简化高层复习思考题Word格式文档下载.docx

1、主体结构与裙房高度与重量相差悬殊时，设置沉降缝。防震缝从基础至建筑顶部断开，防震缝应有一定的宽度。伸缩缝从基础以上设置，若为抗震结构，伸缩缝的宽度不小于防震缝的宽度。沉降缝将建筑物的两部分从顶层到基础全部断开。沉降缝的宽度应符合防震缝最小宽度的要求。5 框架-筒体结构与框筒结构有何异同？框架结构与框筒结构相比，两者平面结构布置和受力特点有何不同？何谓框筒结构的剪力滞后现象？框架-核心筒结构的周边框架为平面框架，没有框筒的空间作用，类似于框架-剪力墙结构。框架是平面结构，主要由于水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩。框筒是空间结构，沿四周布置的框架参与抵抗水平力，层剪力由平行于水平力作用方向

2、的腹板框架抵抗。倾覆力矩由腹板框架和垂直于水平力方向的翼缘框架共同抵抗。框筒结构的四榀框架位于建筑物周边，形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒，使建筑材料得到充分的利用。因此，框筒结构的适用高度比框架结构高得多。剪力滞后现象： 对于框筒结构，在翼缘框架中，远离腹板框架的各柱轴力愈来愈小；在腹板框架中，远离翼缘框架各柱轴力的递减速度比按直线规律递减的要快。上述现象称之剪力滞后6 高层建筑结构总体布置的原则是什么?1.抗震有利的建筑平面和立面结构布置具有明确方向的计算简图和合理的传力途径具备必要的刚度和承载力以及良好的弹性变形能力和消耗地震能量的能力部分结构构件破坏时不导致结构倒塌设置多到防震缝

3、。7为什么规范对每一种结构体系规定最大的适应高度？1）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。而每一种结构体系有其最佳的适用高度。8高层建筑的基础都有哪些形式？高层建筑的基础为什么埋深要求？采用天然地基时高层建筑的基础埋深不小于多少？基础形式：条形，交叉梁式，片筏，箱型，桩；埋深要求：保证高层建筑在风力和地震作用下的稳定，减少建筑的整体倾斜，防止倾覆和滑移；提高地基的承载力，减少基础沉降设置地下室利于建筑物抗震。对于天然地基，基础埋深不宜小于建筑物高度的1/12 第3章高层建筑结构荷载要求理解

4、和掌握高层建筑结构荷载的计算方法（1） 高层建筑结构设计时应主要考虑哪些荷载或作用？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。与多层建筑有所不同，由于高层建筑的竖向力远大于多层建筑，在结构内可引起相当大的内力；同时由于高层建筑的特点，水平荷载的影响显著增加。（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？对高层建筑，在计算活荷载产生的内力时，可不考虑活荷载的最不利布置。这是因为目前我国钢筋混凝土高层建筑单位面积的重量大约为1214kN /（框架、框架一剪力墙结构体系）和1416 kN /（剪力墙、筒体结构体系），而其中活荷

5、载平均值约为2.0 kN /左右，仅占全部竖向荷载15左右，所以楼面活荷载的最不利布置对内力产生的影响较小；另一方面，高层建筑的层数和跨数都很多，不利布置方式繁多，难以一一计算。为简化计算，可按活荷载满布进行计算，然后将梁跨中弯矩乘以1.1-1.2的放大系数。（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）高层建筑结构风荷载标准值计算式中，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？脉动风压引起高耸建筑物的动力作用对于基本自振周期T1大于0.25s的工程结构，以及高度大于30m且高宽比大于1.5

6、的高柔房屋均应考虑脉动风压对结构产生的风振影响。（6）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？第4章高层建筑结构的设计要求（1）为什么要限制结构在正常情况下的侧移？（2） 何谓舒适度？为什么应对高度超过150 m的高层建筑进行舒适度验算？高规采用何种限制来满足舒适度要求？高层建筑物在风荷载作用下将产生振动，过大的振动加速度将使居住在高楼内的人们感觉不舒适，甚至不能忍受。楼盖结构的竖向振动频率不宜小于3HZ，竖向振动加速度不应超过高规限值。（3）什么是结构的重力二阶效应？影响高层建筑结构整体稳定的主要因素是什么？水平荷载下出现侧移后

7、， 重力荷载会产生附加弯矩，附加弯矩又增大侧移，这是重力二阶效应。结构的刚度与重力荷载之比即刚重比是影响高层建筑结构整体稳定的主要因素。（4） 何谓刚重比？如何采用刚重比进行框架结构的整体稳定验算？结构的刚度与重力荷载之比即刚重比框架结构，大于20，结构满足稳定性要求，且可不考虑重力二阶效应的影响。，大于10小于20结构满足稳定性要求但应考虑重力二阶效应，小于10结构不满足整体稳定性要求。第5章高层建筑结构分析原则要求理解高层建筑结构设计中的基本假定（1）在多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？如果楼盖不满足绝对刚性的假定，则计算中应如何考虑？楼板变形比较显著，楼板刚度

8、无限大地假定不适用，这时应对采用刚性楼面假定的计算结果进行修正或采用楼板有限刚性的计算方法（3） 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两个基本假定是什么？楼板起什么作用？假设水平荷载分别作用在结构的两个主轴方向。第6章 高层建筑结构的近似计算方法 框架部分要求理解和掌握框架的计算简图、分层法反弯点法、D值法计算内力及位移的方法（1） 简述分层法和迭代法的计算要点及步骤。 （2）D值的物理意义是什么？影响因素有哪些？具有相同截面的边柱和中柱的D值是否相同？具有相同截面及柱高的上层柱与底层柱的D值是否相同（假定砼弹性模量相同）？ （3）一框架结构，假定楼盖的平面内刚度无穷大，用D

9、值法分配层间剪力。先将层间剪力分配给每一榀平面框架，再分配到各框架的每根柱；或者用每根柱的D值与层间全部柱的D的比值将层间剪力直接分配给每根柱。这两种方法的计算结果是否相同？ （4）水平荷载作用下框架柱的反弯点位置与哪些因素有关？试分析反弯点位置的变化规律与这些因素的关系。在均布竖向荷载和水平集中力作用下框架的弯矩图形状如何？ （5）水平荷载作用下框架结构的侧移由哪两部分组成？梁柱杆件的弯曲变形的柱的轴向变形组成。层数不多时，柱的轴向小，可以忽略，只考虑弯曲变形。变形剪力墙部分了解开洞对剪力墙内力及位移的影响，了解不同近似方法的适用范围。深入理解连续化方法的基本假定公式推导，要求理解和掌握剪力

10、墙结构的计算简图、剪力墙的分类和计算方法、整体墙和小开口整体墙的受力特点和计算、双肢墙的内力计算和位移计算、壁式框架在水平荷载作用下的内力和位移的近似计算、各类剪力墙的判别方法。重点：熟练掌握连续化方法计算及带刚域杆件刚度计算方法。掌握几个重要概念：等效抗弯刚度、整体系数含义及对内力位移的影响，剪力墙内力位移分布特点。剪力墙计算的基本假定；剪力墙类别的划分；各类墙的计算方法。（1）剪力墙结构的布置有哪些具体要求？（2）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。在水平荷载作用下，单独剪力墙的变形曲线以弯曲变形为主；单独框架的变形曲线以整体剪切变形为主，而在框架-剪力墙结构中，

11、其变形曲线介于弯曲型与整体剪切型之间。在结构下部，剪力墙的位移比框架小，墙将框架向左拉，框架将墙向右拉；在结构上部，剪力墙的位移比框架大，框架将墙向左推，墙将框架向右推。（3）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？假定：相同水平荷载侧向位移相同则认为竖向悬臂构件与剪力墙具有相同刚度（4）简述剪力墙在水平荷载下的分析方法及适用对象。（5）怎样计算整体墙和整体小开口墙的底层总弯矩和总剪力及顶点侧移？（6）怎样计算整体小开口墙的内力和位移？当有个别小墙肢产生局部弯曲时，墙肢弯矩如何调整？（7）如何确定整体小开口墙的等效刚度？如何计算其顶点位移？（8）剪力墙根据洞口大小、位置等共分为那

12、几类？其判别条件是什么？（1）整截面墙如同竖向悬臂构件，截面正应力呈直线分布，沿墙的高度方向弯矩图既不发生突变也不出现反弯点，变形曲线以弯曲型为主。 （2）独立悬臂墙是指墙面洞口很大，连梁刚度很小，墙肢的刚度又相对较大时，即 值很小（1 ）的剪力墙。每个墙肢相当于一个悬臂墙，墙肢轴力为零，各墙肢自身截面上的正应力呈直线分布。弯矩图既不发生突变也无反弯点，变形曲线以弯曲型为主。3）整体小开口墙的洞口较小，值很大，墙的整体性很好。水平荷载产生的弯矩主要由墙肢的轴力负担，墙肢弯矩较小，弯矩图有突变，但基本上无反弯点，截面正应力接近于直线分布，变形曲线仍以弯曲型为主。（4）双肢墙（联肢墙）介于整体小开

13、口墙和独立悬臂墙之间，连梁对墙肢有一定的约束作用，仅在一些楼层，墙肢局部弯矩较大，整个截面正应力已不再呈直线分布，变形曲线为弯曲型。（5）壁式框架是指洞口较宽，连梁与墙肢的截面弯曲刚度接近，墙肢中弯矩与框架柱相似，其弯矩图不仅在楼层处有突变，而且在大多数楼层中都出现反弯点，变形曲线呈整体剪切型。（9）剪力墙分类的判别主要考虑哪两个方面？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。第一个判别条件是各墙肢间的整体性，由剪力墙的整体工作系数来反映； 第二个判别条件是沿墙肢高度方向是否会出现反弯点，出现反弯点的层数越多，其受力性能越接近于壁式框架，由墙肢惯性矩比 I n /

14、I 反映。（10）采用连续连杆法进行联肢墙内力和位移分析时的基本假定是什么？连梁未知力和各表示什么？剪力墙连续化方法的基本假定:忽略连梁轴向变形 即假定两墙肢水平位移完全相同 两墙肢各截面转角和曲率都相等 因此连梁两端转角相等 连梁反弯点在中点 各墙肢截面、各连梁截面及层高等几何尺寸沿全高是相同的。（11）联肢墙的内力分布和侧移曲线有何特点？并说明整体工作系数对内力和位移的影响。侧移曲线呈弯曲型。 值愈大，墙的抗侧刚度愈大，侧移减小。连梁的最大剪力 不在底层，随着连梁与墙的刚度比的增大，连梁的剪力加大，剪力最大的梁在高度上的位置下移。墙肢轴力等于该截面以上所有连梁剪力之和，当连梁与墙的刚度比增

15、大时，连梁剪力加大，墙肢轴力也加大。连梁与墙的刚度比增大时，墙肢弯矩则减小。整体系数对内力分布和变形的影响主要表现在以下几个方面: a.连肢墙的侧移曲线呈弯曲型 值大 墙的抗侧刚度愈大 侧移减小。 b.连梁内力沿高度分布特点 连梁最大剪力在中部某个高度处 向上、向下都逐渐减小。最大值max（ ）x 的位置与参数有关 值愈大 max（ ）x 的位置愈接近底截面。此外 值增大时 连梁剪力增大。c.墙肢轴力与有关 因为墙肢轴力即该截面以上所有连梁剪力之和 当值加大时 连梁剪力加大 墙肢轴力也加大。d.墙肢的弯矩也与值有关 与轴力相反 值愈大 墙肢弯矩愈小。（12）与一般框架结构相比，壁式框架在水平荷

16、载作用下的受力特点是什么？如何确定壁式框架的刚域尺寸。由于墙肢和连梁的截面高度较大，节点区也较大，故计算时应将节点视为墙肢和连梁的刚域，按带刚域的框架（即壁式框架）进行分析。（13）采用D值法进行内力和位移计算时，壁式框架与一般框架有何异同？框架剪力墙部分要求理解和掌握框架剪力墙结构的受力特点及其协同工作原理、框架的剪切刚度计算、在水平荷载作用下框架剪力墙结构体系的简化计算模型、框架剪力墙铰结体系在水平荷载作用下内力和位移的连续化计算方法、框架剪力墙结构的受力和位移特征、剪力墙的合理数量。框架剪力墙结构的受力和位移特征、框架的剪切刚度计算、在水平荷载作用下框架剪力墙结构体系的简化计算模型、剪力

17、墙的合理数量。会确定计算简图，掌握总框架、总剪力墙、总连梁刚度计算方法，计算内力及位移。刚度特征值的物理意义及其对内力分配的影响，框剪结构内力分布及侧移特点。（1）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可简化成哪两种体系？如何区分这两种体系？刚结体系：当连梁刚度较大时和铰接体系：当连梁的刚度较小或连梁的转动约束作用已考虑在双肢墙的刚度内（2）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？各用什么参数表示其刚度特征？（3）框架-剪力墙结构中剪力墙的合理数量如何确定？何为壁率？初定剪力墙的数量时，剪力墙的壁率应取多少？

18、框架-剪力墙结构值的正常范围是多少？ （4）框架-剪力墙结构的平衡微分方程是如何建立的？边界条件如何确定？（5）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？框-剪结构的剪力分配及荷载分配有何特征？荷载与剪力分布特征：很小（剪力墙强）时，剪力墙几乎承担了全部剪力，很大（剪力墙弱）时，框架几乎承担了全部剪力。框架的剪力最大值在结构的中部（ 相对受压区高度 0.6 0.3处），且最大值位置随结构刚度特征的增大而下移。（5） 根据框架一剪力墙结构的协同工作分析所求出的总框架剪力Vf，为什么还要进行调整？怎样调整？由于没有考虑剪力墙的剪切变形影响，因此求得框架基底处全部剪力为零，即底部剪力全

19、由剪力墙承受。这一结论与实际受力情况不相符。为了弥补这一不足，现行规范规定各层总框架的总剪力不小于20%的基底总剪力。（7）框剪结构中剪力墙布置的基本原则是什么？剪力墙布置对称均匀 扭转近似计算部分通过扭转近似计算的学习，建立起如何减少结构扭转、增强结构抗扭能力的设计概念。（1） 什么是质量中心，风荷载的合力作用点与质心计算有什么不同？等效地震荷载作用点即惯性力的合力作用点，与质量分布有关，称为质心各表面风力的合力作用点，即为总体风荷载的作用点，设计时将沿高度分布的总体风荷载的线荷载换算成集中作用在各楼层位置的集中荷载。计算质心时，可用重量代替质量，将建筑面积分为若干个质量均匀分布的单元，在参

20、考坐标系中确定重心坐标。（2） 什么是刚心？各层刚心是否在同一位置？什么时候位置会发生变化？ （3） 为什么说很难精确计算扭转效应？有效减小结构扭转效应应从哪些方面进行？在设计时应采取些什么措施减小扭转可能产生的不良后果？第7章钢筋混凝土剪力墙结构了解剪力墙的布置要求，掌握剪力墙的截面设计方法与构造。（1）什么是短肢剪力墙？高规为什么要对其应用范围其结构布置提出要求？短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为58的剪力墙，一般剪力墙指墙肢截面高度与厚度之比大于8。（2）如何确定剪力墙结构的混凝土强度等级和墙体厚度？设计时如何实现延性剪力墙？为实现延性剪力墙，剪力墙设计应符合抗震要求。（4） 什么是

21、剪力墙的加强部位？加强部位的范围如何确定？ 剪力墙底部加强部位是指在剪力墙底部的一定高度内，适当提高承载力和加强抗震构造措施。抗震设计时，一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部两层总高度二者中的较大值。当剪力墙高度超过150m时其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/10。 部分框支剪力墙结构底部加强部位的高度可取框支层加上框支层以上两层的高度及墙肢总高度的1/8中二者的较大值。（5） 剪力墙截面的弯矩和剪力为什么要进行调整？那些部位需要调整以及如何进行调整？对于墙肢的弯矩，为了实现强剪弱弯的原则，一般情况下对弯矩不作出增大的调整，但对于一级抗震等级的剪力墙，若提高其潜在

22、塑性铰区的弯矩设计值，一方面可以推迟塑性铰区的形成，另一方面可以将塑性变形限制在一定范围， 加强其抗震能力。抗震设计时，为体现强剪弱弯的原则，剪力墙底部加强部位的剪力设计值要乘以增大系数. （5）剪力墙的截面承载力计算与一般偏心受力构件的截面承载力计算有何异同？高规墙肢正截面偏心受压承载力的计算公式中，关于分布钢筋有什么假定？剪力墙墙肢为受压（拉）、弯、剪共同作用下的复合受力构件，其正截面承载力计算方法与偏压柱或偏拉杆相同，但在墙肢截面内除端部集中配筋外还在腹部布置分布钢筋，这就使得墙肢的承载力计算公式与柱又有不同。考虑到分布钢筋较细，因此在设计中一般仅考虑其受拉屈服部分的作用，而忽略受压区的

23、分布筋及靠近中和轴的受拉分布钢的作用。（6）剪力墙斜截面受剪破坏主要有几种破坏形态？设计中如何避免这几种破坏形态发生？弯曲破坏、弯剪破坏、剪切破坏和滑移破坏（7）为什么要规定剪力墙的轴压比限制？（8）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？简述剪力墙边缘构件的作用和类型。剪力墙边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件两种。约束边缘构件是指用箍筋约束的暗柱、端柱和翼墙，其箍筋较多，对混凝土的约束较强，因而混凝土有较强的变形能力；构造边缘构件的箍筋较少，对混凝土的约束程度较差。下列情况要设置约束边缘构件 高规规定了两种边缘构件的应用范围：在一级、二级、三级抗震

24、设计的剪力墙底层墙肢轴压比大于限值时，以及部分框支剪力墙，应在底部加强部位及其上一层的墙肢端部应设置约束边缘构件，其余应按要求设置构造边缘构件。构造边缘构件包括暗柱、端柱、翼柱三种形式。约束边缘构件对混凝土的约束较强 因而混凝土有比较大的变形能力 所以要设置约束边缘构件。约束边缘构件主要有以下几类 暗柱 矩形截面端部 、端柱和翼墙（9）剪力墙的分布钢筋配置有哪些构造要求？（10）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？高层建筑结构设计试卷题型一、 填空题（201分）二、 选择题（18三、 判断题（10四、 名词解释（33分）五、 简答题（6小题，共35分）六、 计

25、算题（8分）例题某12层钢筋混凝土整体小开口剪力墙，如图6.6.3所示，混凝土强度等级为C25，承受倒三角形水平荷载。试计算其顶点位移和底层各墙肢的内力。图6.6.3 整体小开口墙解 首先计算各墙肢的几何参数，见表6.6.1。表6.6.1 各墙肢的几何参数计算墙肢（）10.6432.011.2922.560.8664.2120.5546.653.6842.080.5522.4030.0999.590.9495.020.0032.491.2965.9251.4219.10组合截面的形心轴坐标为组合截面的惯性矩为各墙肢对组合截面形心轴的惯性矩之和，即底层总弯矩和总剪力分别为，根据整体小开口墙的内力

26、计算公式，可求得各墙肢的内力，见表6.6.2。由于墙肢3较细小，其弯矩还按式（6.6.6）计算了附加弯矩。表中负值表示受压墙肢。表6.6.2 各墙肢底层的内力分配各墙肢内力底层墙肢内力0.4960.6090.1560.0820.1610.1330.5531088.6899.3161.20.4270.3880.1100.0520.102-0.0940.408689.7-635.6118.90.0760.0020.0470.00030.0006+0.039-0.0400.03915.4-270.511.4剪力墙混凝土强度等级为C25，故等效刚度为可求得顶点位移为小结（1）框架结构是多、高层建筑的一

27、种主要结构形式。结构设计时，需首先进行结构布置和拟定梁、柱截面尺寸，确定结构计算简图，然后进行荷载计算、结构分析、内力组合和截面设计，并绘制结构施工图。 （2）竖向荷载作用下框架结构的内力可用分层法、迭代法等近似方法计算。分层法在分层计算时，将上、下柱远端的弹性支承改为固定端，同时将除底层外的其他各层柱的线刚度乘以系数0.9，相应地柱的弯矩传递系数由1/2改为1/3，底层柱和各层梁的线刚度不变且其弯矩传递系数仍为1/2。 （3）水平荷载作用下框架结构内力可用D值法、反弯点法等简化方法计算。其中D值法的计算精度较高，当梁、柱线刚度比大于3时，反弯点法也有较好的计算精度。 （4）D值是框架结构层间柱产生单位相对侧移所需施加的水平剪力，可用于框架结构的侧移计算和各柱间的剪力分配。D值是在考虑框架梁为有限刚度、梁柱节点有转动的前提下得到的，故比较接近实