高層建筑結(jié)構(gòu)與抗震思考題第二章1、高層建筑結(jié)構(gòu)中軸力、彎矩和位移與結(jié)構(gòu)高度的關(guān)系如何？答:⑴軸力與高度成線性關(guān)系,⑵彎矩與高度成平方關(guān)系⑶位移與高度成四次方關(guān)系2、抗震縫如何計(jì)算？如果抗震縫、伸縮縫和沉降縫都必須設(shè)置，縫寬如何確定？答:對(duì)于框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)高度不超過15m時(shí)可為100mm，超過15m時(shí)，6度、7度、8度、9度分別每增加5m、4m、3m、2m，宜加寬20mm；框剪結(jié)構(gòu)，按框架的70％采用，剪力墻結(jié)構(gòu)，按框架的50％采用，但都不小于100mm。注意:當(dāng)縫的兩側(cè)結(jié)構(gòu)體系不同時(shí)，縫寬應(yīng)按不利的結(jié)構(gòu)類型確定，高度不同時(shí)，按較低的房屋確定。3、減小筒體結(jié)構(gòu)的剪力滯后效應(yīng)可以采取哪些措施？答:減少柱間距，加大窗裙梁的剛度，調(diào)整結(jié)構(gòu)平面使之接近于正方形，控制截面的高寬比等。4、為什么鋼管混凝土柱特別適合于軸心受壓構(gòu)件？答:鋼管混凝土柱中，鋼管對(duì)其內(nèi)部混凝土的約束作用使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度；鋼管內(nèi)部的混凝土又可以有效地防止鋼管發(fā)生局部屈曲。5、在鋼與混凝土的組合結(jié)構(gòu)中，混凝土和鋼結(jié)構(gòu)部分各承受什么荷載？答：混凝土承擔(dān)水平荷載，鋼結(jié)構(gòu)承受豎向荷載6、變形縫包括哪些內(nèi)容？答:溫度縫、沉降縫、防震縫。7、復(fù)雜的高層建筑結(jié)構(gòu)包括那些結(jié)構(gòu)？答:帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)，帶加強(qiáng)層的結(jié)構(gòu)，錯(cuò)層結(jié)構(gòu),連體結(jié)構(gòu)和多塔樓結(jié)構(gòu)等.8、某高層建筑要求底部幾層為大空間，此時(shí)應(yīng)采用那種結(jié)構(gòu)體系？答：帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)。第三章1、底部剪力法適用于什么類型的高層建筑？答:高度不超過40m,以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)。2、抗震設(shè)防中所謂大震、中震、小震各是怎么定義的？答:大震:50年超越概率為2～3%，地震烈度比基本烈度高，重現(xiàn)期2000年.中震:50年超越概率為10%，地震烈度等于基本烈度高，重現(xiàn)期475年，規(guī)范以此定義基本烈度；小震:50年超越概率為63%，地震烈度低于基本烈度一度半，重現(xiàn)期50年。3、在風(fēng)荷載計(jì)算中，地面粗糙度A類至D類地區(qū)的風(fēng)壓高度變化系數(shù)如何變化？答：從A類至D類地區(qū)，風(fēng)壓高度變化系數(shù)逐漸減小。4、在地震作用計(jì)算中，什么叫重力荷載代表值？答:應(yīng)取結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值和可變荷載組合值之和5、如何理解建筑結(jié)構(gòu)抗震分析中的“三水準(zhǔn)”、“兩階段”？答:三水準(zhǔn)：“小震不壞，中震可修，大震不倒”，即小震作用下，主體結(jié)構(gòu)不受損壞或不需進(jìn)行修理可繼續(xù)使用；在中震作用下，其損壞經(jīng)一般修理仍可繼續(xù)使用；在大震作用下，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。兩階段：第一階段設(shè)計(jì)：按小震作用效應(yīng)和其它荷載效應(yīng)的基本組合驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力，以及小震作用下驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的彈性變形，以滿足第一、二水準(zhǔn)的要求。第二階段設(shè)計(jì)：對(duì)于有特殊要求的建筑和地震時(shí)容易倒塌的結(jié)構(gòu)，按大震作用下驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的彈塑性變形，以滿足第三水準(zhǔn)的要求。6、熟悉并掌握按底部剪力法計(jì)算各樓層地震作用標(biāo)準(zhǔn)值與剪力的計(jì)算方法。7、熟悉并掌握按振型分解法計(jì)算各樓層地震作用標(biāo)準(zhǔn)值與剪力的計(jì)算方法。第四章1、建筑工程分為哪四個(gè)抗震設(shè)防類別？幼兒園、中小學(xué)的教訓(xùn)用房以及學(xué)生宿舍和食堂屬于什么類別？答：建筑應(yīng)根據(jù)其使用功能的重要性分為甲類、乙類、丙類和丁類四個(gè)抗震設(shè)防類別。甲類建筑（特殊設(shè)防類）：應(yīng)屬于重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑，乙類建筑（重點(diǎn)設(shè)防類）：應(yīng)屬于地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的建筑，包括未成年人學(xué)校、醫(yī)院。丙類建筑（標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類）：應(yīng)屬于除甲、乙、丁類以外的一般建筑，丁類建筑（適度設(shè)防類）：應(yīng)屬于抗震次要建筑2、各種地震烈度下的高層建筑，考慮地震作用效應(yīng)時(shí)，應(yīng)該如何組合？答：有地震作用時(shí)的效應(yīng)組合：一般表達(dá)式為：SE=γGSGE+γEhSEhk+γEvSEvk+ψwγwSwk 式中：SE——有地震作用荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值SGE，SEhk，SEvk，SWk——分別為重力荷載代表值、水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值和豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值、風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的荷載效應(yīng)；γG，γEh，γEv，γW——分別為上述各種荷載作用的分項(xiàng)系數(shù)；ΨW——風(fēng)荷載的組合系數(shù)，一般結(jié)構(gòu)取0.0，風(fēng)荷載起控制作用的高層建筑應(yīng)取為0.2(1)對(duì)于所有高層建筑：1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)。(2)對(duì)于60m以上高層建筑增加風(fēng)荷載效應(yīng)：1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)+1.4×0.2×風(fēng)荷載效應(yīng)(3)9度設(shè)防高層建筑增加豎向地震作用效應(yīng)：1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)+0.5×豎向地震作用效應(yīng)或：1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×豎向地震作用效應(yīng)(5)9度設(shè)防且為60m以上高層建筑則：1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)+1.3×豎向地震作用效應(yīng)+1.4×0.2×風(fēng)荷載效應(yīng)。3、建筑高度、設(shè)防烈度、建筑重要性類別及場(chǎng)地類別等均相同的兩個(gè)建筑，一個(gè)是框架結(jié)構(gòu)，另一個(gè)是框架－剪力墻結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)體系中的框架抗震等級(jí)是否一樣？答：不一樣，框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)高、也可能相等4、高層建筑平面不規(guī)則類型包括哪些？答：扭轉(zhuǎn)不規(guī)則:

樓層的最大彈性水平位移

(或?qū)娱g位移)，大于該樓層兩端彈性水平位移

(或?qū)娱g位移)平均值的1.2倍

凹凸不規(guī)則:

結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%

樓板局部不連續(xù):

樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%，或開洞面積大于該層樓面面積的30%，或較大的樓層錯(cuò)層

5、高層建筑豎向不規(guī)則類型包括哪些？答：側(cè)向剛度不規(guī)則:該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%，除頂層外，局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù):豎向抗側(cè)力構(gòu)件(柱、抗震墻、抗震支撐)的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件(梁、桁架等)向下傳遞樓層承載力突變:抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%。6、房屋建筑抗震等級(jí)的確定跟哪些因素相關(guān)？答：烈度，設(shè)防類別，結(jié)構(gòu)類型、建筑物的高度7、在高層建筑結(jié)構(gòu)中，什么情況下可以不考慮活荷載的不利布置？答：當(dāng)活載比恒載小很多時(shí)。8、高層建筑結(jié)構(gòu)作用的荷載有哪些？應(yīng)如何組合？答：無地震作用組合①永久荷載效應(yīng)起控制作用：1.35×恒載效應(yīng)+1.4×0.7×活載效應(yīng)②可變荷載效應(yīng)起控制作用：a.風(fēng)荷載為主要可變荷載，樓面活載為次要可變荷載時(shí)：1.2×恒載效應(yīng)+1.4×0.7活載效應(yīng)+1.4×1.0×風(fēng)載效應(yīng)b.樓面活載為主要可變荷載，風(fēng)荷載為次要可變荷載時(shí)1.2×恒載效應(yīng)+1.4×1.0×活載效應(yīng)+1.4×0.6×風(fēng)載效應(yīng)有地震作用組合：(1)對(duì)于所有高層建筑：1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)。(2)對(duì)于60m以上高層建筑增加風(fēng)荷載效應(yīng)：1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)+1.4×0.2×風(fēng)荷載效應(yīng)(3)9度設(shè)防高層建筑增加豎向地震作用效應(yīng)：1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)+0.5×豎向地震作用效應(yīng)或：1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×豎向地震作用效應(yīng)(5)9度設(shè)防且為60m以上高層建筑則：1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)+1.3×豎向地震作用效應(yīng)+1.4×0.2×風(fēng)荷載效應(yīng)。9、對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震分析時(shí)，抗震等級(jí)越高，結(jié)構(gòu)抗震性能的要求就越高？答：正確。10、對(duì)于框架結(jié)構(gòu)，梁端負(fù)彎矩調(diào)幅是否需要考慮水平荷載？答：不需要。11、房屋的頂層、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層、平面復(fù)雜或開洞過大的樓板采用現(xiàn)澆整體式的目的是什么？答：有整體性好，施工比較簡(jiǎn)便可靠，承載能力高。12、高層建筑的豎向荷載包括哪些？水平荷載包括哪些？答:豎向荷載:恒載、樓面及屋面活荷載、雪荷載。水平荷載:風(fēng)荷載和水平地震作用。第五章1、框架結(jié)構(gòu)中柱的反彎點(diǎn)高度比與哪些因素有關(guān)？答：結(jié)構(gòu)總層數(shù)及該層所在的位置，梁柱線剛度比，荷載形勢(shì)，上層梁與下層梁的線剛度比，上下層高比。3、在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中，什么叫剛接體系？什么叫鉸接體系？答：鉸接體系：墻肢之間沒有連梁或有連梁而連梁很小，墻肢與框架柱之間沒有連系梁的結(jié)構(gòu)體系。剛接體系：墻肢之間有連梁或墻肢與框架之間有連系梁相連的結(jié)構(gòu)體系。4、剪力墻的分類僅按墻面開洞率的大小確定？還是需要考慮整體想系數(shù)α？答：按整體系數(shù)來判別：即連梁、墻肢剛度比剪力墻的整體性程度如何，主要取決于連梁、墻肢剛度比值＜1，可以忽略連梁對(duì)墻肢的約束作用，按獨(dú)立墻肢計(jì)算≥10連梁對(duì)墻肢的約束作用很強(qiáng)，按整體小開口墻計(jì)算，1≤＜10，可按聯(lián)肢墻進(jìn)行計(jì)算綜合考慮整體系數(shù)和慣性矩比值In/I判別如下：⑴α＜1，可以忽略連梁對(duì)墻肢的約束作用，按獨(dú)立墻肢計(jì)算⑵1≤α＜10，且In/I≤?，可按聯(lián)肢墻進(jìn)行計(jì)算⑶α≥10，且In/I≤?，按整體小開口墻計(jì)算⑷α≥10，且In/I＞?，按壁式框架計(jì)算5、在水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)主要發(fā)生什么變形？剪力墻主要發(fā)生什么變形？答：以剪切變形為主。以彎曲變形為主。6、剪力墻包括哪些類型？如何進(jìn)行分類？其墻肢與連梁的內(nèi)力和位移沿剛度分布的曲線受整體系數(shù)的影響有什么規(guī)律？答：按照洞口的大小和分布的不同，剪力墻可以劃分為整體墻，聯(lián)肢墻，不規(guī)整開洞剪力墻。按墻肢截面與與厚度之比分類：普通剪力墻：墻肢截面高度與厚度h/b>8；短肢剪力墻：墻肢截面高度與厚度之比h/b=5～8；異型柱：墻肢截面高度與厚度之比h/b<5(一般宜不大于4)。聯(lián)肢墻的側(cè)移曲線呈彎曲型，整體系數(shù)α越大，墻體的抗側(cè)剛度越大，側(cè)移減小。連梁內(nèi)部沿高度分布特點(diǎn)：連梁最大剪力在中部某個(gè)高度處，向上；向下都逐漸減小。最大值的位置與整體系數(shù)α有關(guān)，整體系數(shù)α越大，最大值的位置越接近低截面。此外，整體系數(shù)α增大，連梁剪力增大。墻肢軸力與整體系數(shù)α有關(guān)，因?yàn)閴χS力即該截面以上所有連梁剪力之和，當(dāng)整體系數(shù)α值加大時(shí)，連梁剪力加大，墻肢軸力也增大。墻肢的彎矩也與整體系數(shù)α值有關(guān)，與軸力正好相反，整體系數(shù)α越大，墻肢彎矩越小。7、簡(jiǎn)述框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中框架與剪力墻各自的變形、受力特征，并說明其與剛度特征值的關(guān)系？答：1.在水平荷載作用下，框架呈剪切型變形，剪力墻呈彎曲型變形；在下部樓層，剪力墻拉著框架，承擔(dān)了大部分水平力；在上部樓層，框架拉剪力墻，按剪切型曲線變形，兩者通過剛性樓板協(xié)同工作，共同抵抗水平荷載時(shí)，其側(cè)向變形呈彎剪型；上下各層間變形趨于均勻，并減小了頂點(diǎn)位移。同時(shí)，框架各層間剪力趨于均勻，各層梁柱截面和配筋也趨于均勻。2、按層間位移等方法求剪力墻的合理數(shù)量，相應(yīng)結(jié)構(gòu)剛度特征值λ的選取方法：(1)抗震規(guī)范要求，剪力墻承受的底部地震彎矩不應(yīng)小于底部地震總彎矩的50%，小于50%時(shí)框架抗震等級(jí)應(yīng)按純框架結(jié)構(gòu)劃分，因此λ≤2.4。(2)為使框架最大樓層剪力Vf,max≥0.2FEK，剪力墻數(shù)量不宜過多，因此，要求λ≥1.15。一般框架最大樓層剪力：Vf,max/V0=0.2～0.4之間較為合理。(3)1.15≤λ≤2.4比較合理，一般情況下，宜取λ=1.5～2.0。8、框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的計(jì)算方法有哪些？答：1、反彎點(diǎn)法，2、D值法—改進(jìn)的反彎點(diǎn)法；3、門架法9、在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中，連接總框架與總剪力墻的連桿若是連梁，則整個(gè)體系稱之為剛接體系？答：墻肢之間有連梁或墻肢與框架之間有連系梁相連。這些連系梁對(duì)墻肢和框架柱會(huì)起作用，視為剛接體系，采用剛接體系計(jì)算簡(jiǎn)圖。10、結(jié)構(gòu)的合力作用點(diǎn)與其抗側(cè)移剛度中心不一致時(shí)，結(jié)構(gòu)就可能會(huì)產(chǎn)生什么情況？答：平移變形，扭轉(zhuǎn)。11、高層建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)計(jì)算中，什么叫“剛心”和“質(zhì)心”？答：質(zhì)心：即結(jié)構(gòu)平面的重心，質(zhì)量的形心（質(zhì)量分布均勻時(shí)為結(jié)構(gòu)平面的形心）。剛度中心：各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度的中心。12、對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)，有2個(gè)什么基本假定？對(duì)于樓板剛度無窮大的假定，對(duì)樓板有什么要求？答：1平面結(jié)構(gòu)假定：一片框架或剪力墻可以抵抗在本身平面內(nèi)的側(cè)向力，平面外剛度忽略不計(jì)—可以計(jì)算平面結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移；水平荷載作用方向假定:水平荷載作用在房屋結(jié)構(gòu)的的主軸方向及斜交結(jié)構(gòu)方向（當(dāng)斜交方向角大于15°時(shí)）2.剛性假定樓板：樓板在自身平面內(nèi)剛度無限大，平面外剛度忽略不計(jì)—解決在水平荷載作用下各片平面結(jié)構(gòu)之間的荷載分配問題；第六章1、框架結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁的途徑是什么？答：要控制梁、柱的相對(duì)強(qiáng)度，使塑性鉸首先在梁端出現(xiàn)，盡量避免或減少柱子中的塑性鉸。2、要使高層建筑結(jié)構(gòu)有較好的延性，應(yīng)該滿足哪些條件？答：（1）要保證框架結(jié)構(gòu)有一定的延性，就必須保證梁、柱等構(gòu)件具有足夠的延性。鋼筋混凝土構(gòu)件的剪切破壞是脆性的，或者延性很小，因此，構(gòu)件不能過早發(fā)生剪切破壞，也就是說彎曲(或壓彎)破壞優(yōu)于剪切破壞。(2)在框架結(jié)構(gòu)中，塑性鉸出現(xiàn)在梁上較有為利。如圖6.2(a)所示，在梁端出現(xiàn)的塑性鉸數(shù)量可以較多而結(jié)構(gòu)不致形成機(jī)構(gòu)。每一個(gè)塑性鉸都能吸收和耗散一部分地震能量，梁是受彎構(gòu)件，而受彎構(gòu)件都具有較好的延性。當(dāng)塑性鉸集中出現(xiàn)在梁端，而除柱腳外的柱端不出現(xiàn)塑性鉸時(shí)稱為梁鉸機(jī)制。3、影響框架柱延性的因素有哪些？答：剪跨比，軸壓比，箍筋。4、什么叫框架柱和剪力墻的軸壓比？其公式如何表達(dá)？各字母代表什么？答：軸向壓力的設(shè)計(jì)值與混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和全截面面積。n=N/fc*A。n—軸壓比，N—柱軸力設(shè)計(jì)值fc—砼軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，A—柱或剪力墻的全截面積面積。5、影響框架梁、柱延性的因素各有哪些？框架梁：縱筋配筋率，剪壓比，跨高比，塑性鉸區(qū)的箍筋用量框架柱：剪跨比，軸壓