高层建筑结构设计各章节试题及答案（可编辑）

高层建筑结构各章节试及答案（可编辑） 高层建筑结构设计各章节试题及答案 高层建筑结构复习题及答案 名词解释 高层建筑10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物 房屋高度自室外地面至房屋主要屋面的高度 框架结构由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构 剪力墙结构由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构 框架剪力墙结构由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构 转换结构构件完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构件包括转换梁转换桁架转换板等 结构转换层不同功能的楼层需要不同的空间划分因而上下层之间就需要结构形式和结构布置轴线的改变这就需要在上下层之间设置一种结构楼层以完成结构布置密集墙柱较多的上层向结构布置较稀疏墙术较少的下层转换这种结构层就称为结构转换层或说转换结构构件所在的楼层 剪重比楼层地震剪力系数即某层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值 刚重比结构的刚度和重力荷载之比是影响重力效应的主要参数 抗推刚度D是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力 结构刚度中心各抗侧力结构刚度的中心 主轴抗侧力结构在平面内为斜向布置时设层间剪力通过刚度中心作用于某个方向若结构产生的层间位移与层间剪力作用的方向一致则这个方向称为主轴方向 剪切变形下部层间变形侧移大上部层间变形小是由梁柱弯曲变形产生的框 架结构的变形特征是呈剪切型的 剪力滞后在水平力作用下框筒结构中除腹板框架抵抗倾复力矩外翼缘框架主要是通过承受轴力抵抗倾复力矩同时梁柱都有在翼缘框架平面内的弯矩和剪力由于翼缘框架中横梁的弯曲和剪切变形使翼缘框架中各柱轴力向中心逐渐递减这种现象称为剪力滞后 延性结构在中等地震作用下允许结构某些部位进入屈服状态形成塑性铰这时结构进入弹塑性状态在这个阶段结构刚度降低地震惯性力不会很大但结构变形加大结构是通过塑性变形来耗散地震能量的具有上述性能的结构称为延性结构 弯矩二次分配法就是将各节点的不平衡弯矩同时作分配和传递第一次按梁柱线刚度分配固端弯矩将分配弯矩传递一次传递系数C 12再作一次分配即结束 第一章 概论 一填空题 1我国《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ32002 规定把10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物称为高层建筑此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度 2(高层建筑设计时应该遵循的原则是安全适用技术先进经济合理方便施工 3(复杂高层结构包括带转换层的高层结构带加强层的高层结构错层结构多塔楼结构 4(8度9度抗震烈度设计时高层建筑中的大跨和长悬臂结构应考虑竖向地震作用 5(高层建筑结构的竖向承重体系有框架结构体系剪力墙结构体系框架剪力墙结构体系筒体结构体系板柱剪力墙结构体系水平向承重体系有现浇楼盖体系叠合楼盖体系预制板楼盖体系组合楼盖体系 6(高层结构平面布置时应使其平面的质量中心和刚度中心尽可能靠近以减 少扭转效应 7(《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002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防烈度为6至9度抗震设计的高层民用建筑结构 三种常用的钢筋混凝土高层结构体系是指框架结构剪力墙结构框架剪力墙结构 三 判断题 1(高层结构应根据房屋的高度高宽比抗震设防类别场地类别结构材料施工 ? ] 技术等因素选用适当的结构体系[ 2(我国《高层建筑混凝土结构技术规程》规定高层建筑不应采用严重不规 ] 则的各种结构体系[ ? 3(异型柱框架结构和普通框架结构的受力性能和破坏形态是相同的[× ] 4(高层建筑宜选用对抵抗风荷载有利的平面形状如圆形椭圆形方形正多边形等[?] 5(高层结构只在使用功能上有要求时才设置地下室[ × ] 6(高层结构的概念设计很重要它直接影响到结构的安全性和经济性[ ? ] 四 简答题 1(我国对高层建筑结构是如何定义的 答我国《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ32002 规定10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物称为高层建筑此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度 (高层建筑结构有何受力特点 2 答高层建筑受到较大的侧向力 水平风力或水平地震力 在建筑结构底部竖向力也很大在高层建筑中可以认为柱的轴向力与层数为线性关系水平力近似为 倒三角形分布在水平力作用卞结构底部弯矩与高度平方成正比顶点侧移与高度四次方成正比上述弯矩和侧移值往往成为控制因素另外高层建筑各构件受力复杂对截面承载力和配筋要求较高 3(高层建筑侧向位移如何控制 答高层建筑应具有足够的刚度避免产生过大的位移而影响结构的束载力稳定性和使用要求 1弹性计算的楼层层间最大位移与层高之比宜符合以下规定 1 高度不大于150m的高层建筑比值不宜大于如表211所述规定 表211 结构类型 限值 框架 1550 框架剪力墙框架核心筒板柱剪 筒中筒剪力墙 11000 框支层 11000 2 高度等力墙 1800 于或大于250m的高层建筑不宜大于1500 3 高度在150,200m之间时在第一条和第二条之间线性内插 2高层结构在罕遇地震作用下薄弱层弹塑性变形验算应符合下列规定 1 下列结构应进行弹塑性变形验算 7,9度时楼层屈服强度系数小于05的框架结构甲类建筑和9度设防的乙类建筑采用隔震和消能技术的建筑 2 下列结构宜进行弹塑性变形验算 7度设防的??类场地和8度设防的乙类建筑板柱一剪力墙结构9度且高于60米8度??类场地高于80米8度??类场地高于100米且竖向不规则的高层建筑结构 3 结构薄弱层层间弹塑性位移与层高之比应符合表2-1-2所列要求 表2-1-2 结构类型 限值 框架 150 框架剪力墙框架核心筒板柱剪力墙 1100 筒中筒剪力墙 1120 框支层 1120 5(简述高层建筑结构布置的一般原则 答高层房屋平面宜简单规则对称尽量减少复杂受力和扭转受力尽量使结构抗侧刚度中心建筑平面形心建筑物质量中心重合以减少扭转高层建筑其平面形状可以是方形矩形和圆形也可以采用L形T形十字形和Y形但平面尺寸要满足有关要求 高层结构房屋竖向的强度和刚度宜均匀连续无突变避免有过大的外挑和内收避免错层和局部夹层同一楼层楼面标高尽量统一竖向结构层间刚度上下均匀加强楼盖刚度以加强连接和力的传递同时建筑物高宽比要满足有关规定并按要求设置变形缝 五 画图题 1画出结构内力位移与高度关系图P1图11 第二章 高层建筑结构设计基本原则 一 填空题 1(地基是指支承基础的土体天然地基是指基础直接建造在未经处理的天然土层上的地基 2(当埋置深度小于基础底面宽度或小于5m且可用普通开挖基坑排水方法建造的基础一般称为浅基础 3为了增强基础的整体性常在垂直于条形基础的另一个方向每隔一定距离设置拉梁将条形基础联系起来 4(基础的埋置深度一般不宜小于05m且基础顶面应低于设计地面100mm以上以免基础外露 5(在抗震设防区除岩石地基外天然地基上的箱形和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的115桩箱或桩筏基础的埋置深度不计桩长不宜小于建筑物高度的118120 6(当高层建筑与相连的裙房之间设置沉降缝时高层建筑的基础埋深应大于 裙房基础的埋深至少2m 7(当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝时宜在裙房一侧设置后浇带其位置宜设在距主楼边柱的第二跨内 8(当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝和后浇带时应进行地基变形验算 9(基床系数即地基在任一点发生单位沉降时在该处单位面积上所需施加压力值 10(偏心受压基础的基底压应力应满足和的要求同时还应防止基础转动过大 (在比较均匀的地基上上部结构刚度较好荷载分布较均匀且条形基础梁的11 高度不小于16柱距时地基反力可按直线分布条形基础梁的内力可按连续梁计算当不满足上述要求时宜按弹性地基梁计算 12(十字交叉条形基础在设计时忽略地基梁扭转变形和相邻节点集中荷载的影响根据静力平衡条件和变形协调条件进行各类节点竖向荷载的分配计算 13(在高层建筑中利用较深的基础做地下室可充分利用地下空间也有基础补偿概念如果每?基础面积上墙体长度?400mm且墙体水平截面总面积不小于基础面积的110且基础高度不小于3m就可形成箱形基础 二 选择题 1(持力层是指[ A ] a(与基础底面相接触的第一层土层 b(基础底面以下到基岩处的土层 c(建筑结构周边的土层 d(建筑结构下边的土层 2(与基础类型的选择无关的因素是[ B ] a(工程地质及水文地质条件 b(相邻建筑物的基础类型 c(建筑物的荷载 d(施工条件 3(基础的埋置深度一般是指[ C ] a(自标高?000处到基础底面的距离 b(自标高?000处到基础顶面的距离 c(自室外地面到基础底面的距离 d(自室外地面到基础顶面的距离 4(关于基础埋深下列错误的是[ C ] a(在满足地基稳定和变形条件的前提下基础宜浅埋 b(当上层土的承载力大于下层土时宜利用上层土作为持力层 c(基础宜埋置在地下水位以下 (位于岩石地基上的高层建筑其基础埋深应满足抗滑要求 d 5(下列说法正确的是[ B ] (无限长梁中梁一端的挠度始终不为零 a b(当任意荷载作用点距近梁端的距离同时距较远端的距离时则对该荷载的作用而言此梁属半无限长梁 c(当荷载作用点距基础梁两端的距离均小于时则对该荷载的作用而言此梁称为有限长梁 d(对柔度较大的梁可直接按有限长梁进行简化计算 6(条形基础梁的内力按连续梁计算后[ D ] a(直接按内力计算结果配筋 b(边跨跨中弯矩宜乘以11的系数第一内支座的弯矩值宜乘以12的系数 c(边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩值宜乘以11的系数 d(边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩值宜乘以12的系数 7(对无地下室及抗震设防等级为二级的框架结构其筏板基础设计时应将柱根组合的弯矩设计值乘以增大系数[ B ] a(12 b(125 c(13 d(15 8(设防烈度为7度屋面高度为H 40m高层建筑结构哪种结构类型的防震缝 的最小宽度最大 A A框架结构 B框架剪力墙结构 C剪力墙结构 D三种类型的结构一样大 9(两幢相邻建筑按8度设防一幢为框架筒体结构50m高另一幢为框架结构30m高若设沉降缝需设多大缝宽 D A保证地下室墙之间有 100mm宽的缝即可 B170mm C303mm D大于170mm 10(框筒结构中剪力滞后规律哪一个是不对的 D B结构上部剪力滞后减小 A柱距不变加大梁截面可减小剪力滞后 C结构正方形时边长愈大剪力滞后愈大 D角柱愈大剪力滞后愈小 三 判断题 1(当上部结构的荷载分布比较均匀地基也比较均匀时条形基础一般沿房屋横向布置[ × ] 2(当存在相邻建筑物时新建建筑物基础的埋深一般不宜大于原有建筑基础的埋深[ ? ] 3(文克尔地基模型是将地基看作是由无数小土柱组成并假定各土柱之间存在着摩擦力[ × ] 4(无限长梁是指在梁上任一点施加荷载时沿梁长度方向上各点的挠度随离荷载距离的增加而逐渐减小最终两端挠度趋近于零[ ? ] 5(柱下条形基础的混凝土强度等级不应低于C15[ × ] 6(筏形基础的混凝土强度等级不应低于C25[ × ] 7(只有当梁板式筏基的基础混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时才应验算底层柱下基础梁顶面的局部受压承载力[ × ] 四 问答题 1(防震缝伸缩缝和沉降缝在什么情况下设置在高层建筑中特别是抗震结构 中怎么处理好这三种维 下列情况宜设防震缝 1平面各项尺寸超限而无加强措施 2房屋有较大错层 3各部分结构的刚度或荷载相差悬殊而又未采取有效措施 当超过下表限值时应设伸缩缝 结构类型 施 工 方 法 最大间距m 框架 框架剪力墙 装 配 式 75 现浇 外墙装配 65 55 剪力墙 外 墙 装 配 65 外 墙 现 浇 45 外墙现浇 裙房与主体结构高度相差悬殊重量亦是时会产生相当大的沉降差宜设沉降缝 变形缝尽可能不设如果设要使三缝合一 2(为什么抗震结构的延性要求不通过计算延性比来实现 抗震结构都要设计成延性结构主要是通过设计具有足够延性的构件来实现 由于地震大小时间地点等的不确定性计算参数也难于确定在地震作用下构件达到的值很难通过计算得到值则和截面内力性质构件材料配筋方式及配筋数量等许多因素有关也不宜定量计算因此在工程设计中不用来验算延性要求而是以结构的抗震等级代替延性要求不同抗震等级的结构构件有不同的配筋要求也即在抗震结构中结构和构件的延性要求是通过抗震构造措施来实现的 3(多高层建筑结构的基础有哪些形式如何选择 答多高层建筑的基础类型有单独基础条形基础十字交叉条形基础片筏基础箱形基础和桩基础等 基础类型的选择与场地工程地质及水文地质条件房屋的使用要求及荷载大小上部结构对不均匀沉降的适应程度以及施工条件等因素有关在京开幕下单独基础适用于上部结构荷载较小或地基条件较好的情况条形基础通常沿柱列布置 它将上部结构较好地连成整体可减少差异沉降量十字交叉条形基础比条形基础更加增强基础的整体性它适用于地基土质较差或上部结构的荷载分布在纵横两方向都很不均匀的房屋当地基土质较差采用条形基础也不能满足地基的承载力和上部结构容许变形的要求或当房屋要求基础具有足够的刚度以调节不均匀沉降时可采用片筏基础若上部结构传来的荷载很大需进一步增大基础的刚度以减少不均匀沉降时可采用箱形基础桩基础也是多高层建筑常用的一种基础形式它适用于地基的上层土质较差下层土质较好或上部结构的荷载较大以及上部结构对基础不均匀沉降很敏感的情况 (确定建筑结构基础埋深时应考虑哪些问题 4 答 1 建筑物的用途有无地下室设备基础和地下设施基础的形式和构造 2 作用在地基上的荷载大小和性质 3 工程地质和水文地质条件 4 相邻建筑物的基础埋深 5 地基土冻胀和融陷的影响 5(简述片筏基础设计的主要内容 答片筏基础是多高层房屋中常用的一种基础形式有平板式和肋梁式两类设计内容包括确定基础尺寸基底反力计算和地基承载力验算基础内力和配筋计算构造要求等具体内容略 第三章 荷载及设计要求 一 填空题 1(高层建筑结构主要承受竖向荷载风荷载和地震作用等 2(目前我国钢筋混凝土高层建筑框架框架剪力墙结构体系单位面积的重量恒载与活荷载大约为12,14kN,m2剪力墙筒体结构体系为14,16kN,m2 3(在框架设计中一般将竖向活荷载按满载考虑不再一一考虑活荷载的不利布置如果活荷载较大可按满载布置荷载所得的框架梁跨中弯矩乘以11,12的系 数加以放大以考虑活荷载不利分布所产生的影响 4(抗震设计时高层建筑按其使用功能的重要性可分为甲类建筑乙类建筑丙类建筑等三类 5(高层建筑应按不同情况分别采用相应的地震作用计算方法?高度不超过40m以剪切变形为主刚度与质量沿高度分布比较均匀的建筑物可采用底部剪力法?高度超过40m的高层建筑物一般采用振型分解反应谱方法?刚度与质量分布特别不均匀的建筑物甲类建筑物等宜采用时程分析法进行补充计算 6(在计算地震作用时建筑物重力荷载代表值为永久荷载和有关可变荷载的组合值之和 7(在地震区进行高层建筑结构设计时要实现延性设计这一要求是通过抗震构造措施来实现的对框架结构而言就是要实现强柱弱梁强剪弱弯强节点和强锚固 8(A级高度钢筋混凝土高层建筑结构平面布置时平面宜简单规则对称减少偏心 9(高层建筑结构通常要考虑承载力侧移变形稳定倾复等方面的验算 二 选择题 1(在下列地点建造相同的高层建筑什么地点承受的风力最大[ A ] a(建在海岸 b(建在大城市郊区 c(建在小城镇 d(建在有密集建筑群的大城市市区 2(在设计高层建筑风荷载值时下列何种情况风荷载应乘以大于1的风振系数[ B ] a(高度大于50m且高宽比大于15的高层建筑 b(高度大于30m且高宽比小于15的高层建筑( c(高度大于50m且高宽比大于4的高层建筑 d(高度大于40m且高宽比大于3的高层建筑 3(有设计特别重要和有特殊要求的高层建筑时标准风压值应取重现期为多少年 [ D ] a(30年 b(50年 c(80年 d(100年 4(多遇地震作用下层间弹性变形验算的重要目的是下列所述的哪种 [ C ] a(防止结构倒塌 b(防止结构发生破坏 c(防止非结构部分发生过重的破坏 d(防止使人们惊慌 5(抗震设防的高层建筑对竖向地震作用的考虑下列哪项是符合规定的[ B ] a(8度9度设防时应考虑竖向地震作用 (9度设防时应考虑竖向地震作用与水平地震作用的不利组合 b c(8度设防的较高建筑及9度设防时应考虑竖向地震作用与水平地震作用的不利组合 d(7度设防的较高建筑及8度9度设防时应考虑竖向地震作用与水平地震作用的不利组合 6(当高层建筑结构采用时程分析法进行补充计算所求得的底部剪力小于底部剪力法或振型分解反应谱法求得的底部剪力的80,时其底部剪力应按下列何值取用 [ 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(采用底部剪力法计算地震作用的高层建筑结构是 D A的建筑结构 B以剪切变形为主的建筑结构 C以弯曲变形为主且沿竖向质量和刚度分布较均匀的建筑结构 D以剪切变形为主且沿竖向质量和刚度分布较均匀的建筑结构 8(在同一地区的下列地点建造相同设计的高层建筑所受风力最大的是 A A建在海岸 B建在大城市郊区 C建在小城镇 D建在有密集建筑群的大城市市区 9(某十二层的框架剪力墙结构抗震设防烈度为8度地震加速度为02g?类场地设计地震分组为第二组基本周期结构总重力荷载代表值按底部剪力法计算时其结构总水平地震作用标准值为 C 此题可做计算类用 A44098kN B18742kN C37483kN D22049kN 10(计算高层建筑风荷载标准值时取风振系数的标准是D B高度大于50m且高宽比大于15的建筑 A高度大于50m的建筑 C高宽比大于5的建筑 D高度大于30m且高宽比大于15的建筑 (某一钢筋混凝土框架剪力墙结构为丙类建筑高度为65m设防烈度为811 度?类场地其剪力墙抗震等级为 B A一级 B二级 C三级 D四级 三 判断题 1(小震不坏中震可修大震不倒是建筑抗震设计三水准的设防要求所谓小震是指50年设计基准期内超越概率大于10,的地震[ × ] 2(建筑设防烈度为8度时相应的地震波加速度峰值当量取0125g g为重力加速度 [×] 3(建筑根据其抗震重要性分四类当为乙类建筑时可按本地区的设防烈度计算地震作用按提高l度采取抗震措施 [? ] 4(房屋的顶层结构转换层平面复杂或开洞过大的楼层楼面结构应采用装配整体式楼面结构符合《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ391 的规定[× ] 5(高层建筑结构在计算内力时对楼面活荷载的考虑应根据活荷载大小区别对待[× ] 6(有抗震设防的高层建筑沿竖向结构的侧向刚度有变化时下层刚度应不小 于相邻的上层刚度的70,连续三层刚度逐层降低后不小于降低前刚度的50,[? ] 7(高层建筑结构倾覆计算时应按风荷载或水平地震作用计算倾覆力矩设计值抗倾覆的稳定力矩不应小于倾覆力矩设计值计算稳定力矩时楼层活荷载取50,恒荷载取90,[× ] 四 问答题 1(高层建筑结构设计时应考虑哪些荷载或作用 答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(对高层建筑结构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 答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12,14kN,m2 框架框架剪力墙结构体系 和14,16kN,m2 剪力墙简体结构体系 而其中活荷载平均值约为20kN,m2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1112的放大系数 3(结构承受的风荷载与哪些因素有关 答当计算承重结构时垂直于建筑物表面上的风荷载标准值应按下式计算 式中 风荷载标准值kN,m2 基本风压 风荷载体型系数应按《荷载规范》第7(3节的规定采用 风压高度变化系数 高度处的风振系数 对于围护结构由于其刚性一般较大在结构效应中可不必考虑其共振分量此时可仅在平均风压的基础上近似考虑脉动风瞬间的增大因素通过阵风系数进行计算其单位面积上的风荷载标准值应按下式计算 式中 高度处的阵风系数 4(高层结构计算时基本风压风荷载体型系数和高度变化系数应分别如何取值 答基本风压系以当地比较空旷平坦地面上离地10m高统计所得的50年一遇 单位kN,m2 为标准按确定的风压值它应按《荷载规范》10min平均最大风速 全国基本风压分布图及附录D4给出的数据采用但不得小于03kN,m2对于高层建筑高耸结构以及对风荷载比较敏感的高层结构基本风压分布图及附录D4规定的基本风压值乘以1(1的系数后采用 风压高度变化系数按《荷载规范》取用风速大小与高度有关一般地面处的风速较小愈向上风速愈大但风速的变化还与地貌及周围环境有关 风荷载体型系数是指风作用在建筑物表面上所引起的实际风压与基本风压的比值它描述了建筑物表面在稳定风压作用下的静态压力的分布规律主要与建筑物的体型和尺寸有关也与周围环境和地面粗糙度有关 在计算风荷载对建筑物的整体作用时只需按各个表面的平均风压计算即采用各个表面的平均风载体型系数计算对高层建筑风荷载体型系数与建筑的体型平面尺寸等有关可按下列规定采用 1 圆形平面建筑取08 2 正多边形及截角三角形平面建筑按下式计算 式中 多边形的边数 3 高宽比HB不大于4的矩形方形十字形平面建筑取13 4 下列建筑取14 1 V形Y形弧形双十字形井字形平面建筑 2 L形槽形和高宽比HB大于4的十字形平面建筑 3 高宽比HB大于4长宽比LB不大于1(5的矩形鼓形平面建筑 5 在需要更细致进行风荷载计算的情况下可按《高层规范》附录A采用或由风洞试验确定 在计算风荷载对建筑物某个局部表面的作用时需要采用局部风荷载体型系数用于验算表面围护结构及玻璃等的强度和构件连接强度檐口雨篷遮阳板阳台等水平构件计算局部上浮风荷载时风荷载体型系数不宜于于20 (计算地震作用的底部剪力法适用于什么情况 5 答高度不超过40m以剪切变形为主刚度与质量沿高度分布比较均匀的建筑物可采用底部剪力法计算地震作用 6(何谓反应谱底部剪力法和振型分解反应谱法在地震作用计算时有何异同 答根据大量的强震记录求出不同自振周期的单自由度体系地震最大反应取这些反应的包线称为反应谱以反应谱为依据进行抗震设计则结构在这些地震记录为基础的地震作用下是安全的这种方法称为反应谱法利用反应谱可很快求出各种地震干扰下的反应最大值因而此法被广泛应用以反应谱为基础有两种实用方法 1 振型分解反应谱法 此法是把结构作为多自由度体系利用反应谱进行计算对于任何工程结构均可用此法进行地震分析 2底部剪力法 对于多自由度体系若计算地震反应时主要考虑基本振型的影响则计算可以大大简化此法为底部剪力法是一种近似方法利用这种方法计算时也是要利用反应谱它适用于高度不超过40m以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构以及近似于单质点体系的结构 用反应谱计算地震反应应解决两个主要问题计算建筑结构的重力荷载代表值根据结构的自振周期确定相应的地震影响系数 7(在计算地震作用时什么情况下采用动力时程分析法计算有哪些要求 答采用动力时程分析时应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于两组实际地震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符地震波的持续时间不宜小于建筑结构基本自振周期的3,4倍也不宜小于12s时间间com且按照每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法求得的底部剪力的65,多条时程曲线计算所得的结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法求得的底部剪力的80, (在什么情况下需要考虑竖向地震作用效应 8 答8度及9度抗震设防时水平长悬臂构件大跨度结构以及结构上部楼层外挑部分要考虑竖向地震作用8度和9度设防时竖向地震作用的标准值可分别取该结构或构件承受的重力荷载代表值的10,和20,进行计算 9(什么是荷载效应组合有地震作用组合和无地震作用组合表达式是什么 答结构或结构构件在使用期间可能遇到同时承受永久荷载和两种以上可变荷载的情况但这些荷载同时都达到它们在设计基准期内的最大值的概率较小且对某些控制截面来说并非全部可变荷载同时作用时其内力最大按照概率统计和可靠度理论把各种荷载效应按一定规律加以组合就是荷载效应组合《高层建筑混凝土结构设计规程》规定高层建筑结构的荷载效应和地震作用效应组合的表达式如下 1 无地震作用效应组合时 式中荷载效应组合的设计值 分别为永久荷载楼面活荷载和风荷载的分项系数 分别为永久荷载楼面活荷载和风荷载效应标准值 分别为楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数当永久荷载效应起控制作用时应分别取和当可变荷载效应起控制作用时应分别取和或和 2 有地震作用效应组合时 式中 荷载效应与地震作用效应组合的设计值 重力荷载代表值效应 水平地震作用标准值的效应尚应乘以相应的增大系数或调整系数 竖向地震作用标准值的效应尚应乘以相应的增大系数或调整系数 相应的作用分项系数 风荷载的组合值系数应取02 10(高层建筑按空间整体工作计算时要考虑哪些变形10分 梁的弯曲剪切扭转变形必要时考虑轴向变形4分 柱的弯曲剪切轴向扭转变形3分 墙的弯曲剪切轴向扭转变形3分 11(为什么计算高层建筑结构在竖向荷载作用下的内力时可以不考虑活荷载的折减和活荷载的不利布置 在高层建筑中恒荷载较大占了总竖向荷载的85以上活荷载相对较小所以在实际工程中往往不考虑折减系数按全部满荷载计算有在设计基础时考虑折减系数的 在计算高层建筑结构竖向荷载下产生的内力时可以不考虑活荷载的不利布置按满布活荷载一次计算因为高层建筑中活荷载占的比例很小住宅旅馆办公楼活荷载一般在1525KN?内只占全部竖向荷载的1015活荷载不同布置方式对结构内力产生的影响很小再者高层建筑结构是复杂的空间体系层数跨数很多不利分布情况太多各种情况都要计算工作量极大对实际工程设计往往是不现实的 五 计算题 1(某十二层的框架剪力墙结构阻尼比为005抗震设防烈度为8度地震加速 度为02g即?类场地设计地震分组为第二组即结构基本周期结构总重力荷载代表值按底部剪力法计算结构多遇地震下总水平地震作用标准值 解 考试时会给出其他公式要记住 第四章 框架结构 一 填空题 1(用D值法计算水平荷载下框架内力有三个基本假定假定楼板在其本身平面内刚度为无限大忽略柱轴向变形忽略梁柱剪切变形 2(在进行框架结构设计时梁截面高度可初步选为且高宽比满足于 3(采用分层法计算竖向荷载下框架内力的两个基本假定是指在竖向荷载下框架的侧移不计每层梁上的荷载对其他层梁的影响不计 二 选择题 1(抗震等级为二级的框架结构框架柱的剪力设计值应如何确定 C A剪力设计值取考虑水平荷载组合的剪力设计值 B C D 2(在高层建筑结构的计算中下列哪项计算需要采用等效刚度 C A在框架结构内力计算中 B在剪力墙结构内力计算中式 C在进行内力协同计算中 D在进行位移计算中 3(框架结构与剪力墙结构相比下述概念那一个是正确的 A A框架结构变形大延性好抗侧力小因此考虑经济合理其建造高度比剪力墙结构低 B框架结构延性好抗震性能好只要加大柱承载能力建造更高的框架结构是可能的也是合理的 C剪力墙结构延性小因此建造高度也受到限制可比框架高度大 D框架结构必定是延性结构剪力墙结构是脆性或低延性结构 4(框架结构在水平侧向力作用下的侧移曲线以 A 变形为主 A剪切型 B弯曲型 C剪弯型 D弯剪型 5(框架结构中柱抗侧刚度与梁柱相对刚度有关梁刚度愈小则柱的抗侧刚度 A A愈小 B愈大 C不变 6(框架结构中柱抗侧刚度修正系数与梁柱相对刚度有关梁刚度愈小则 A A愈小 B愈大 C不变 7(框架结构中柱抗侧刚度修正系数 A A小于1 B等于1 C大于1 四 问答题 (框架结构有哪些优缺点 1 梁柱组成的框架作为建筑竖向承重结构并同时抵抗水平荷载时被称为框架结构体系 优点建筑平面布置灵活可做成需要大空间的会议室餐厅办公室等 缺点抗侧刚度小水平位移较大故限制了建造高度一般不宜超过50m各种结构型式适用高度还与设防烈度有关抗侧刚度主要取决于梁柱的截面尺寸及层高 2(为何要限制剪压比10分 由试验可知箍筋过多不能充分发挥钢箍作用5分因此在设计时要限制梁截面的平均剪应力使箍筋数量不至于太多同时也可有效防止裂缝过早出现减轻混凝土碎裂程度5分 3(柱端箍筋加密区范围如何选取10分 抗震设计时柱箍筋加密区的范围应符合下列要求 1底层柱的上端和其他各层柱的两端应取矩形截面柱之长边尺寸或圆形截面柱之半径柱净高之16和500mm三者之最大值范围2分 2底层柱刚性地面上下各500mm的范围1分 3底层柱柱根以上13柱净高的范围2分 4剪跨比不大于2的柱和因填充墙等形成的的柱全高范围2分 5一级及二级框架角柱的全高范围2分 6需要提高变形能力的柱的全高范围1分 4简述D值法和反弯点法的适用条件并比较它们的异同点 答对比较规则的层数不多的框架结构当柱轴向变形对内力及位移影响不大时可采用D值法或反弯点法计算水平荷载作用下的框架内力和位移 用D值法计算水平荷载下框架内力有三个基本假定假定楼板在其本身平面内刚度为无限大忽略柱轴向变形忽略梁柱剪切变形 D值法是更为一般的方法普遍适用而反弯点是D值法特例只在层数很少的多层框架中适用相同点求解过程一样区别是反弯点法反弯点在各层固定而D值法随梁柱刚度比而进行修正 五 画图题 1画出图示框架在竖向荷载各层各跨满布的弯矩图剪力图和轴力图 两种跨度比例关系考试时只画出一种即可在此让大家明白M图的不同 2画出图示框架在水平荷载作用下的弯矩图 考试时跨数和层数可能会有变化 22 43