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1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一章 概論(一)填空題1、我國(guó)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ32002)規(guī)定:把10層及10層以上或房屋高度大于28m的建筑物稱(chēng)為高層建筑,此處房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。2高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵循的原則是安全適用,技術(shù)先進(jìn),經(jīng)濟(jì)合理,方便施工。3復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)包括帶轉(zhuǎn)換層的高層結(jié)構(gòu),帶加強(qiáng)層的高層結(jié)構(gòu),錯(cuò)層結(jié)構(gòu),多塔樓結(jié)構(gòu)。48度、9度抗震烈度設(shè)計(jì)時(shí),高層建筑中的大跨和長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮豎向地震作用。5高層建筑結(jié)構(gòu)的豎向承重體系有框架結(jié)構(gòu)體系,剪力墻結(jié)構(gòu)體系,框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系,筒體結(jié)構(gòu)體系,板柱剪力墻結(jié)構(gòu)體系;水平向承重體系有現(xiàn)澆樓蓋體系,疊合樓蓋體系,預(yù)制板
2、樓蓋體系,組合樓蓋體系。6高層結(jié)構(gòu)平面布置時(shí),應(yīng)使其平面的質(zhì)量中心和剛度中心盡可能靠近,以減少扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。7高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ3-2002適用于10層及10層以上或房屋高度超過(guò)28m的非抗震設(shè)計(jì)和抗震設(shè)防烈度為6至9度抗震設(shè)計(jì)的高層民用建筑結(jié)構(gòu)。9 三種常用的鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)體系是指框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)。(二)選擇題1高層建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)具有 a 抗震防線(xiàn)。a多道;b兩道;c一道;d不需要。2下列敘述滿(mǎn)足高層建筑規(guī)則結(jié)構(gòu)要求的是 d 。a結(jié)構(gòu)有較多錯(cuò)層; b質(zhì)量分布不均勻;c抗扭剛度低; d剛度、承載力、質(zhì)量分布均勻、無(wú)突變。3高層建筑結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)是 c 。a
3、豎向荷載為主要荷載,水平荷載為次要荷載;b水平荷載為主要荷載,豎向荷載為次要荷載;c豎向荷載和水平荷載均為主要荷載;d不一定。48度抗震設(shè)防時(shí),框架剪力墻結(jié)構(gòu)的最大高寬比限值是 C 。a2; b3; c4; d5。5鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)房屋在確定抗震等級(jí)時(shí),除考慮地震烈度、結(jié)構(gòu)類(lèi)型外,還應(yīng)該考慮 A 。a房屋高度;b高寬比;c房屋層數(shù);d地基土類(lèi)別。(三)判斷題1高層結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)房屋的高度、高寬比、抗震設(shè)防類(lèi)別、場(chǎng)地類(lèi)別、結(jié)構(gòu)材料、施工技術(shù)等因素,選用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)體系。 2我國(guó)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定,高層建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的各種結(jié)構(gòu)體系。 3異型柱框架結(jié)構(gòu)和普通框架結(jié)構(gòu)的受力性能和破壞形
4、態(tài)是相同的。× 4高層建筑宜選用對(duì)抵抗風(fēng)荷載有利的平面形狀,如圓形、橢圓形、方形、正多邊形等。5高層結(jié)構(gòu)只在使用功能上有要求時(shí)才設(shè)置地下室。 × 6高層結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)很重要,它直接影響到結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)性 7防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)體系不同時(shí),縫寬應(yīng)按需要較窄的規(guī)定采用。× (四)簡(jiǎn)答題1我國(guó)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)是如何定義的?答:我國(guó)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ32002)規(guī)定:10層及10層以上或房屋高度大于28m的建筑物稱(chēng)為高層建筑,此處房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。2高層建筑結(jié)構(gòu)有何受力特點(diǎn)?答:高層建筑受到較大的側(cè)向力(水平風(fēng)力或水平地震力),在建筑結(jié)
5、構(gòu)底部豎向力也很大。在高層建筑中,可以認(rèn)為柱的軸向力與層數(shù)為線(xiàn)性關(guān)系,水平力近似為倒三角形分布,在水平力作用卞,結(jié)構(gòu)底部彎矩與高度平方成正比,頂點(diǎn)側(cè)移與高度四次方成正比。上述彎矩和側(cè)移值,往往成為控制因素。另外,高層建筑各構(gòu)件受力復(fù)雜,對(duì)截面承載力和配筋要求較高。3高層建筑側(cè)向位移如何控制?答:高層建筑應(yīng)具有足夠的剛度,避免產(chǎn)生過(guò)大的位移而影響結(jié)構(gòu)的束載力、穩(wěn)定性和使用要求。(1)彈性方法計(jì)算的樓層層間最大位移與層高之比宜符合以下規(guī)定:1) 高度不大于150m的高層建筑,比值不宜大于如表211所述規(guī)定。 表211結(jié)構(gòu)類(lèi)型限值框架1/550框架剪力墻、框架核心筒、板柱剪力墻1/800筒中筒、剪力
6、墻1/1000框支層1/10002) 高度等于或大于250m的高層建筑,不宜大于1/500。3) 高度在150200m之間時(shí),在第一條和第二條之間線(xiàn)性?xún)?nèi)插。(2)高層結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下薄弱層彈塑性變形驗(yàn)算,應(yīng)符合下列規(guī)定:1)下列結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算:79度時(shí)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)小于0.5的框架結(jié)構(gòu);甲類(lèi)建筑和9度設(shè)防的乙類(lèi)建筑;采用隔震和消能技術(shù)的建筑。2)下列結(jié)構(gòu)宜進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算:7度設(shè)防的、類(lèi)場(chǎng)地和8度設(shè)防的乙類(lèi)建筑;板柱一剪力墻結(jié)構(gòu);9度且高于60米、8度、類(lèi)場(chǎng)地高于80米、8度、類(lèi)場(chǎng)地高于100米且豎向不規(guī)則的高層建筑結(jié)構(gòu)。3)結(jié)構(gòu)薄弱層層間彈塑性位移與層高之比應(yīng)符合表2-1-
7、2所列要求:表2-1-2結(jié)構(gòu)類(lèi)型限值框架1/50框架剪力墻、框架核心筒、板柱剪力墻1/100筒中筒、剪力墻1/120框支層1/1204高層建筑結(jié)構(gòu)的豎向承重體系和水平向承重體系各有哪些?答:高層建筑結(jié)構(gòu)的豎向承重體系有框架、剪力墻、框架剪力墻、筒體、板柱剪力墻以及一些其他形式如:懸掛式結(jié)構(gòu),巨型框架結(jié)構(gòu)和豎向桁架結(jié)構(gòu)。 高層建筑結(jié)構(gòu)的水平承重體系有現(xiàn)澆樓蓋體系(包括肋梁樓蓋體系、密肋樓蓋體系、平板式樓蓋體系、無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆平扳)、疊合樓蓋體系、預(yù)制板樓蓋體系和組合樓蓋體系。5簡(jiǎn)述高層建筑結(jié)構(gòu)布置的一般原則。答:高層房屋平面宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱(chēng),盡量減少?gòu)?fù)雜受力和扭轉(zhuǎn)受力,盡量使結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度中心
8、、建筑平面形心、建筑物質(zhì)量中心重合,以減少扭轉(zhuǎn)。高層建筑,其平面形狀可以是方形、矩形和圓形,也可以采用L形、T形、十字形和Y形。但平面尺寸要滿(mǎn)足有關(guān)規(guī)范要求。 高層結(jié)構(gòu)房屋豎向的強(qiáng)度和剛度宜均勻、連續(xù),無(wú)突變。避免有過(guò)大的外挑和內(nèi)收,避免錯(cuò)層和局部夾層,同一樓層樓面標(biāo)高盡量統(tǒng)一,豎向結(jié)構(gòu)層間剛度上下均勻,加強(qiáng)樓蓋剛度,以加強(qiáng)連接和力的傳遞。同時(shí),建筑物高寬比要滿(mǎn)足有關(guān)規(guī)定,并按要求設(shè)置變形縫。第二章 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則(一)填空題1地基是指支承基礎(chǔ)的土體,天然地基是指基礎(chǔ)直接建造在未經(jīng)處理的天然土層上的地基。2當(dāng)埋置深度小于基礎(chǔ)底面寬度或小于5m,且可用普通開(kāi)挖基坑排水方法建造的基礎(chǔ),一
9、般稱(chēng)為淺基礎(chǔ)。3,為了增強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性,常在垂直于條形基礎(chǔ)的另一個(gè)方向每隔一定距離設(shè)置拉梁,將條形基礎(chǔ)聯(lián)系起來(lái)。4基礎(chǔ)的埋置深度一般不宜小于0.5m,且基礎(chǔ)頂面應(yīng)低于設(shè)計(jì)地面100mm以上,以免基礎(chǔ)外露。5在抗震設(shè)防區(qū),除巖石地基外,天然地基上的箱形和筏形基礎(chǔ),其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;樁箱或樁筏基礎(chǔ)的埋置深度(不計(jì)樁長(zhǎng))不宜小于建筑物高度的1/181/20。6當(dāng)高層建筑與相連的裙房之間設(shè)置沉降縫時(shí),高層建筑的基礎(chǔ)埋深應(yīng)大于裙房基礎(chǔ)的埋深至少2m。7當(dāng)高層建筑與相連的裙房之間不設(shè)置沉降縫時(shí),宜在裙房一側(cè)設(shè)置后澆帶,其位置宜設(shè)在距主樓邊柱的第二跨內(nèi)。8當(dāng)高層建筑與相連的裙房之間不設(shè)
10、置沉降縫和后澆帶時(shí),應(yīng)進(jìn)行地基變形驗(yàn)算。9基床系數(shù)即地基在任一點(diǎn)發(fā)生單位沉降時(shí),在該處單位面積上所需施加壓力值。10偏心受壓基礎(chǔ)的基底壓應(yīng)力應(yīng)滿(mǎn)足、和的要求,同時(shí)還應(yīng)防止基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)大。11在比較均勻的地基上,上部結(jié)構(gòu)剛度較好,荷載分布較均勻,且條形基礎(chǔ)梁的高度不小于1/6柱距時(shí),地基反力可按直線(xiàn)分布,條形基礎(chǔ)梁的內(nèi)力可按連續(xù)梁計(jì)算。當(dāng)不滿(mǎn)足上述要求時(shí),宜按彈性地基梁計(jì)算。12十字交叉條形基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)時(shí),忽略地基梁扭轉(zhuǎn)變形和相鄰節(jié)點(diǎn)集中荷載的影響,根據(jù)靜力平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件,進(jìn)行各類(lèi)節(jié)點(diǎn)豎向荷載的分配計(jì)算。13在高層建筑中利用較深的基礎(chǔ)做地下室,可充分利用地下空間,也有基礎(chǔ)補(bǔ)償概念。如果每基礎(chǔ)
11、面積上墻體長(zhǎng)度400mm,且墻體水平截面總面積不小于基礎(chǔ)面積的1/10,且基礎(chǔ)高度不小于3m,就可形成箱形基礎(chǔ)。(二)選擇題1持力層是指: A a與基礎(chǔ)底面相接觸的第一層土層 b基礎(chǔ)底面以下到基巖處的土層c建筑結(jié)構(gòu)周邊的土層 d建筑結(jié)構(gòu)下邊的土層2與基礎(chǔ)類(lèi)型的選擇無(wú)關(guān)的因素是: B a工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件 b相鄰建筑物的基礎(chǔ)類(lèi)型c建筑物的荷載 d施工條件3基礎(chǔ)的埋置深度一般是指: C a自標(biāo)高±0.00處到基礎(chǔ)底面的距離 b自標(biāo)高±0.00處到基礎(chǔ)頂面的距離c自室外地面到基礎(chǔ)底面的距離 d自室外地面到基礎(chǔ)頂面的距離4關(guān)于基礎(chǔ)埋深,下列錯(cuò)誤的是: C a在滿(mǎn)足地基穩(wěn)定和變形
12、條件的前提下,基礎(chǔ)宜淺埋b當(dāng)上層土的承載力大于下層土?xí)r,宜利用上層土作為持力層c基礎(chǔ)宜埋置在地下水位以下d位于巖石地基上的高層建筑,其基礎(chǔ)埋深應(yīng)滿(mǎn)足抗滑要求5下列說(shuō)法正確的是: B a無(wú)限長(zhǎng)梁中梁一端的撓度始終不為零b當(dāng)任意荷載作用點(diǎn)距近梁端的距離,同時(shí)距較遠(yuǎn)端的距離時(shí),則對(duì)該荷載的作用而言,此梁屬半無(wú)限長(zhǎng)梁;c當(dāng)荷載作用點(diǎn)距基礎(chǔ)梁兩端的距離均小于時(shí),則對(duì)該荷載的作用而言,此梁稱(chēng)為有限長(zhǎng)梁;d對(duì)柔度較大的梁,可直接按有限長(zhǎng)梁進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算。6條形基礎(chǔ)梁的內(nèi)力按連續(xù)梁計(jì)算后, D a直接按內(nèi)力計(jì)算結(jié)果配筋b邊跨跨中彎矩宜乘以1.1的系數(shù),第一內(nèi)支座的彎矩值宜乘以1.2的系數(shù)c邊跨跨中彎矩及第一內(nèi)支
13、座的彎矩值宜乘以1.1的系數(shù)d邊跨跨中彎矩及第一內(nèi)支座的彎矩值宜乘以1.2的系數(shù)7對(duì)無(wú)地下室及抗震設(shè)防等級(jí)為二級(jí)的框架結(jié)構(gòu),其筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)將柱根組合的彎矩設(shè)計(jì)值乘以增大系數(shù): B a1.2 b1.25 c1.3 d1.58設(shè)防烈度為7度,屋面高度為H=40m高層建筑結(jié)構(gòu),哪種結(jié)構(gòu)類(lèi)型的防震縫的最小寬度最大。( A )A、框架結(jié)構(gòu) B、框架剪力墻結(jié)構(gòu) C、剪力墻結(jié)構(gòu) D、三種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)一樣大9兩幢相鄰建筑,按8度設(shè)防,一幢為框架筒體結(jié)構(gòu),50m高,另一幢為框架結(jié)構(gòu),30m高。若設(shè)沉降縫,需設(shè)多大縫寬。( D )A、保證地下室墻之間有 100mm寬的縫即可B、170mm C、303mm D、
14、大于170mm;10框筒結(jié)構(gòu)中剪力滯后規(guī)律哪一個(gè)是不對(duì)的?( D )A、柱距不變,加大梁截面可減小剪力滯后 B、結(jié)構(gòu)上部,剪力滯后減小C、結(jié)構(gòu)正方形時(shí),邊長(zhǎng)愈大,剪力滯后愈大 D、角柱愈大,剪力滯后愈小(三)判斷題 1當(dāng)上部結(jié)構(gòu)的荷載分布比較均勻,地基也比較均勻時(shí),條形基礎(chǔ)一般沿房屋橫向布置。 × 2當(dāng)存在相鄰建筑物時(shí),新建建筑物基礎(chǔ)的埋深一般不宜大于原有建筑基礎(chǔ)的埋深。 3文克爾地基模型是將地基看作是由無(wú)數(shù)小土柱組成,并假定各土柱之間存在著摩擦力。 × 4無(wú)限長(zhǎng)梁是指在梁上任一點(diǎn)施加荷載時(shí),沿梁長(zhǎng)度方向上各點(diǎn)的撓度隨離荷載距離的增加而逐漸減小,最終兩端撓度趨近于零。 5柱
15、下條形基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15。 × 6筏形基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25。 × 7只有當(dāng)梁板式筏基的基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)時(shí),才應(yīng)驗(yàn)算底層柱下基礎(chǔ)梁頂面的局部受壓承載力。 × (四)問(wèn)答題1防震縫、伸縮縫和沉降縫在什么情況下設(shè)置?在高層建筑中,特別是抗震結(jié)構(gòu)中,怎么處理好這三種維?下列情況宜設(shè)防震縫:(1)平面各項(xiàng)尺寸超限而無(wú)加強(qiáng)措施。(2)房屋有較大錯(cuò)層。(3)各部分結(jié)構(gòu)的剛度或荷載相差懸殊而又未采取有效措施。當(dāng)超過(guò)下表限值時(shí),應(yīng)設(shè)伸縮縫。結(jié)構(gòu)類(lèi)型施 工 方 法最大間距(m)框架框架剪力墻裝 配 式75現(xiàn)澆外墻裝配65外墻現(xiàn)澆5
16、5剪力墻外 墻 裝 配65外 墻 現(xiàn) 澆45裙房與主體結(jié)構(gòu)高度相差懸殊,重量亦是時(shí),會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的沉降差,宜設(shè)沉降縫。變形縫盡可能不設(shè),如果設(shè)要使三縫合一。2為什么抗震結(jié)構(gòu)的延性要求不通過(guò)計(jì)算延性比來(lái)實(shí)現(xiàn)?抗震結(jié)構(gòu)都要設(shè)計(jì)成延性結(jié)構(gòu),主要是通過(guò)設(shè)計(jì)具有足夠延性的構(gòu)件來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于地震(大小、時(shí)間、地點(diǎn)等)的不確定性,計(jì)算參數(shù)也難于確定,在地震作用下構(gòu)件達(dá)到的值很難通過(guò)計(jì)算得到。值則和截面內(nèi)力性質(zhì),構(gòu)件材料,配筋方式及配筋數(shù)量等許多因素有關(guān),也不宜定量計(jì)算。因此在工程設(shè)計(jì)中不用來(lái)驗(yàn)算延性要求,而是以結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)代替延性要求。不同抗震等級(jí)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件有不同的配筋要求。也即在抗震結(jié)構(gòu)中,結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的延
17、性要求是通過(guò)抗震構(gòu)造措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的。3多高層建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)有哪些形式?如何選擇?答:多、高層建筑的基礎(chǔ)類(lèi)型有單獨(dú)基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、十字交叉條形基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)等。基礎(chǔ)類(lèi)型的選擇與場(chǎng)地工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、房屋的使用要求及荷載大小、上部結(jié)構(gòu)對(duì)不均勻沉降的適應(yīng)程度以及施工條件等因素有關(guān)。在京開(kāi)幕下單獨(dú)基礎(chǔ)適用于上部結(jié)構(gòu)荷載較小或地基條件較好的情況;條形基礎(chǔ)通常沿柱列布置,它將上部結(jié)構(gòu)較好地連成整體,可減少差異沉降量;十字交叉條形基礎(chǔ)比條形基礎(chǔ)更加增強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性,它適用于地基土質(zhì)較差或上部結(jié)構(gòu)的荷載分布在縱橫兩方向都很不均勻的房屋;當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)較差,采用條形基礎(chǔ)也不能滿(mǎn)足地基的承載力和
18、上部結(jié)構(gòu)容許變形的要求,或當(dāng)房屋要求基礎(chǔ)具有足夠的剛度以調(diào)節(jié)不均勻沉降時(shí),可采用片筏基礎(chǔ);若上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載很大,需進(jìn)一步增大基礎(chǔ)的剛度以減少不均勻沉降時(shí),可采用箱形基礎(chǔ);樁基礎(chǔ)也是多、高層建筑常用的一種基礎(chǔ)形式,它適用于地基的上層土質(zhì)較差、下層土質(zhì)較好,或上部結(jié)構(gòu)的荷載較大以及上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)不均勻沉降很敏感的情況。4確定建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)埋深時(shí)應(yīng)考慮哪些問(wèn)題?答:(1)建筑物的用途,有無(wú)地下室、設(shè)備基礎(chǔ)和地下設(shè)施,基礎(chǔ)的形式和構(gòu)造; (2)作用在地基上的荷載大小和性質(zhì); (3)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件; (4)相鄰建筑物的基礎(chǔ)埋深; (5)地基土凍脹和融陷的影響。5簡(jiǎn)述片筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。答:
19、片筏基礎(chǔ)是多、高層房屋中常用的一種基礎(chǔ)形式,有平板式和肋梁式兩類(lèi)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括確定基礎(chǔ)尺寸、基底反力計(jì)算和地基承載力驗(yàn)算、基礎(chǔ)內(nèi)力和配筋計(jì)算、構(gòu)造要求等。具體內(nèi)容略。第三章 荷載及設(shè)計(jì)要求(一)填空題1高層建筑結(jié)構(gòu)主要承受豎向荷載,風(fēng)荷載和地震作用等。2目前,我國(guó)鋼筋混凝土高層建筑框架、框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系單位面積的重量(恒載與活荷載)大約為1214kNm2;剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)體系為1416kNm2。3在框架設(shè)計(jì)中,一般將豎向活荷載按滿(mǎn)載考慮,不再一一考慮活荷載的不利布置。如果活荷載較大,可按滿(mǎn)載布置荷載所得的框架梁跨中彎矩乘以1.11.2的系數(shù)加以放大,以考慮活荷載不利分布所產(chǎn)生的影響。4抗震設(shè)
20、計(jì)時(shí)高層建筑按其使用功能的重要性可分為甲類(lèi)建筑、乙類(lèi)建筑、丙類(lèi)建筑等三類(lèi)。5高層建筑應(yīng)按不同情況分別采用相應(yīng)的地震作用計(jì)算方法:高度不超過(guò)40m,以剪切變形為主,剛度與質(zhì)量沿高度分布比較均勻的建筑物,可采用底部剪力法;高度超過(guò)40m的高層建筑物一般采用振型分解反應(yīng)譜方法;剛度與質(zhì)量分布特別不均勻的建筑物、甲類(lèi)建筑物等,宜采用時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算。,6在計(jì)算地震作用時(shí),建筑物重力荷載代表值為永久荷載和有關(guān)可變荷載的組合值之和。7在地震區(qū)進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要實(shí)現(xiàn)延性設(shè)計(jì),這一要求是通過(guò)抗震構(gòu)造措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的;對(duì)框架結(jié)構(gòu)而言,就是要實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)和強(qiáng)錨固。8A級(jí)高度鋼筋混凝土高
21、層建筑結(jié)構(gòu)平面布置時(shí),平面宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱(chēng)、減少偏心。9高層建筑結(jié)構(gòu)通常要考慮承載力、側(cè)移變形、穩(wěn)定、傾復(fù)等方面的驗(yàn)算。(二)選擇題1在下列地點(diǎn)建造相同的高層建筑,什么地點(diǎn)承受的風(fēng)力最大? A a建在海岸; b建在大城市郊區(qū); c建在小城鎮(zhèn); d建在有密集建筑群的大城市市區(qū)。2在設(shè)計(jì)高層建筑風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值時(shí),下列何種情況風(fēng)荷載應(yīng)乘以大于1的風(fēng)振系數(shù)? B a高度大于50m,且高寬比大于1.5的高層建筑;b高度大于30m,且高寬比小于1.5的高層建筑;c高度大于50m,且高寬比大于4的高層建筑;d高度大于40m,且高寬比大于3的高層建筑。3有設(shè)計(jì)特別重要和有特殊要求的高層建筑時(shí),標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓值應(yīng)取重
22、現(xiàn)期為多少年? D a30年; b50年; c80年; d100年。4多遇地震作用下層間彈性變形驗(yàn)算的重要目的是下列所述的哪種? C a防止結(jié)構(gòu)倒塌; b防止結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞;c防止非結(jié)構(gòu)部分發(fā)生過(guò)重的破壞; d防止使人們驚慌。5抗震設(shè)防的高層建筑,對(duì)豎向地震作用的考慮,下列哪項(xiàng)是符合規(guī)定的? B a8度、9度設(shè)防時(shí)應(yīng)考慮豎向地震作用;b9度設(shè)防時(shí)應(yīng)考慮豎向地震作用與水平地震作用的不利組合;c8度設(shè)防的較高建筑及9度設(shè)防時(shí)應(yīng)考慮豎向地震作用與水平地震作用的不利組合;d7度設(shè)防的較高建筑及8度、9度設(shè)防時(shí)應(yīng)考慮豎向地震作用與水平地震作用的不利組合。6當(dāng)高層建筑結(jié)構(gòu)采用時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算所求得的底
23、部剪力小于底部剪力法或振型分解反應(yīng)譜法求得的底部剪力的80時(shí),其底部剪力應(yīng)按下列何值取用? B a按90取用; b至少按80取用;c至少按75取用; d至少按85取用。 7采用底部剪力法計(jì)算地震作用的高層建筑結(jié)構(gòu)是( D )。A、的建筑結(jié)構(gòu) B、以剪切變形為主的建筑結(jié)構(gòu)C、以彎曲變形為主且沿豎向質(zhì)量和剛度分布較均勻的建筑結(jié)構(gòu) D、以剪切變形為主且沿豎向質(zhì)量和剛度分布較均勻的建筑結(jié)構(gòu)8在同一地區(qū)的下列地點(diǎn)建造相同設(shè)計(jì)的高層建筑,所受風(fēng)力最大的是( A )。A、建在海岸 B、建在大城市郊區(qū) C、建在小城鎮(zhèn) D、建在有密集建筑群的大城市市區(qū)9某十二層的框架剪力墻結(jié)構(gòu),抗震設(shè)防烈度為8度(地震加速度為
24、0.2g),類(lèi)場(chǎng)地,設(shè)計(jì)地震分組為第二組,基本周期,結(jié)構(gòu)總重力荷載代表值,按底部剪力法計(jì)算時(shí),其結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為( C )。(此題可做計(jì)算類(lèi)用)A、4409.8kN B、1874.2kN C、3748.3kN D、2204.9kN10計(jì)算高層建筑風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值時(shí),取風(fēng)振系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)是(D)A、高度大于50m的建筑 B、高度大于50m且高寬比大于1.5的建筑C、高寬比大于5的建筑 D、高度大于30m且高寬比大于1.5的建筑11某一鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)為丙類(lèi)建筑,高度為65m,設(shè)防烈度為8度,類(lèi)場(chǎng)地,其剪力墻抗震等級(jí)為( B )。A、一級(jí) B、二級(jí) C、三級(jí) D、四級(jí)(三)判斷題1“小震
25、不壞,中震可修,大震不倒”是建筑抗震設(shè)計(jì)三水準(zhǔn)的設(shè)防要求。所謂小震是指50年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi),超越概率大于10的地震。 × 2建筑設(shè)防烈度為8度時(shí),相應(yīng)的地震波加速度峰值當(dāng)量取0.125g(g為重力加速度)。 ×3建筑根據(jù)其抗震重要性分四類(lèi),當(dāng)為乙類(lèi)建筑時(shí),可按本地區(qū)的設(shè)防烈度計(jì)算地震作用,按提高l度采取抗震措施。 4房屋的頂層、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層、平面復(fù)雜或開(kāi)洞過(guò)大的樓層樓面結(jié)構(gòu),應(yīng)采用裝配整體式樓面結(jié)構(gòu)符合高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ391)的規(guī)定。× 5高層建筑結(jié)構(gòu)在計(jì)算內(nèi)力時(shí),對(duì)樓面活荷載的考慮,應(yīng)根據(jù)活荷載大小區(qū)別對(duì)待。× 6有抗震設(shè)防的高層建筑,沿
26、豎向結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度有變化時(shí),下層剛度應(yīng)不小于相鄰的上層剛度的70,連續(xù)三層剛度逐層降低后,不小于降低前剛度的50。 7高層建筑結(jié)構(gòu)傾覆計(jì)算時(shí),應(yīng)按風(fēng)荷載或水平地震作用計(jì)算傾覆力矩設(shè)計(jì)值,抗傾覆的穩(wěn)定力矩不應(yīng)小于傾覆力矩設(shè)計(jì)值。計(jì)算穩(wěn)定力矩時(shí),樓層活荷載取50,恒荷載取90。× (四)問(wèn)答題1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮哪些荷載或作用?答:高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)主要承受豎向荷載、風(fēng)荷載和地震作用等。與多層建筑有所不同,由于高層建筑的豎向力遠(yuǎn)大于多層建筑,在結(jié)構(gòu)內(nèi)可引起相當(dāng)大的內(nèi)力;同時(shí)由于高層建筑的特點(diǎn),水平荷載的影響顯著增加。2對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算時(shí),是否要考慮活荷載的
27、不利布置?答:對(duì)高層建筑,在計(jì)算活荷載產(chǎn)生的內(nèi)力時(shí),可不考慮活荷載的最不利布置。這是因?yàn)槟壳拔覈?guó)鋼筋混凝土高層建筑單位面積的重量大約為1214kNm2(框架、框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系)和1416kNm2(剪力墻、簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)體系),而其中活荷載平均值約為2.0kNm2左右,僅占全部豎向荷載15左右,所以樓面活荷載的最不利布置對(duì)內(nèi)力產(chǎn)生的影響較?。涣硪环矫?,高層建筑的層數(shù)和跨數(shù)都很多,不利布置方式繁多,難以一一計(jì)算。為簡(jiǎn)化計(jì)算,可按活荷載滿(mǎn)布進(jìn)行計(jì)算,然后將梁跨中彎矩乘以1.11.2的放大系數(shù)。3結(jié)構(gòu)承受的風(fēng)荷載與哪些因素有關(guān)?答:當(dāng)計(jì)算承重結(jié)構(gòu)時(shí),垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下式計(jì)算: 式中 風(fēng)
28、荷載標(biāo)準(zhǔn)值,kNm2; 基本風(fēng)壓; 風(fēng)荷載體型系數(shù),應(yīng)按荷載規(guī)范第73節(jié)的規(guī)定采用; 風(fēng)壓高度變化系數(shù); 高度處的風(fēng)振系數(shù)。對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu),由于其剛性一般較大,在結(jié)構(gòu)效應(yīng)中可不必考慮其共振分量,此時(shí)可僅在平均風(fēng)壓的基礎(chǔ)上,近似考慮脈動(dòng)風(fēng)瞬間的增大因素,通過(guò)陣風(fēng)系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。其單位面積上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下式計(jì)算: 式中 高度處的陣風(fēng)系數(shù)。4高層結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí),基本風(fēng)壓、風(fēng)荷載體型系數(shù)和高度變化系數(shù)應(yīng)分別如何取值?答:基本風(fēng)壓系以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上離地10m高統(tǒng)計(jì)所得的50年一遇10min平均最大風(fēng)速 (單位:kNm2)為標(biāo)準(zhǔn),按確定的風(fēng)壓值。它應(yīng)按荷載規(guī)范全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖及附錄D.4給出的數(shù)據(jù)
29、采用,但不得小于0.3kNm2。對(duì)于高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)以及對(duì)風(fēng)荷載比較敏感的高層結(jié)構(gòu),基本風(fēng)壓分布圖及附錄D.4規(guī)定的基本風(fēng)壓值乘以11的系數(shù)后采用。風(fēng)壓高度變化系數(shù)按荷載規(guī)范取用。風(fēng)速大小與高度有關(guān),一般地面處的風(fēng)速較小,愈向上風(fēng)速愈大。但風(fēng)速的變化還與地貌及周?chē)h(huán)境有關(guān)。風(fēng)荷載體型系數(shù)是指風(fēng)作用在建筑物表面上所引起的實(shí)際風(fēng)壓與基本風(fēng)壓的比值,它描述了建筑物表面在穩(wěn)定風(fēng)壓作用下的靜態(tài)壓力的分布規(guī)律,主要與建筑物的體型和尺寸有關(guān),也與周?chē)h(huán)境和地面粗糙度有關(guān)。在計(jì)算風(fēng)荷載對(duì)建筑物的整體作用時(shí),只需按各個(gè)表面的平均風(fēng)壓計(jì)算,即采用各個(gè)表面的平均風(fēng)載體型系數(shù)計(jì)算。對(duì)高層建筑,風(fēng)荷載體型系數(shù)與建筑的
30、體型、平面尺寸等有關(guān),可按下列規(guī)定采用; (1)圓形平面建筑取0.8。 (2)正多邊形及截角三角形平面建筑,按下式計(jì)算: 式中 多邊形的邊數(shù); (3)高寬比H/B不大于4的矩形、方形、十字形平面建筑取1.3。(4)下列建筑取1.4: 1) V形、Y形、弧形、雙十字形、井字形平面建筑;2) L形、槽形和高寬比H/B大于4的十字形平面建筑;3) 高寬比H/B大于4,長(zhǎng)寬比L/B不大于15的矩形、鼓形平面建筑。(5)在需要更細(xì)致進(jìn)行風(fēng)荷載計(jì)算的情況下;可按高層規(guī)范附錄A采用,或由風(fēng)洞試驗(yàn)確定。在計(jì)算風(fēng)荷載對(duì)建筑物某個(gè)局部表面的作用時(shí),需要采用局部風(fēng)荷載體型系數(shù),用于驗(yàn)算表面圍護(hù)結(jié)構(gòu)及玻璃等的強(qiáng)度和構(gòu)
31、件連接強(qiáng)度。檐口、雨篷、遮陽(yáng)板、陽(yáng)臺(tái)等水平構(gòu)件計(jì)算局部上浮風(fēng)荷載時(shí),風(fēng)荷載體型系數(shù)不宜于于2.0。5計(jì)算地震作用的底部剪力法適用于什么情況?答:高度不超過(guò)40m,以剪切變形為主,剛度與質(zhì)量沿高度分布比較均勻的建筑物,可采用底部剪力法計(jì)算地震作用。6何謂反應(yīng)譜?底部剪力法和振型分解反應(yīng)譜法在地震作用計(jì)算時(shí)有何異同?答:根據(jù)大量的強(qiáng)震記錄,求出不同自振周期的單自由度體系地震最大反應(yīng),取這些反應(yīng)的包線(xiàn),稱(chēng)為反應(yīng)譜。以反應(yīng)譜為依據(jù)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),則結(jié)構(gòu)在這些地震記錄為基礎(chǔ)的地震作用下是安全的,這種方法稱(chēng)為反應(yīng)譜法。利用反應(yīng)譜,可很快求出各種地震干擾下的反應(yīng)最大值,因而此法被廣泛應(yīng)用。以反應(yīng)譜為基礎(chǔ),有兩
32、種實(shí)用方法。 (1)振型分解反應(yīng)譜法 此法是把結(jié)構(gòu)作為多自由度體系,利用反應(yīng)譜進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于任何工程結(jié)構(gòu),均可用此法進(jìn)行地震分析。(2)底部剪力法 對(duì)于多自由度體系,若計(jì)算地震反應(yīng)時(shí)主要考慮基本振型的影響,則計(jì)算可以大大簡(jiǎn)化,此法為底部剪力法,是一種近似方法。利用這種方法計(jì)算時(shí),也是要利用反應(yīng)譜。它適用于高度不超過(guò)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),以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)。用反應(yīng)譜計(jì)算地震反應(yīng),應(yīng)解決兩個(gè)主要問(wèn)題:計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)的重力荷載代表值;根據(jù)結(jié)構(gòu)的自振周期確定相應(yīng)的地震影響系數(shù)。7在計(jì)算地震作用時(shí),什么情況下采用動(dòng)力時(shí)程分析法計(jì)算,有哪些要求?答:采用動(dòng)力時(shí)程
33、分析時(shí),應(yīng)按建筑場(chǎng)地類(lèi)別和設(shè)計(jì)地震分組選用不少于兩組實(shí)際地震記錄和一組人工模擬的加速度時(shí)程曲線(xiàn),其平均地震影響系數(shù)曲線(xiàn)應(yīng)與振型分解反應(yīng)譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線(xiàn)在統(tǒng)計(jì)意義上相符;地震波的持續(xù)時(shí)間不宜小于建筑結(jié)構(gòu)基本自振周期的34倍,也不宜小于12s,時(shí)間間隔可取0.01s或0.02s;且按照每條時(shí)程曲線(xiàn)計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜法求得的底部剪力的65,多條時(shí)程曲線(xiàn)計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜法求得的底部剪力的80。8在什么情況下需要考慮豎向地震作用效應(yīng)?答:8度及9度抗震設(shè)防時(shí),水平長(zhǎng)懸臂構(gòu)件、大跨度結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)上部樓層外挑部分要考慮豎向地震作用。8
34、度和9度設(shè)防時(shí)豎向地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值,可分別取該結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受的重力荷載代表值的10和20進(jìn)行計(jì)算。9什么是荷載效應(yīng)組合?有地震作用組合和無(wú)地震作用組合表達(dá)式是什么?答:結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用期間,可能遇到同時(shí)承受永久荷載和兩種以上可變荷載的情況。但這些荷載同時(shí)都達(dá)到它們?cè)谠O(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的最大值的概率較小,且對(duì)某些控制截面來(lái)說(shuō);并非全部可變荷載同時(shí)作用時(shí)其內(nèi)力最大。按照概率統(tǒng)計(jì)和可靠度理論把各種荷載效應(yīng)按一定規(guī)律加以組合,就是荷載效應(yīng)組合。高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定高層建筑結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)和地震作用效應(yīng)組合的表達(dá)式如下: (1)無(wú)地震作用效應(yīng)組合時(shí): 式中荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值;分別為永久荷載、樓面
35、活荷載和風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù);分別為永久荷載、樓面活荷載和風(fēng)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值。分別為樓面活荷載組合值系數(shù)和風(fēng)荷載組合值系數(shù),當(dāng)永久荷載效應(yīng)起控制作用時(shí)應(yīng)分別取和;當(dāng)可變荷載效應(yīng)起控制作用時(shí)應(yīng)分別取和或和。 (2)有地震作用效應(yīng)組合時(shí):式中 荷載效應(yīng)與地震作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值重力荷載代表值效應(yīng);水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng),尚應(yīng)乘以相應(yīng)的增大系數(shù)或調(diào)整系數(shù);豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng),尚應(yīng)乘以相應(yīng)的增大系數(shù)或調(diào)整系數(shù);相應(yīng)的作用分項(xiàng)系數(shù);風(fēng)荷載的組合值系數(shù),應(yīng)取0.2。10高層建筑按空間整體工作計(jì)算時(shí),要考慮哪些變形?(10分)梁的彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)變形,必要時(shí)考慮軸向變形;(4分)柱的彎曲、剪切、軸向、扭轉(zhuǎn)
36、變形;(3分)墻的彎曲、剪切、軸向、扭轉(zhuǎn)變形。(3分)11為什么計(jì)算高層建筑結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的內(nèi)力時(shí)可以不考慮活荷載的折減和活荷載的不利布置?在高層建筑中,恒荷載較大,占了總豎向荷載的85%以上。活荷載相對(duì)較小,所以在實(shí)際工程中,往往不考慮折減系數(shù),按全部滿(mǎn)荷載計(jì)算,有在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)時(shí)考慮折減系數(shù)的。在計(jì)算高層建筑結(jié)構(gòu)豎向荷載下產(chǎn)生的內(nèi)力時(shí),可以不考慮活荷載的不利布置,按滿(mǎn)布活荷載一次計(jì)算。因?yàn)楦邔咏ㄖ校詈奢d占的比例很?。ㄗ≌?、旅館、辦公樓活荷載一般在1.52.5KN/內(nèi),只占全部豎向荷載的1015%),活荷載不同布置方式對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力產(chǎn)生的影響很??;再者,高層建筑結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的空間體系,層數(shù)、
37、跨數(shù)很多,不利分布情況太多,各種情況都要計(jì)算工作量極大,對(duì)實(shí)際工程設(shè)計(jì)往往是不現(xiàn)實(shí)的。(五)計(jì)算題1某十二層的框架剪力墻結(jié)構(gòu)(阻尼比為0.05),抗震設(shè)防烈度為8度,地震加速度為0.2g(即),類(lèi)場(chǎng)地,設(shè)計(jì)地震分組為第二組(即),結(jié)構(gòu)基本周期,結(jié)構(gòu)總重力荷載代表值,按底部剪力法計(jì)算結(jié)構(gòu)多遇地震下總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值。解:考試時(shí)、會(huì)給出,其他公式要記住。第四章 框架結(jié)構(gòu)(一)填空題1用D值法計(jì)算水平荷載下框架內(nèi)力有三個(gè)基本假定:假定樓板在其本身平面內(nèi)剛度為無(wú)限大,忽略柱軸向變形,忽略梁、柱剪切變形。2在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),梁截面高度可初步選為,且高寬比滿(mǎn)足于。3采用分層法計(jì)算豎向荷載下框架內(nèi)力的
38、兩個(gè)基本假定是指在豎向荷載下,框架的側(cè)移不計(jì);每層梁上的荷載對(duì)其他層梁的影響不計(jì)。(二)選擇題1抗震等級(jí)為二級(jí)的框架結(jié)構(gòu),框架柱的剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)如何確定?( C )A、剪力設(shè)計(jì)值取考慮水平荷載組合的剪力設(shè)計(jì)值B、 C、 D、2在高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算中,下列哪項(xiàng)計(jì)算需要采用等效剛度。( C )A、在框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算中 B、在剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算中式 C、在進(jìn)行內(nèi)力協(xié)同計(jì)算中 D、在進(jìn)行位移計(jì)算中3框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)相比,下述概念那一個(gè)是正確的。( A )A、框架結(jié)構(gòu)變形大、延性好、抗側(cè)力小,因此考慮經(jīng)濟(jì)合理,其建造高度比剪力墻結(jié)構(gòu)低B、框架結(jié)構(gòu)延性好,抗震性能好,只要加大柱承載能力,建造更高的框架結(jié)
39、構(gòu)是可能的,也是合理的C、剪力墻結(jié)構(gòu)延性小,因此建造高度也受到限制(可比框架高度大)D、框架結(jié)構(gòu)必定是延性結(jié)構(gòu),剪力墻結(jié)構(gòu)是脆性或低延性結(jié)構(gòu)4框架結(jié)構(gòu)在水平側(cè)向力作用下的側(cè)移曲線(xiàn)以( A )變形為主。A、剪切型 B、彎曲型 C、剪彎型 D、彎剪型5框架結(jié)構(gòu)中柱抗側(cè)剛度與梁柱相對(duì)剛度有關(guān),梁剛度愈小,則柱的抗側(cè)剛度( A )。A、愈小 B、愈大 C、不變 6框架結(jié)構(gòu)中柱抗側(cè)剛度修正系數(shù)與梁柱相對(duì)剛度有關(guān),梁剛度愈小,則( A )。A、愈小 B、愈大 C、不變 7框架結(jié)構(gòu)中柱抗側(cè)剛度修正系數(shù)( A )。A、小于1 B、等于1 C、大于1(四)問(wèn)答題1框架結(jié)構(gòu)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?梁、柱組成的框架作為建筑豎
40、向承重結(jié)構(gòu),并同時(shí)抵抗水平荷載時(shí),被稱(chēng)為框架結(jié)構(gòu)體系。優(yōu)點(diǎn):建筑平面布置靈活,可做成需要大空間的會(huì)議室、餐廳、辦公室等。缺點(diǎn):抗側(cè)剛度小,水平位移較大,故限制了建造高度。一般不宜超過(guò)50m。各種結(jié)構(gòu)型式適用高度還與設(shè)防烈度有關(guān)??箓?cè)剛度主要取決于梁、柱的截面尺寸及層高。2為何要限制剪壓比?(10分)由試驗(yàn)可知,箍筋過(guò)多不能充分發(fā)揮鋼箍作用(5分),因此,在設(shè)計(jì)時(shí)要限制梁截面的平均剪應(yīng)力,使箍筋數(shù)量不至于太多,同時(shí),也可有效防止裂縫過(guò)早出現(xiàn),減輕混凝土碎裂程度(5分)。3柱端箍筋加密區(qū)范圍如何選???(10分)抗震設(shè)計(jì)時(shí),柱箍筋加密區(qū)的范圍應(yīng)符合下列要求:(1)底層柱的上端和其他各層柱的兩端,應(yīng)取
41、矩形截面柱之長(zhǎng)邊尺寸(或圓形截面柱之半徑)、柱凈高之1/6和500mm三者之最大值范圍;(2分)(2)底層柱剛性地面上、下各500mm的范圍;(1分)(3)底層柱柱根以上1/3柱凈高的范圍;(2分)(4)剪跨比不大于2的柱和因填充墻等形成的的柱全高范圍;(2分)(5)一級(jí)及二級(jí)框架角柱的全高范圍;(2分)(6)需要提高變形能力的柱的全高范圍。(1分)4、簡(jiǎn)述D值法和反彎點(diǎn)法的適用條件并比較它們的異同點(diǎn)答:對(duì)比較規(guī)則的、層數(shù)不多的框架結(jié)構(gòu),當(dāng)柱軸向變形對(duì)內(nèi)力及位移影響不大時(shí),可采用D值法或反彎點(diǎn)法計(jì)算水平荷載作用下的框架內(nèi)力和位移。用D值法計(jì)算水平荷載下框架內(nèi)力有三個(gè)基本假定:假定樓板在其本身平
42、面內(nèi)剛度為無(wú)限大,忽略柱軸向變形,忽略梁、柱剪切變形。D值法是更為一般的方法,普遍適用,而反彎點(diǎn)是D值法特例,只在層數(shù)很少的多層框架中適用。相同點(diǎn)求解過(guò)程一樣,區(qū)別是反彎點(diǎn)法反彎點(diǎn)在各層固定,而D值法隨梁柱剛度比而進(jìn)行修正。1、有地震作用組合時(shí),承載力紀(jì)紀(jì)驗(yàn)算中,引入抗震調(diào)整系數(shù)RE 含義是考慮罕遇地震時(shí)結(jié)構(gòu)的可靠度可以略微降低。 對(duì) 2、地框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中,連接總框架與總剪力墻的連桿若是剛性樓板,則整個(gè)體系稱(chēng)之為剛接體系。 錯(cuò) 3、剪力墻的分類(lèi)主要是根據(jù)墻面開(kāi)洞率的大小確定的。 錯(cuò) 4、高層建筑的外荷載有豎向荷載和水平荷載,豎向荷載包括自重等恒載和使用荷載等運(yùn)載,水平荷載僅考慮地震作用。
43、錯(cuò) 5、框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下,當(dāng)上下層梁的線(xiàn)剛度之比增大時(shí),柱的反彎點(diǎn)下移。對(duì) 6、在筒體結(jié)構(gòu)中,跨高比小于1的框筒梁宜采用交叉暗撐。 錯(cuò) 7、鋼管混凝土柱特別適合于軸心受壓構(gòu)件,是因?yàn)榛炷撂幱谌蚴軌籂顟B(tài)。 對(duì) 8、在高層建筑結(jié)構(gòu)中,當(dāng)活荷載4KN/m2 時(shí),一般不考慮其不利布置但跨中彎矩要放大1.11.2。 對(duì) 9、房屋的頂層、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層、平面復(fù)雜或開(kāi)洞過(guò)大的樓層樓面結(jié)構(gòu)采用整體式樓面結(jié)構(gòu)的目的是保證樓板在平面內(nèi)剛度無(wú)窮大。 對(duì) 10、在組合結(jié)構(gòu)中,大剛度的混凝土部分主要承受豎向荷載,高強(qiáng)度的鋼結(jié)構(gòu)部分主要抵抗水平荷載。 錯(cuò)四、問(wèn)答題 1、抗震
44、設(shè)防的目標(biāo)是什么?什么是二階段設(shè)計(jì)?在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中怎樣實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”、“強(qiáng)錨固”? 答:抗震設(shè)防的目標(biāo)是“小震不壞,中震可修,大震不倒” 第一階段設(shè)計(jì):第一階段為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段,在此階段,用相應(yīng)于該地區(qū)設(shè)防烈度的小震作用計(jì)算結(jié)構(gòu)的彈性位移和構(gòu)件內(nèi)力,并進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形驗(yàn)算,用極限狀態(tài)方法進(jìn)行截面承載力驗(yàn)算,按延性和耗能要求進(jìn)行截面配筋及構(gòu)造設(shè)計(jì),采用相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施。實(shí)現(xiàn)小震不壞,中震可修,大震不倒的目標(biāo)。 第二階段為驗(yàn)算階段;一些重要的或特殊的結(jié)構(gòu),經(jīng)過(guò)第一階段設(shè)計(jì)后,用與該地區(qū)設(shè)防烈度相應(yīng)的大震作用進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算,以確定是否達(dá)到大
45、震不倒的目標(biāo)。 “強(qiáng)柱弱梁”:除頂層和柱軸壓比小于0.15者外,柱端組合彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下列公式要求。 “強(qiáng)剪弱彎”:梁端部塑性鉸區(qū)的設(shè)計(jì)剪力要求根據(jù)梁的抗彎承載力的大小準(zhǔn)定。 “強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”:增設(shè)箍筋率,實(shí)行箍筋加密區(qū),對(duì)其中的縱橫鋼筋實(shí)現(xiàn)彎折要求,滿(mǎn)足抗震規(guī)范的要求。 “強(qiáng)錨固”:框架梁在框架中間節(jié)點(diǎn)內(nèi)的上部縱向鋼筋應(yīng)貫穿中間節(jié)點(diǎn),柱縱向鋼筋在框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)錨固與連接。 2、在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中,為什么框架和剪力墻能夠協(xié)同工作?其目的是什么?剛度特征值的大小與對(duì)其結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力有什么影響? 答:框架-剪力墻結(jié)構(gòu)協(xié)同工作的原理是連續(xù)化
46、方法將總的連系梁沿全高連續(xù)分布,成為連續(xù)桿件。 其目的是在結(jié)構(gòu)底部幾乎全部的水平荷載與地震作用都由剪力墻承受,在上部結(jié)構(gòu)中,全部的水平作用由框架承受,由此可以增大結(jié)構(gòu)的抗震性能。 剛度特征值<1時(shí)(剪力墻)以彎曲變形為主,內(nèi)力全部由剪力墻承擔(dān)。剛度特征值>6時(shí)(框架強(qiáng),剪力墻弱)以剪切變形為主,框架幾乎全部承擔(dān)剪力。風(fēng)度特征值為16之間時(shí),介于彎曲與剪切變形之間柱有四種不利的內(nèi)力組合: maxM及相應(yīng)的N V; maxN及相應(yīng)的M V; minN及相應(yīng)的M V;
47、60; |V|及相應(yīng)的 應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是,上述幾種不利內(nèi)力,是從概率統(tǒng)計(jì)意義上的不利內(nèi)力。 4. 對(duì)于框架及剪力墻而言,采用何種假定把空間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為平面結(jié)構(gòu)而使計(jì)算大大簡(jiǎn)化? (1)一片框架或一片剪力墻可以抵抗在本身平面內(nèi)的側(cè)向力,而在平面外的剛度很小,可以忽略。因而整個(gè)結(jié)構(gòu)可以劃分成若干個(gè)平面結(jié)構(gòu)共同抵抗與平面結(jié)構(gòu)平行的側(cè)向荷載,垂直于該方向的結(jié)構(gòu)不參加受力。 (2)樓板在其自身平面內(nèi)剛度無(wú)限大,樓板平面外剛度很小,可以忽略。因而在側(cè)向力作用
48、下,樓板可作剛體平移或轉(zhuǎn)動(dòng),各個(gè)平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)之間通過(guò)樓板互相聯(lián)系并協(xié)同工作。 5. 為了實(shí)現(xiàn)延性剪力墻,剪力墻的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)符合哪些原則? (1)強(qiáng)墻弱梁(2)強(qiáng)剪弱彎(3)限制墻肢的軸壓比和墻肢設(shè)置邊緣構(gòu)件(4)加強(qiáng)重點(diǎn)部位(5)連梁特殊措施 1. 工程中采取哪些措施可避免設(shè)置沉降縫? (1)當(dāng)壓縮性很小的土質(zhì)不太深時(shí),可以利用天然基礎(chǔ),把主體結(jié)構(gòu)和裙房放在一個(gè)剛度很大的整體基礎(chǔ)上;土質(zhì)不好時(shí),可以用樁基將重量傳到壓縮性小的土層中。 (2)當(dāng)土質(zhì)比較好,且房屋的沉降能在施工期間完成時(shí),可以在施工時(shí)設(shè)置后澆帶,將
49、主體結(jié)構(gòu)與裙房從基礎(chǔ)到房頂暫時(shí)斷開(kāi),待主體結(jié)構(gòu)施工完畢,且大部分沉降完成后,再澆筑后澆帶的混凝土,將結(jié)構(gòu)連成整體。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)時(shí),要考慮兩個(gè)階段的不同受力狀態(tài),分別驗(yàn)算。 (3)裙房面積不大時(shí),可以從主體結(jié)構(gòu)的箱形基礎(chǔ)上懸挑基礎(chǔ)梁,承受裙房的重量。 采用端承樁基礎(chǔ);主樓與裙房采用不同的基礎(chǔ)形式;先施工主樓后施工裙房 2. 什么是小震、中震和大震?其概率含義是什么?與設(shè)防烈度是什么關(guān)系?抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)要求結(jié)構(gòu)在小震、中震和大震作用下處于什么狀態(tài)? 小震指該地區(qū)50年內(nèi)超越概率約為63%的地震烈度,即眾值烈度,又稱(chēng)多遇地震; 中震指該地區(qū)50年
50、內(nèi)超越概率約為10%的地震烈度,又稱(chēng)為基本烈度或設(shè)防烈度; 大震指該地區(qū)50年內(nèi)超越概率約為2%3%的地震烈度,又稱(chēng)為罕遇地震。 某地區(qū)的設(shè)防烈度,是指基本烈度,也就是指中震。小震烈度大約比基本烈度低1.55度,大震烈度大約比基本烈度高1度。 小震時(shí)結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài);中震時(shí)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生塑性變形;大震時(shí)結(jié)構(gòu)處于塑性大變形狀態(tài)。 3. 要設(shè)計(jì)延性結(jié)構(gòu)與哪些因素有關(guān)? (1)選擇延性材料。鋼是一種延性很好的材料,鋼結(jié)構(gòu)是一種延性很好的結(jié)構(gòu),如果設(shè)計(jì)合理,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可以有較好的延性。 (2)進(jìn)行結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)。
51、選擇對(duì)抗震有利的結(jié)構(gòu)方案和布置,采取減少氛圍和加強(qiáng)抗扭剛度的措施,設(shè)計(jì)延性結(jié)構(gòu)和延性結(jié)構(gòu)構(gòu)件,分析結(jié)構(gòu)薄弱部位,并采取相應(yīng)措施,采取二道防線(xiàn)措施等等。應(yīng)該說(shuō),從方案、布置、計(jì)算到構(gòu)件設(shè)計(jì)、構(gòu)造措施每個(gè)設(shè)計(jì)步驟中都貫穿了抗震概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容。 (3)設(shè)計(jì)延性結(jié)構(gòu)。保證梁、柱、墻構(gòu)件均具有足夠的延性,要設(shè)計(jì)延性框架及延性剪力墻。 (4)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造及抗震等級(jí)。在不同情況下,構(gòu)件的延性要求有所不同:地震作用強(qiáng)烈或?qū)Φ卣鹱饔玫谌慕Y(jié)構(gòu)延性要求應(yīng)該高一些,重要的,震害造成損失較大的結(jié)構(gòu),延性要求也應(yīng)該高一些,我國(guó)抗震規(guī)范采用了對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)區(qū)分抗震等級(jí)的辦法,不同抗震等級(jí)
52、的構(gòu)造措施不同,從宏觀(guān)上區(qū)別對(duì)的不同延性要求。 4. 為了使鋼筋混凝土框架成為延性耗能框架,應(yīng)采用哪些抗震概念設(shè)計(jì)? 為了使鋼筋混凝土架成為延性耗能框架,應(yīng)采用以下的抗震概念設(shè)計(jì): (1)強(qiáng)柱弱梁:實(shí)現(xiàn)塑性鉸先出在梁端,推遲或避免柱端形成塑性鉸。 (2)強(qiáng)剪弱彎:推遲或避免其剪切破壞,實(shí)現(xiàn)延性的彎曲破壞。 (3)強(qiáng)核芯區(qū)、強(qiáng)錨固:在梁、柱塑性鉸充分發(fā)展前,核芯區(qū)不破壞。 (4)局部加強(qiáng):提高和加強(qiáng)柱根部以及角柱、框支柱等受力不利部位的承載力和抗震構(gòu)造措施,推遲或避免其過(guò)早破壞。 (5)限制柱軸壓比,加強(qiáng)柱箍筋對(duì)混凝
53、土的約束 5. 墻肢(實(shí)體墻)的斜截面剪切破壞大致可以歸納為幾種破壞形態(tài)? (1)剪拉破壞。剪跨比較大、無(wú)橫向鋼筋或橫向鋼筋很少的墻肢,可能發(fā)生剪拉破壞。豎向鋼筋錨固不好時(shí)也會(huì)發(fā)生類(lèi)似的破壞。剪拉破壞屬脆性破壞,應(yīng)避免。 (2)斜壓破壞。斜壓破壞發(fā)生在截面尺寸小、剪壓比過(guò)大的墻肢。為防止斜壓破壞,墻肢截面尺寸不應(yīng)過(guò)小,應(yīng)限制截面的剪壓比。 (3)剪壓破壞。這是最常見(jiàn)的墻肢剪切破壞形態(tài)。實(shí)體墻在豎向力和水平力共同作用下,首先出現(xiàn)水平裂縫或細(xì)的傾斜裂縫。水平力增加,出現(xiàn)一條主要斜裂縫,并延伸擴(kuò)展,混凝土受壓區(qū)減小,最后斜裂縫盡端的受壓區(qū)混凝土在剪應(yīng)
54、力和壓應(yīng)力共同作用下破壞,橫向鋼筋屈服。 3. 建筑物動(dòng)力特性是指建筑物的 自振周期 、 振型 與 阻尼 ,它們與建筑物的 質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的 剛度 有關(guān)。 4. 在任何情況下,應(yīng)當(dāng)保證高層建筑結(jié)構(gòu)的 穩(wěn)定 和有足夠抵抗傾覆的能力。 5. 當(dāng)高層結(jié)構(gòu)高度較大,高寬比較大或抗側(cè)則度不夠時(shí),可用加強(qiáng)層加層,加強(qiáng)層構(gòu)件有三種類(lèi)型: 伸臂 、 腰桁架和帽桁架 和 環(huán)向
55、構(gòu)件 。 2. 平面形狀凹凸較大時(shí),宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻。()5. 抗震概念設(shè)計(jì)中,核芯區(qū)的受剪承載力應(yīng)大于匯交在同一節(jié)點(diǎn)的兩側(cè)梁達(dá)到受變承載力時(shí)對(duì)應(yīng)的核芯區(qū)() 1. A級(jí)高度鋼筋混凝土高層框架結(jié)構(gòu)在7度抗震設(shè)防烈度下的最大適用高度:() 2. 鋼結(jié)構(gòu)框架房屋在8度抗震設(shè)防烈度下適用的最大高度:() 5. 框架柱的截面寬度和高度在抗震設(shè)計(jì)時(shí),不小于:() 1. 框架剪力墻結(jié)構(gòu)布置的關(guān)鍵是 剪力墻的數(shù)量和位置 。 2. 地面
56、運(yùn)動(dòng)的特性可以用三個(gè)特征量來(lái)描述: 強(qiáng)度 、 頻譜 和 持續(xù)時(shí)間 。3. 在風(fēng)荷載作用下,高度超過(guò)150m的高層建筑,應(yīng)滿(mǎn)足人使用的 舒適度要求 。 4. 框架梁的截面尺寸應(yīng)滿(mǎn)足三方面的要求:承載力要求、構(gòu)造要求、剪壓比限值。 5. 構(gòu)件連接方式有 焊接 、 高強(qiáng)度螺栓連接 和 栓焊混合連接 。 3. 對(duì)抗震有利的建筑平面形狀是簡(jiǎn)單、規(guī)則、
57、對(duì)稱(chēng)、長(zhǎng)寬比不大的平面。() 1. B級(jí)高度鋼筋混凝土高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)在7度抗震設(shè)防烈度下的最大適用高度() 5. 不超過(guò)()層的抗震鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑,可采用框架結(jié)構(gòu)、框架中心支撐結(jié)構(gòu)或其他結(jié)構(gòu)類(lèi)型,也可采用框架、偏心支撐結(jié)構(gòu)。 1. 房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件連接,應(yīng)遵循 強(qiáng)連接弱構(gòu)件 的原則,即 構(gòu)件破壞先于連接破壞 。 2. 抗震結(jié)構(gòu)是利用結(jié)構(gòu)自身的 承載力和塑性變形能力 來(lái)抵御地震作用。 3. 消能減震結(jié)構(gòu)中的附加 耗能減震元件或裝置 一般流稱(chēng)為阻尼器,阻尼器可分為 速度相關(guān)型和 位移相關(guān)型 兩大類(lèi)。 1. 伸臂不可以加大結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度,減小側(cè)移。(×) 2. 消能梁段是偏心支撐鋼框架塑性變形耗散能量的唯一構(gòu)件,消能梁段的耗能能力與梁段的長(zhǎng)度和構(gòu)造有關(guān)。() 3. 高層建筑中,組合梁的鋼梁可采用工字鋼、箱形鋼梁和蜂窩式梁幾種截面形式。() 2. 僅適用于層數(shù)不多、地基
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