖向荷载，平面宜简单、规则、对称，刚度和承载力分布均匀，减少偏心，不应采用严重不规则平面布置。
（2）结构竖向布置，竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收，结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则结构。
（3）立面设计时，应优先考虑几何形状和楼层刚度变化均匀的建筑形式，避免建筑物竖向结构刚度、承载力和质量突变，以及错层和夹层。
7．在高层建筑设计中，为何要对房屋的高宽比进行控制
高宽比对房屋结构的刚度、整体稳定、承载力和经济合理性有重大影响，设计时应对其进行控制。
8．变形缝的种类有哪些，高层建筑中对变形缝的要求是什么，应采取怎样的措施实现
变形缝是指：
伸缩缝、沉降缝、防震缝。
（1）伸缩缝：
a.伸缩缝只设置在上部结构，基础可不设伸缩缝；
b.伸缩缝处宜做双柱，伸缩缝最小宽度为50mm；
c.伸缩缝与结构平面布置有关，结构平面布置不好时，可能导致房屋开裂。
（2）沉降缝：
a.防止地基不均匀或房屋层数高度相差很大引起房屋开裂而设的缝，沉降等不但要将上部断开，也要将基础断开。
b.一般场合，当差异沉降小于5mm时，其影响较小，可忽略不计；
当已知或预知差异沉降量大于10mm时，必须计其影响，并采取相应的构造加强措施。
c.当高层建筑与裙房之间不设置沉降缝时，宜在裙房一侧设置后浇带。
d.不设置沉降缝的措施：
采用端承桩基础；
主楼与裙房用不同形式的基础；
先施工主楼后施工裙房。
（3）防震缝：
地震地区为防止房屋或结构单元在发生地震时相互碰撞而设置的缝
下列情况宜设防震缝：
a.平面长度和外伸长度超出了规程限值而又没有采取加强措施时；
b.各部分结构刚度相差很远，采用不同材料和不同结构体系时；
C.各部分质量相差很大；
d.各部分有较大错层时。
9．风荷载的计算中包括哪几项参数，各参数的使用条件是什么
wk=βz·
μs·
μz·
wo
风荷载标准值wk;
基本风压wo：
取当地50年一遇、10m高度上的10min平均风压值来确定
高度z处的风压高度变化系数μz：
取决于粗糙度指数，目前将粗糙度指数等级分为ABCD四类
风荷载提醒系数μs：
表示不同体型建筑物表面风力的大小
高度z处的风振系数βz：
高层建筑物高度大于30m、高宽比大于1.5m时。
反之取1.0
10．高层建筑荷载效应组合的表达式（无地震作用组合，考虑地震作用组合）二者的差别
是什么？
无地震作用：
Sd＝γGSGk＋γLψQγQSQk＋ψwγwSwk
考虑地震作用：
S＝γGSGE＋γEhSEhk＋γEvSEvk＋ψwγwSwk
区别：
（1）非抗震设计时，竖向荷载和风荷载参与组合
（2）抗震设计时：
设防烈度6~8度，竖向荷载、风荷载和水平地震作用参与组合；
设防烈度9度，竖向荷载、风荷载、水平地震作用和竖向地震作用参与组合；
只有当建筑高度大于60m时，才考虑风与地震产生的效应
11．高层建筑设计的内容一般有哪些
方案设计；
构件尺寸估算；
计算简图及荷载计算；
内力计算；
内力组合；
构件截面设计；
节点构造；
12．框架结构设计中，框架布置方案有哪些，各有何特点
（1）横向框架承重。
特点：
横向刚度大，利于抵抗横向水平力，纵向连系梁尺寸可以较小，利于室内采光和通风。
（2）纵向框架承重。
纵向刚度大，利于调整纵向地基不均匀沉降，横向连系梁尺寸可以较小，利于设备管线穿行并可得到较高的室内净空。
（3）纵横向框架承重。
双向刚度大，适用于柱网平面为方形或楼面荷载较大的情况。
13．框架结构设计中，梁柱截面怎样初步确定，根据什么原则
H=（1/10~1/18）L0B=（1/2~1/3）主梁=（1/10-1/14）L0次梁（1/14-1/18）L0
梁净跨与截面高度之比不宜小于4。
梁的截面宽度不宜小于梁截面高度的1/4，也不宜小于200mm。
柱1）矩形截面柱的边长，非抗震设计时不宜小于250mm，抗震设计时，四级不宜小于300mm，一、二、三级时不宜小于400mm；
圆柱直径，非抗震和四级抗震设计时不宜小于350mm，一、二、三级时不宜小于450mm。
2）柱剪跨比宜大于23）柱截面高宽比不宜大于3
14．钢筋混凝土柱的轴压比为何要对轴压比进行限制
轴压比是指：
柱考虑地震作用组合的轴压力设计值与柱全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值。
限制原因：
1）轴压比过大的话就要通过加大柱的面积来减小轴压比以满足规范限制2）轴压比低的柱延性比较好，地面破坏程度远小于轴压比高的柱子，以此设计了轴压比上限，以保证柱子的延性，提高抗震性能
15．为了考虑楼板的增强作用，在计算框架梁的抗弯刚度时作何假定
当楼板与梁的钢筋相互交织且混凝土又同时浇灌时，楼板相当于梁的翼缘，梁的截面抗弯刚度比矩形梁增大，宜考虑梁受压翼缘的有利影响。
16．分层法计算框架结构的竖向荷载，其基本假定是什么
1）在竖向荷载作用下，框架侧移小，可以忽略不计。
2）每层梁上的荷载对其他各层梁上的影响很小，可以忽略不计。
因此，每层梁上的荷载只在该层梁及与该层梁相连的柱上分配和传递
17．分层法的原理和计算步骤分层法的计算简图。
原理同16题。
计算步骤：
1）计算各杆线刚度2）用弯矩分配法计算（顶层，中层，底层，柱端弯矩叠加，不平衡弯矩进行一次分配，得框架弯矩总图）
18．为了改善由于分层法计算的误差，做何修正
（1）传递系数由1/2改为1/3
（2）除了底层外，其余各柱的线刚度应乘以0.9的系数
（3）若节点弯矩不平衡，可将节点不平衡弯矩在进行一次分配，但不传递
19．反弯点法用来计算多层框架结构的水平荷载作用，基本假定是什么
反弯点法假定1.出底层外隔层上下注的两端转角相同，反弯点的位置固定不变，2.底层柱返完点距离下端为2/3层高，距离上段位1/3层高3.其余各层柱的反弯点在柱的中点
20．反弯点法的原理和计算框架内力的步骤要求计算到每一个杆件的弯矩、剪力和柱的
轴力?
步骤：
1.确定个柱反弯点位置2.分层取脱离体计算各反弯点处剪力3.先求柱端弯矩，在节点平衡求梁端弯矩，当为中间节点时，按量的相对线刚度分配节点除柱端不平衡弯矩
21．D值法相比反弯点法，做了哪些修正，引起这些误差的根本原因是什么
修正：
对1.柱的抗侧刚度和2.柱的反弯点位置进行修正。
根本原因：
反弯点法没有考虑节点转动的影响，受梁柱刚度比，层高不同等因素的影响节点是转动的
22．从D值的表达式中可经看出，框架柱的抗侧移刚度与哪些因素有关
1.取决于柱两端的支承情况及两端被嵌固的程度
2、底层柱是否等高或是否为复式框架有关
3.节点转动的大小即梁柱线刚度比大小
23．D值法中反弯点位置和哪些因素有关，如何确定
反弯点位置与下列因素有关：
1.梁的线刚度2.上层h和本层h之比3.下层h和本层h之比。
如何确定：
梁的线性刚度降低，反弯点位置上升；
上层h上升，反弯点位置上升；
下层h上升，反弯点位置下降
24．框架结构的侧移计算的目的如何计算
如何计算：
框架层间侧移等于该层的总剪力除以该层所有柱的抗侧刚度之和。
每一层的层间侧移值求出以后，就可以计算各层楼板标高处的侧移值和框架的定点侧移值，各层楼板标高出的侧移值是该层及其以下各层层间侧移之和。
顶点侧移是所有各层层间侧移之和
目的：
框架结构在正常使用条件下的变形验算要求各层侧移值与该层的层高之比ΔU/H不宜超过1/550的限制。
25．一般情况下，框架柱和框架梁的控制截面和最不利组合有哪些
框架梁的控制截面：
左端支座截面，跨中截面和右端支座截面
框架柱的控制截面：
柱顶截面和柱底截面
框架梁最不利组合：
1.只做界面可能的最不利负弯矩-Mmax2.只做界面最可能的最不利剪力Vmax
框架柱最不利组合：
1.Mmax及相应的轴力N和剪力V2.-Mmax及相应的轴力N和剪力V3.Nmax及相应的弯矩M和剪力V4.Nmin及相应的弯矩m和剪力v5.Vmax及相应的弯矩M和轴力N
26．梁端弯矩调幅的概念，调幅的原因调幅后应满足什么条件
概念：
简单来说，弯矩调幅就是让支座处弯矩减少，跨中弯矩增大，通过增大跨中配筋，减少支座配筋，避免支座节点处配筋太密
原因：
1.考虑塑性内力充分布，因为在梁端形成塑性较之后，任然具有一定的承载能力，因而可调幅让两端弯矩调小一点，而增大梁跨中弯矩。
2.两端弯矩减小后，可以让梁柱节点的配筋减少，不会因配筋过密而无法浇筑捣实混领土。
27．为什么要对恒载和活载作用下的梁端弯矩进行调幅水平荷载是否也需要调幅
因为《混凝土高层规范》规定，弯矩调幅只对竖向荷载作用下的内力进行，切在内力组合之前，恒荷载和活荷载都属于竖向荷载且都参与荷载效应组合，故对恒载和活载作用下的梁端弯矩进行调幅，水平荷载不参与调幅。
28．何谓延性框架结构延性设计的原则
延性：
在强烈的地震作用下，当结构构件进入屈服阶段后具有较强的变形能力，吸收地震产生的能量，并维持一定承载力。
设计原则：
强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件，强压若拉，强锚固
29．剪力墙结构计算的平面化假定是什么如何将具体的剪力墙结构转换成不同方向的
平面结构，每片剪力墙分担多少水平力？
1.假定：
1楼盖的自身平面内的刚度为无限大2各片剪力墙在其平面内的刚度较大，忽略其平面外刚度
2.当房屋沿平面和沿高度方向比较规整时，可将纵横两个方向墙体分别按平面结构进行计算，每一个方向的总水平荷载可以按各片剪力墙的等效刚度分配，然后进行单片剪力墙计算
30．剪力墙的分类判别式是什么，据此条件分为几类
剪力墙分为四类：
1，整截面剪力墙2.整体小开口剪力墙3.双肢多肢剪力墙4.壁纸框架
分类判别：
1.当剪力墙空洞面积与墙面面积之比不大于0.5切孔洞净距及孔洞至墙边的距离大于孔洞长边为整截面剪力墙2.档ɑ≥10且IN/I≤§
时，为整体小开口墙3.档ɑ≥10且in/i>
§
时，为壁式框架4.档ɑ<
10，且in/i≤§
时，为联枝墙
31．各类剪力墙的受力特点
32．
1）整截面剪力墙：
如同一个整体的悬臂墙，在墙肢的整个高度上，弯矩图既布突变，也无反弯点，变形以弯曲型为主2）整体小开口剪力墙：
弯矩图在连系梁处发生突变，但在整个墙肢高度上没有或仅仅在个别楼层中才出现反弯点。
整个剪力墙的变形仍以弯曲型为主3）双肢及多肢剪力墙：
其受力特点与整体小开口墙相似4）壁式框架：
弯矩图在楼层处有突变，而且在大多数楼层中都出现反弯点。
整个剪力墙的变形以剪切型为主，与框架的受力相似
32．剪力墙结构等效刚度的概念
剪力墙等效刚度就是将墙的弯曲，剪切和轴向变形之后的顶点位移按顶点位移相等的原则，折算成一个只考虑弯曲变形的等效竖向悬臂杆的刚度
33．水平荷载在各榀剪力墙之间的分配原则
当房屋高度规整时，课将纵横两个方向的墙体分别按平面结构进行计算，每一个方向的水平荷载可以按各片剪力墙的等效刚度分配，然后进行单片剪力墙的计算
34．联肢墙的计算方法是什么，基本假定有哪些
基本假定：
1）连梁的反弯点在跨中，连梁的作用可以沿高度均匀分布的连续弹性薄片代替2）各墙的变形曲线相似，水平位移相等3）连梁和墙肢考虑弯曲和剪切变形，墙肢还应考虑轴向变形的影响
计算方法：
将连续化后的连系梁沿中线切开，由于跨中为反弯点，故切开后截面上只有剪切集度及轴力集度，沿连梁切口处未知力方向上各因素将使其产生相对位移，但总的相对位移为零。
35．联肢墙的计算中，连梁跨中的竖向相对位移包括那些？
由于墙肢弯曲变形产生的相对位移1.由于墙肢轴向变形产生的相对位移2由连
梁弯曲和剪切变形产生的相对位移?
3
36．联肢墙的侧移包括几部分？
墙肢弯曲变形产生的水平位移Ym（由梁的弯曲理论公式积分求出）
墙肢剪切变形产生的水平位移Yv（剪切变形与墙肢剪力间的关系积分求出）
37．联肢墙的计算中，整体系数是如何影响墙肢内力分布与侧移的。
α越大，墙的刚度越大，位移越小连梁剪力越大，剪力的最大的位置向下移墙肢轴力也随着α的增大而增大④α越大，墙肢弯矩越小
38．壁式框架和普通框架有何不同？
壁式框架带刚域壁式框架杆件截面较宽，剪切变形的影响不宜忽略
39．壁式框架的D值法和普通框架的D值法有何不同？
普通框架的D值法：
是对柱的抗侧刚度和柱的反弯点位置进行修正
壁式框架的D值法：
是对带刚域的杆件考虑剪切变形后的D值法进行修正和对反弯点高度比y值进行修正
40．剪力墙截面设计内容包括哪些剪力墙各类构件的计算简图墙体配筋的计算依据
内容：
剪力墙设计包括墙肢和连梁两个部分。
简图：
略。
依据：
剪力墙一般采用对称配筋，通常先给定竖向分布钢筋Asw，然后再求出受压区高度X和端部钢筋As和As’
41．在剪力墙截面设计中，墙肢与连梁分别当作何种构件进行承载力计算？
连梁在竖向荷载下按两端固定（两端与墙连接）或一端固定、一端铰接（与柱连接）
的梁计算弯矩和剪力
在各墙肢内产生的主要是轴力，故计算时常忽略较小的弯矩的影响，墙肢按轴心受压构件计算轴力
42．简述带边框剪力墙的概念及受力性能
在框架结构的若干跨内嵌入剪力墙
受力特点：
框架结构一般呈剪切变形，高度中段的层间位移较大。
剪力墙的结构的抗侧刚度大，在水平荷载下，一般呈弯曲型变形，由于剪力墙截面转角的累积效应，所以顶部附近楼层的层间位移较大，其他部位位移较小。
框架剪力墙结构中既有框架又有剪力墙，布置合理可以发挥二者优点，既有较大的抗侧刚度，又有可能形成较大的使用空间
43．简述框架-剪力墙结构的协同工作原理
框架剪力墙结构由框架和剪力墙两种不同的抗侧力结构组成。
在这个架构体系中，剪力墙负担绝大部分的水平荷载，框架以负担竖向荷载为主，分工合理，物尽其用。
水平荷载作用下，框架和剪力墙协调工作，使楼层各层变形趋于均匀，在水平荷载下的侧移呈弯剪型。
剪力墙客服了框架抗侧刚度低的缺点，框架弥补了剪力墙结构布置不灵活的不足。
44．框架-剪力墙结构设计中，剪力墙的数量如何确定？
参照国内实际工程中的剪力墙数量剪力墙的数量按许可位移值确定用结构自振周期和地震作用的大小来衡量结构的侧向刚度确定剪力墙数量
45．框架-剪力墙结构中，剪力墙布置有哪些形式遵循什么原则为什么
原则：
剪力墙的布置，应遵循“均匀、分散、对称、周边”的原则。
均匀、分散是指剪力墙宜片数较多，均匀、分散布置在建筑平面上；
对称是指剪力墙在结构单元的平面上应尽可能对称布置，使水平力作用尽可能靠近刚度中心，避免产生过大的扭转；
周边是指剪力墙尽可能布置在建筑平面周边，以加大其抗侧扭转的力臂，提高其抵抗扭转的能力，同时，在端附近设剪力墙可以避免端部楼板外排长度过大。
形式及为什么：
竖向荷载较大处这是因为，用剪力墙承受大的竖向荷载，可以避免设置截面尺寸过大的柱子，满足结构布置的要求;
剪力墙是主要的抗侧力结构，承受很大的弯矩和剪力，需要较大的竖向荷载来避免出现轴力，提高截面承载力，也便于基础设计平面形状变化较大的角隅部位这是因为这些部位楼面上容易产生大的应力集中，地震时也常发生震害，设置剪力墙予以加强建筑物端部附近这样可以有较大的抗扭刚度，同时减少楼面外伸段的长度④楼梯、电梯间电梯间楼板开洞大，削弱严重，特别是在端角和凹角处设置楼梯、电梯间时，受力更为不利，采用楼梯、电梯竖井（作为剪力墙）来加强是有效的措施
46．框架-剪力墙结构计算中，铰接体系和刚接体系的区别是什么？
铰接体系：
在水平荷载作用方向，剪力墙之间以及剪力墙和框架之间均无连梁体系，仅通过楼板作用连接在一起，共同抵御水平荷载，同一楼层标高处，剪力墙和框架的水平位移相同。
另外，楼板平面外刚度为零，它对各平面抗侧力结构不产生弯矩
刚接体系：
在剪力墙之间以及剪力墙和框架之间有连梁和楼板相连，该梁对剪力墙由约束作用，该梁对柱也有约束作用，次约束作用反映在柱的抗侧刚度中
47．剪力墙结构和框架-剪力墙结构中的连梁的作用？
剪力墙的连梁起着调节和保证与之平面内相连剪力墙的侧向刚度作用，是抗震剪力墙结构的第一道防线，起着消耗地震能量的作用。
框架剪力墙结构中连梁起着约束作用，并可以与楼板一同作为连接构件，传递弯矩、剪力、轴力。
49．何谓框架-剪力墙结构的刚度特征值它对哪些方面有影响（侧移、剪力和荷载分
布）
系数r称为框剪结构的刚度特征值，r是框架抗推刚度与剪力墙抗弯刚度的比值。
影响：
当框架抗推刚度很小时，r值较小；
r=0即纯剪力墙结构。
当剪力墙抗弯刚度减小时，r值增大；
r=无穷大时即相当于纯框架结构。
r值对框架剪力墙受力，变形性能影响很大。
50．框架-剪力墙结构设计中，综合框架的剪力为何要调整，怎样调整
51．
因为框架-剪力墙结构中，墙体是第一道防线，在设防地震，罕遇地震下先于框架破坏，由于塑形内力重分布，框架部分按侧向刚度分配的剪力会比多遇地震下加水，为保证作为第二道防线的框架具有一定抗侧能力，需对剪力调整。
调整：
在抗震设计的框架-剪力墙结构中，框架部分承担的地震剪力满足，Vf>
=min（0.2V0,1.5Vfmax）要求的楼层，不必调整，不满足的楼层，其框架总剪力应按0.2V0和1.5Vfmax二者较小值采用。
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