建筑结构与抗震复习题.docx
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建筑结构与抗震复习题
1、高层建筑结构中结构轴力、弯矩和位移与结构高度的关系大体如何？
答：
高层建筑结构中
轴力和结构高度成线性关系；
弯矩和结构高度成二次方关系；
位移和结构高度成四次方关系。
2、高层建筑结构抗震设防的三水准要求是什么？
为达到这些要求，应采用哪几个阶段抗震设计方法？
答：
高层建筑结构抗震设防的三水准要求使“小震不坏，中震可修，大震不倒”，即：
高层建筑结构在小震作用下应维持在弹性状态，建筑物一般不受损坏或不修理仍可继续使用，为第一水准；在中等烈度的地震作用下，可以局部进入塑性状态，可能有一定的损坏，但结构不允许破坏，震后经一般修复可以继续使用，为第二水准；当遭受强烈地震作用时，建筑物不应倒塌或发生危及生命的严重破坏，为第三水准。
为达到这些要求，应采用两阶段抗震设计方法：
第一阶段设计：
是针对所有进行抗震设计的高层建筑。
除了确定结构方案和进行结构布置时考虑抗震要求外，还应按照小震作用进行抗震计算和保证结构延性的抗震构造设计，以达到小震不坏，中震可修，大震不倒。
第二阶段设计：
主要针对甲级建筑和不规则的结构。
用大震作用进行结构易损部位（薄弱层）的塑性变形验算。
3、高层建筑结构的布置原则是什么？
答：
高层建筑不应采用严重不规则的结构体系；宜采用规则结构，[即体型（平面、立面）规则，结构平面布置均匀、对称并具有较好的抗扭刚度；结构竖向布置均匀，结构的刚度、承载力和质量分布均匀，无突变的结构]；应使结构具有必要的承载能力、刚度和变形能力；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力荷载、风荷载和地震作用的能力；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。
4、高层结构剪力墙设计中，剪力墙的布置应满足什么要求？
答：
（1）高宽比限制
高层结构剪力墙的最大适用高宽及高宽比应满足水平荷载作用下的整体抗倾覆稳定性要求。
（2）结构平面布置
①剪力墙结构中，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置；一般情况下，采用矩形、L型、T形平面时，剪力墙沿两个正交的主轴方向布置；三角形及Y形平面可沿三个方向布置；正多边形、圆形和弧形平面，则可沿径向及环向布置。
②高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。
③剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的短肢和连梁。
④同一轴线的连续剪力墙过长时，应该用楼板（不设连梁）或细弱的连梁分成若干各墙段，每个墙段相当于一片独立剪力墙，墙段的高宽比应不小于2。
⑤剪力墙结构中，如果剪力墙的数量太多，会使结构刚度和重量都太大，，不仅材料用量大而且地震力也增大，一般采用大开间剪力墙比采用小开间剪力墙更好。
（3）结构竖向布置
①普通剪力墙结构的剪力墙应在整个建筑竖向连续，上应到顶，下要到底，中间楼层不要中断。
②为减少上下剪力墙结构的偏心，一般情况下厚度宜两侧同时内收。
③剪力墙的洞宜上下对齐，成列布置，使剪力墙形成明确的墙肢和连梁。
④剪力墙相邻洞口之间及洞口与墙边缘之间要避免小墙肢。
5、什么是高层建筑结构的概念设计？
在进行概念设计时的要点主要有哪些？
答：
高层建筑结构的概念设计是指工程结构设计人员运用所掌握的理论知识和工程经验，在方案阶段和初步设计阶段，从宏观上，总体上和原则上去决策和确定高层建筑结构设计中的一些最基本、最本质也是最关键的问题，主要涉及结构方案的选定和布置、荷载和作用传递路径的设置、关键部位和薄弱环节的判定和加强、结构整体稳定性保证和耗能作用的发挥以及承载力和结构刚度在平面内和沿高度的均匀分配；结构分析理论的基本假定等。
在进行概念设计时的要点：
①结构简单规则均匀；
②刚柔适度，性能高
③加强连接，整体稳定性强；
④轻质高强、多道设防
6、什么是结构的延性？
结构应具有哪些特点才能具有较好的延性？
答：
结构延性是结构屈服后变形能力大小的一种性质，是结构吸收能量能力的一种体现，常用延性系数来表示。
结构应具有较好延性特点：
①强柱弱梁；
②强弱剪弯；
③强节弱杆；
④强压弱拉
7、多道抗震防线的含义和目的是什么？
对于框架、框架-剪力墙体系、框架-筒体体系、筒中筒体系，多道防线分别是哪些？
答：
多道抗震防线的含义，一是指一个抗震结构体系，应有若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量的内部、外部赘余度，有意识的建立起一系列分布的屈服区，以使结构能吸收和消耗大量的地震能量，一旦遭受破坏也易于修复。
框架－剪力墙体系是由延性框架和剪力墙二个系统组成，剪力墙为第一道防线，框架为第二道防线；框架－筒体体系是延性框架和筒体组成，筒体为第一道防线，框架为第二道防线；筒中筒体系是内实腹筒及外空腹筒组成，内内实腹筒为第一道防线，外空腹筒为第二道防线；
8、框架结构定义及优点、缺点及其适用范围如何？
答：
框架结构是指由梁柱杆系构件构成，
能承受竖向和水平荷载作用的承重结构体系。
优点：
框架结构平面布置灵活，可根据
需要分隔成小房间或者改成大房间；
结构自重较轻。
缺点：
框架结构侧向刚度较小。
适用范围：
仅适用于房屋高度不大、层数不多
的结构
9、框架结构的破坏机理是什么？
答：
竖向荷载作用下，一般情况，梁端抗弯承载力首先达到其极限承载力，出现塑性铰区域，相应地梁端截面转角位移显著加大，内力向跨中发生转移，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，框架柱承受水平剪力和柱端弯矩，并由此产生水平侧移，同时由水平力引起的倾覆力矩，使框架的近侧柱拉伸、远侧柱压缩，形成框架的整体弯曲变形，水平力也引起楼层剪力，使梁、柱产生垂直其杆轴线的剪切变形和弯曲变形，形成框架的整体剪切变形，直至破坏。
10、为什么对高层建筑结构来说，必须验算结构的侧向位移？
答：
对高层建筑结构来说，其层数度，高度大，为保证在正常使用条件下，主体结构基本处于弹性受力状态，控制裂缝的开展及控制其宽度在规范允许范围内，以及保证填充墙、隔墙及幕墙等非结构构件的完好，要求高层建筑结构必须具有足够的刚度，且须对结构楼层层间最大位移与层高之比进行限值，所以必须验算结构的侧向位移。
11、框架结构的水平变形曲线有什么特征？
答：
框架结构的水平变形曲线特征是在整体上构成“剪切型变形曲线”形式。
12、抗震等级有多少等级？
为什么有时要求高，有时要求低？
有什么样的大致规律性？
答：
抗震等级有五个等级：
特一级和一、二、三、四级。
抗震等级的不同，体现在对结构抗震性能要求严格与否的程度，等级越高，结构抗震性能要求就越高，当有特殊要求时则提升到特一级，其计算和措施比一级更加严格；相反如抗震等级较低，则抗震要求较低。
对各类不同的高层建筑结构，其抗震措施应符合以下要求：
（1）甲类、乙类建筑：
当抗震设防烈度为6～8度时，应符合抗震设防烈度提高一度的要求；当设防烈度为9度时，应符合比9度抗震设防更高达到要求。
当建筑场地为Ⅰ类时，应允许仍按抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。
（2）丙类建筑：
应符合抗震设防烈度的要求。
当建筑场地为Ⅰ类时，应允许仍按抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施。
13、延性框架结构的设计要点是什么？
答：
四个要点：
①强柱弱梁；②强剪弱弯；③强节弱杆；④强压弱拉
14、剪力墙结构定义、优点、缺点及其适用范围如何？
答：
剪力墙结构定义：
由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。
剪力墙或沿横向、纵向正交布置或沿多轴线斜交布置，同时墙体也作为维护及房间分隔构件的结构体系，
优点：
剪力墙结构刚度大、空间整体性好，抗震性能也很好；
缺点：
墙体多，平面布置不灵活，结构自重大，不容易布置面积较大的空间
适用范围：
适用于有小房间设计要求的高层住宅、公寓和旅馆建筑。
15、框架-剪力墙结构定义？
其变形特点与框架结构、剪力墙结构有什么不同？
答：
由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。
框架－剪力墙结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙，构成既灵活自由的使用空间，满足不同建筑功能的要求，同时又具有足够的水平刚度，克服了纯框架结构水平刚度不足的弱点，框剪结构是由框架结构和剪力墙结构两种不同的抗侧力体系组成的新型受力体系。
框架结构变形以剪切变形为主；剪力墙结构变形以弯曲型变形为主；框架－剪力墙结构变形在下部楼层剪力墙拉着框架按弯曲型曲线变形，上部框架拉着剪力墙按剪切型曲线变形。
16、框架-剪力墙结构中剪力墙布置应满足什么要求？
剪力墙的数量是怎样确定的？
答：
框架－剪力墙结构中剪力墙布置应满足下列要求：
①剪力墙宜均匀布置在建筑物的周围附近，楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大；
②平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙；
③纵、横剪力墙宜组成L形、T形和工字形等形式；
④剪力墙宜贯通建筑的全高，宜避免刚度突变；剪力墙开洞时，洞口宜上下对齐；
⑤楼、电梯间等竖井和平面宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置。
要准确地确定剪力墙数量是较为困难的，下面分方案阶段、初估尺寸阶段及计算复核阶段三个阶段进行说明。
（1）方案阶段
在此阶段，剪力墙布置主要满足以下要求：
①为保证楼面刚度无限大的假定，剪力墙间距须满足p124表6.1的要求。
在实际工程中，剪力墙间距较规定最大值要小，一般情况下，以2~3B及30m左右为宜。
②为充分发的剪力墙结构的延性，剪力墙应设计成高宽比大于2的细高剪力墙，这种剪力墙为弯曲破坏的延性剪力墙可避免脆性剪切破坏发生。
当建筑要求更长的剪力墙时，为满足每个墙段高宽比大于2的要求，可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的联肢墙或整体墙，且洞口连梁宜采用弱连梁，以减少连梁对墙肢的约束作用。
③为使墙体配筋较充分发挥作用，控制受弯产生的裂缝宽度，墙肢的长度不宜大于8m。
（2）初估尺寸阶段
目剪国内工程设计中，绝大多数具有足够的剪力墙，刚度和自振周期均在合适的范围以内，总结这些设计可得到一般底层结构剪力墙截面面积Aw和柱截面面积Ac之和与楼面面积Af之比以及剪力墙截面积Aw与楼面面积Af之比，这些比值宜控制在下表范围内。
底层构件截面积与楼面面积之比
设计条件
构件截面面积（Aw+Ac）与楼面面积Af之比
剪力墙截面面积Aw与楼面面积Af之比
7°，Ⅱ类土
0.03~0.05
0.02~0.03
8°，Ⅲ类土
0.04~0.06
0.03~0.04
17．多层混凝土建筑如何参照《混凝土高规》执行？
《混凝土高规》适用于10层及10层以上或房屋高度超过28m的非抗震设计和抗震设计烈度为6～9度的高层民用建筑结构。
对于不超过10层或房屋高度不超过28m但接近10层或28m（如8层或24m）的混凝土民用建筑科参照《混凝土高规》的相关规定执行。
对于层数较少、房屋高度较矮的混凝土房屋，《混凝土高规》的某些规定可根据具体情况适当放松；《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑抗震设计规范》GB50011-2002（以下分别简称《混凝土规范》、《抗震规范》）有关多层建筑也有一些规定
18．为什么要对建筑的高宽比进行限制？
建筑的高宽比规定，是对结构整体刚度、抗倾覆能力、整体稳定、承载能力以及经济合理性的宏观控制性指标，是过去工程经验的总结。
19．建筑物（或构件）应优先防止什么破坏？
倾覆破坏、失稳破坏、钢筋的锚固破坏、构件的连接破坏、地基破坏
20．什么是钢筋锚固长度？
受力钢筋通过混凝土与钢筋的粘结将所受的力传递给混凝土所需的长度。
（与砼的强度等级钢筋的强度等级及钢筋是受拉或受压有关，抗震时与构件的抗震等级也有关。
一般取35d（35倍的钢筋直径）。
21．什么是强度？
材料抵抗某种破坏的能力。
是材料的固有力学性质，与材料是否受力无关。
如：
抗压强度；抗拉强度等。
22．什么是刚度？
（产生单位变形所需要的力）
构件抵抗某种变形的能力。
与构件的材料、截面形式、截面大小有关。
如：
抗压刚度；抗拉刚度；抗侧刚度等
23．什么是抗力？
结构或结构构件承受作用效应的能力，如承载能力等
（简单讲，是构件抵抗某种内力的能力）
24．什么是基本烈度？
一个地区的基本烈度是在今后一定时期内，在一般场地条件下，可能遭受的最大地震烈度。
今后一定时期，是指自基本烈度颁布时起，往后的一段时期，一般取无特殊规定或要求的建筑物的使用年限（如50年、100年…）。
一般场地条件是指标准地基土壤、一般地形、地貌、构造、水文地质等条件。
因此，基本烈度就是未来一定时期内，在本区最普遍的，可能遭到的最大的地震烈度。
基本烈度是在地震区进行建筑设计的主要依据，有了基本烈度，才能获知设防烈度，并在此基础上按建筑物的重要性根据规范选取设防标准，之后才能按规范进行工程设计。
25．什么是设防烈度？
为按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。
通常设防烈度＝基本烈度
26．建筑抗震设防目标（三水准设防思想）是什么？
小震不坏、中震可修、大震不倒。
27．什么是抗震措施？
除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措施。
28．什么是抗震构造措施？
根据抗震概念设计原则，一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。
29．什么是地基液化？
地震时饱和砂土受到地面振动的影响，当振动到一定程度时，土颗粒处于悬浮状态，土中有效应力完全消失，土的抗剪强度为零。
土变成了可流动的水土混合物，此即为液化。
液化会造成建筑物的地基失效，发生建筑物下沉、倾斜或
倒塌等现象。
30．什么是抗震等级？
是设计部门依据国家有关规定，按“建筑物重要性分类与设防标准”，根据烈度、结构类型和房屋高度等，而采用不同抗震等级进行的具体设计。
以钢筋混凝土框架结构为例，抗震等级划分为四级，以表示其很严重、严重、较严重及一般的四个级别。
多高层建筑结构的抗震措施是根据抗震等级确定的。
31．结构的薄弱层、软弱层，转换层、框支层的概念是什么？
薄弱层：
该楼层的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80％，结构强度判断；
软弱层：
该楼层的侧向刚度小于相邻上一层的70％，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度的80％；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25％；结构刚度判断；
转换层：
《高规》定义，转换层是转换结构构件所在的楼层；而转换构件包括转换梁、转换桁架、转换板等。
地震作用下，转换构件将其上一层的竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑等）的内力向下传递；
框支层：
如果一个结构单元的转换层以上为剪力墙，转换层以下为框架，那么转换层以下的楼层为框支层。
32．突出屋面的屋顶房间何时可按突出屋面的屋顶间考虑而不算做一层？
一般认为当突出屋面的屋顶房间面积小于楼层面积的30％时，可按突出屋面的屋顶间考虑而不算做一层。
33．多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋的最小墙厚度是何含义？
房屋抗震横墙是指什么样的墙体？
不对齐或不贯通的横墙算不算抗震横墙？
砌体房屋最小墙厚是指结构抗震验算时可以承担地震作用的墙体厚度，小于此厚度的墙体只能算做非抗震的隔墙、计入荷载而不承担地震作用。
例如，粘土砖房屋的最小墙厚为0.24m，墙厚度度小于此值，如0.12m或0.18m时，不论是否有基础，均只能算做非抗震隔墙。
房屋抗震横墙是指符合最小墙厚要求的横向墙体，应满足抗侧力计算的要求。
规范规定“沿平面内宜对齐”用语为“宜”，表示稍有选择，条件许可时应首先这样做。
符合厚度要求、即使不对齐或不贯通的横墙也属抗震横墙。
34．多层砌体和底部框架房屋中，有个别楼层符合“横墙较少”的条件，是否应按7.1.2条第2款的要求降低层数？
对于多层砌体房屋“横墙较少”的概念指全部楼层均符合横墙较少的条件，对于仅个别楼层符合“横墙较少”的条件，可根据大开间房屋的数量、位置、开间大小等采取相应的加强措施，而不要求降低层数。
35．底层框架-抗震墙结构的地下室的层数是否计入底框允许层数内？
若地下室嵌固较好，则底层框架-抗震墙结构的地下室的层数可不计入底框结构允许层数内。
36．住宅工程中顶层为坡屋顶，屋顶是否需设水平楼板？
顶层为坡屋顶时层高有无限制？
总高度应如何计算？
住宅的坡屋顶如不利用时，檐口标高处不一定设水平楼板。
关于顶层为坡屋顶时层高的计算，规范未做具体规定，由设计人员根据实际情况而定，但该层的计算高度不应超过4m。
檐口标高处不设水平楼板时，按规范7.1.2条的规定，总高度可以算至檐口（此处檐口指结构外墙体和屋面结构板交界处的屋面结构板顶）。
当檐口标高附近有水平楼板，且坡屋顶不是轻型装饰屋顶时，上面三角形部分为阁楼，此阁楼应作为一层考虑，高度可取至山尖墙的一半处，即对带阁楼的坡屋面应算至山尖墙的二分之一高度处。
37．坡地上多层砌体房屋的层数和总高度计算有何要求？
由于坡地上多层砌体房屋在在不同地面标高上的层数和高度不同，结构竖向刚度不均匀，对结构有不利影响。
出于安全考虑，对于坡地上多层砌体房屋总高度的计算，仍然沿用自室外地坪到主要屋面板板顶标高或至檐口标高的方法，室外地坪应从低处计算。
按同样要求，层数也应从低处算起，例如，坡地上某多层砌体结构房屋，低处有六层，高处有五层，则总层数应按六层算。
38．多层砌体房屋纵横墙交接部位有何构造要求？
如果在纵横墙交接处附近的墙体上开洞，洞口边缘距交接处墙的距离至少应保持多少为宜？
纵横墙交接处的连接对多层砌体结构房屋的整体性影响较大。
震害表明，在水平地震作用下，当一侧的墙体倒塌时，与之正交的另一侧墙体会由于失去侧向支撑而随后坍塌。
因此不仅要求墙体在强度方面满足抗震验算的要求，而且要求与其它墙体有可靠的构造连接。
纵横墙的交接部位，如内外墙交接部位、外墙转角部位、内墙与内墙交接部位等都是墙段的尽端，在受力时容易开裂脱落；洞口边缘的墙体在剪切破坏后也容易脱落，都属于容易损坏的部位。
为了加强纵横墙交接部位的连接，要求纵横墙咬槎砌筑，可以留坡槎，但不应留直槎。
规范7.3.7条规定：
纵横墙交接处，未设置构造柱的墙体之间、7度时长度大于7.2m的大房间、及8、9度时，均要沿墙高设置拉结钢筋。
有构造柱的墙可通过先砌墙并留马牙槎，沿墙高设置拉接钢筋，最后通过后浇构造柱的混凝土来达到拉结的要求。
规范6.1.8条4款规定了框架-抗震墙结构中抗震墙上开洞的洞边距端柱不宜小于300mm，而砖墙的抗震性能不如钢筋混凝土抗震墙，其要求应严于抗震墙，在纵横墙交接附近的墙体上开洞，洞口边缘距交接处墙边缘的最小距离应大于300mm，以保证交接处的整体性。
39．较大洞口两侧要设构造柱加强，一般多大的洞口算较大洞口？
规范7.3.1条表7.3.1要求较大洞口两侧设置构造柱。
一般说，内纵墙和横墙的较大洞口，指2000mm以上的洞口；外纵墙的较大洞口，则由设计人员根据开间和门窗洞尺寸的具体情况确定，避免在一个不大的窗间墙段内设置三根构造柱。
40．砖墙基础埋深较大，构造柱是否应伸至基础底部？
规范7.3.2条第4款规定：
构造柱可不单独设置基础，但应伸入室外地面下500mm，或锚入浅于500mm的基础圈梁内，两条满足其中的一条即可。
但需注意此处的基础圈梁是指位于地面以下的，而不是位于±0.0的墙体圈梁。
构造柱的钢筋伸入基础圈梁内应满足锚固长度的要求。
对于底层框架砖房的砖房部分，一般允许将砖房部分的构造柱锚固于底部的框架柱或钢筋混凝土抗震墙内（上层与下层的侧移刚度比应满足要求）。
41．砌体结构房屋的震害特点？
（1）.横墙承重房屋的震害轻于纵墙承重房屋；
（2）.坚实地基上的房屋震害轻于软弱地基和非均匀地基上的震害；
（3）.预制楼板结构比现浇楼板结构破坏重；
（4）.外廊式房屋往往地震破坏较重；
（5）.房屋两端、转角、楼梯间、附属结构震害较重；
42．建筑平面不规则的类型有哪些？
扭转不规则
楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍
凹凸不规则
结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%
楼板局部不连续
楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层
43．建筑竖向不规则的类型有哪些？
侧向刚度不规则
该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%
竖向抗侧力构件不连续
竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等向下传递
楼层承载力突变
抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%
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