高層結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)思考題及答案

1、高層結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)思考題及答案 第1章 緒論 1我國(guó)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)是如何定義的？ 高規(guī)將10層及10層以上或房屋高度大于28m的住宅建筑，以及房屋高度大于24m的其他高層民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)房屋，稱之為高層。 2高層建筑結(jié)構(gòu)的受力及變形特點(diǎn)是什么？設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮哪些問題？ （1）水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響大，側(cè)移成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要控制目標(biāo)之一；（2）樓蓋結(jié)構(gòu)整體性要求高;（3）高層建筑結(jié)構(gòu)中的構(gòu)建的多種變形影響大；（4）結(jié)構(gòu)受到動(dòng)力荷載作用時(shí)的動(dòng)力效應(yīng)大；（5）扭轉(zhuǎn)效應(yīng)大；（6）必須重視結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定和抗傾覆問題；（7）當(dāng)建筑物高度很大時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)外與上下溫差過大而產(chǎn)生的溫度內(nèi)力和溫度位移也是高層建筑結(jié)構(gòu)的一種

2、特點(diǎn)。 4為什么要限制結(jié)構(gòu)在正常情況下的側(cè)移？何謂舒適度？高規(guī)采用何種限制來滿足舒適度要求？ 限制側(cè)移主要原因：防止主題結(jié)構(gòu)及填充墻、裝修等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的開裂與損壞；同時(shí)過大的側(cè)向變形會(huì)使人有不舒適感，影響正常使用；過大的側(cè)移還會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力。 人體對(duì)居住在高樓內(nèi)的舒適程度。 通過限制振動(dòng)加速度滿足舒適度要求。 5什么是結(jié)構(gòu)的重力二階效應(yīng)？高層建筑為什么要進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算？如何進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定驗(yàn)算？ 框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下將產(chǎn)生側(cè)移，如果側(cè)移量比較大，由結(jié)構(gòu)重力荷載產(chǎn)生的附加彎矩也將較大，危及結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。這個(gè)附加彎矩稱之為重力二階效應(yīng)。 有側(cè)移時(shí)，水平荷載會(huì)產(chǎn)生重力二階效

3、應(yīng)，重力二階效應(yīng)過大會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生整體失穩(wěn)破壞。故要進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。 滿足下式要求，式中n為結(jié)構(gòu)總層數(shù)，否則將認(rèn)為結(jié)構(gòu)不滿足整體穩(wěn)定性要求。 di10?gjj?inhi 結(jié)構(gòu)滿足穩(wěn)定性要求，且可不考慮重力二階效應(yīng)的影響。 di20?gjhi可以認(rèn)為結(jié)構(gòu)滿足穩(wěn)定性要求但應(yīng)考慮重力二階效應(yīng)對(duì)水平力作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的不j?i利影響 20?gjhidi10?gjhij?ij?innn 1 第2章 高層建筑結(jié)構(gòu)體系與布置 1. 何為結(jié)構(gòu)體系？高層建筑結(jié)構(gòu)體系大致有哪幾類？選定結(jié)構(gòu)體系主要考慮的因素有哪些？ 所謂高層建筑建筑的結(jié)構(gòu)體系是指結(jié)構(gòu)抵抗外部作用的構(gòu)件類型及組成方式。 框架結(jié)構(gòu)；剪力墻結(jié)構(gòu)；框

4、架-剪力墻結(jié)構(gòu)；筒體結(jié)構(gòu)；巨體結(jié)構(gòu)。 因素：建筑高度；抗震設(shè)防類別；設(shè)防烈度；場(chǎng)地類型；結(jié)構(gòu)材料和施工技術(shù)；經(jīng)濟(jì)效益； 3.在抗震結(jié)構(gòu)中為什么要求平面布置簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱，豎向布置剛度均勻？怎樣布置可以使平面內(nèi)剛度均勻，減小水平荷載引起的扭轉(zhuǎn)？沿豎向布置可能出現(xiàn)哪些剛度不均勻的情況？高層建筑結(jié)構(gòu)平面、豎向不規(guī)則有哪些類型？ （1）因?yàn)榇罅亢暧^震害標(biāo)明，布置不對(duì)稱，剛度不均勻的結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生難以計(jì)算和處理得地震作用（如應(yīng)力集中，扭曲等）引起的嚴(yán)重后果，建筑平面尺寸過長(zhǎng)，如建筑，在蒜辮方向不僅側(cè)向變形加大，而且會(huì)產(chǎn)生兩端不同步的地震運(yùn)動(dòng)，價(jià)賠償?shù)臉前逶谄矫婕扔信まD(zhuǎn)又有撓曲，與理論計(jì)算結(jié)果誤差較大。節(jié)后

5、具有良好的整體性是高層建筑結(jié)構(gòu)平面布置的關(guān)鍵。結(jié)構(gòu)豎向布置要求到剛度均勻而連續(xù)，避免剛度突變和薄弱層造成震害。 （2）建筑平面的長(zhǎng)寬比不宜過大，一般小于6為宜，建筑平面的突出部分，長(zhǎng)度應(yīng)盡可能小，平面凹進(jìn)時(shí)，應(yīng)保證樓板寬度足夠大。布置抗側(cè)力結(jié)構(gòu)式，應(yīng)使結(jié)構(gòu)均勻分布令荷載，作用線通過結(jié)構(gòu)剛度中心，以減小扭轉(zhuǎn)的影響。 （3）平面：扭轉(zhuǎn)不規(guī)則；凹凸不規(guī)則；樓板局部不規(guī)則。 豎向：側(cè)向剛度不規(guī)則；豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)；樓層承載力突變。 5.框架-筒體結(jié)構(gòu)與框筒結(jié)構(gòu)有何異同？何謂框筒結(jié)構(gòu)的剪力滯后現(xiàn)象？ （1）框架-筒體結(jié)構(gòu)與框筒不是同一個(gè)概念。后者指的是由密柱深梁組成的空腹筒（空間），一般作為結(jié)構(gòu)單元

6、；而前者是由框架和筒體（核心筒）結(jié)構(gòu)單元組成的結(jié)構(gòu)，其中的框架與筒體是平行的受力單元。 （2）剪力滯后現(xiàn)象： 對(duì)于框筒結(jié)構(gòu)，在翼緣框架中，遠(yuǎn)離腹板框架的各柱軸力愈來愈小；在腹板框架中，遠(yuǎn)離翼緣框架各柱軸力的遞減速度比按直線規(guī)律遞減的要快。上述現(xiàn)象稱之為剪力滯后 第5章 高層建筑結(jié)構(gòu)的近似計(jì)算方法 框架部分 1. 簡(jiǎn)述分層法和迭代法的計(jì)算要點(diǎn)及步驟。 分層法：要點(diǎn)1）除底層以外其他各層柱的線剛度均乘0.9的折減系數(shù)，2）除底層以外其他各層柱的彎矩傳遞系數(shù)取為三分之一。 2 迭代法：步驟 1）求各桿固端和節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩；2）求節(jié)點(diǎn)處每一桿件的分配系數(shù)；3）按公式迭代；4）將固端彎矩、二倍近端角變彎

7、矩以及遠(yuǎn)端角變彎矩相加，得桿件最終桿端彎矩。 2d值的物理意義是什么？影響因素有哪些？具有相同截面的邊柱和中柱的d值是否相同？具有相同截面及柱高的上層柱與底層柱的d值是否相同（假定混凝土彈性模量相同）？ 物理意義：對(duì)反彎點(diǎn)法中柱的側(cè)向剛度和反彎點(diǎn)高度的計(jì)算方法做了改進(jìn)。 影響因素： 具有相同截面的邊住和中柱的d值不相同，因?yàn)檫呏挥幸桓杭s束，中柱有兩根梁約束；、具有相同截面及柱高的上層柱與底層柱的d值不相同，因?yàn)榈讓又锥斯潭ā?3 一框架結(jié)構(gòu)，假定樓蓋的平面內(nèi)剛度無窮大，用d值法分配層間剪力。先將層間剪力分配給每一榀平面框架，再分配到各框架的每根柱；或者用每根柱的d值與層間全部柱的d的比值

8、將層間剪力直接分配給每根柱。這兩種方法的計(jì)算結(jié)果是否相同？為什么？ 相同； d值法分配剪力時(shí)，作了兩個(gè)基本假設(shè)： 1） 忽略在水平荷載作用下柱的軸向變形及剪切變形，柱的剪力只與彎曲變形產(chǎn)生 的水平位移有關(guān)。 2） 梁的軸向變形很小，可以忽略，因而同一樓層處柱端位移相等。 故可以不同于反彎點(diǎn)法先將層間剪力分配給每一榀平面框架，可直接分配給每根柱。因此使用以上兩種方法計(jì)算結(jié)果相同。 4 水平荷載作用下框架柱的反彎點(diǎn)位置與哪些因素有關(guān)？試分析反彎點(diǎn)位置的變化規(guī)律與這些因素的關(guān)系。在均布豎向荷載和水平集中力作用下框架的彎矩圖形狀如何？ 梁柱線剛度比、上下層橫梁的線剛度比，上下層層高的變化等因素。 5

9、水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移由哪兩部分組成？各有何特點(diǎn)？ 梁柱桿件彎曲變形和柱的軸向變形。 剪力墻部分 2試述剪力墻結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的平面協(xié)同工作的假定和計(jì)算方法。 （1）樓板在自身平面內(nèi)剛度為無窮大，在平面外剛度為零。 3 （2）各榀剪力墻在自身平面內(nèi)的剛度取決于剪力墻本身，在平面外剛度為零。 （3）當(dāng)力的作用線通過該結(jié)構(gòu)的剛度中心時(shí)，樓板只產(chǎn)生側(cè)移，不產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。 3. 什么是剪力墻的等效剛度？ 假定相同水平荷載側(cè)向位移相同則認(rèn)為豎向懸臂構(gòu)件與剪力墻具有相同剛度 故可采用豎向懸臂構(gòu)件的剛度作為剪力墻的等效剛度 4簡(jiǎn)述剪力墻在水平荷載下的分析方法及適用對(duì)象。 在水平荷載作用下，各片剪力墻承受的水平荷載可按結(jié)構(gòu)平面協(xié)同工作分析 5怎樣計(jì)算整體墻和整體小開口墻的底層總彎矩和總剪力及頂點(diǎn)側(cè)移？ 整體 小開口 6怎樣計(jì)算整體小開口墻的內(nèi)力和位移？當(dāng)有個(gè)別小墻肢產(chǎn)生局部彎曲時(shí)，墻肢彎矩如何調(diào)整？ 墻肢的彎矩 4 墻肢的剪力 墻肢的軸力 連梁內(nèi)力 個(gè)別調(diào)整 jj0j 7如何確定整體小開口墻的等效剛度？如何計(jì)算其頂點(diǎn)位移？ 8剪力墻根據(jù)洞口大小、位置等共分為那幾類？其判別