高层建筑结构设计复习题

高层建筑结构设计复习题内容摘要：

置时考虑抗震要求外，还应按照小震作用进行抗震计算和保证结构延性的抗震构造设计，以达到小震不坏，中震可修，大震不倒。 第二阶段设计：主要针对甲级建筑和不规则的结构。 用大震作用进行结构易损部位（薄弱层）的塑性变形验算。 2高层建筑结构地震作用的计算方法有哪些。 它们的实用条件是什么。 标准答案： 高层建筑结构地震作用的计算方法主要有底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法 实用条件：①高层建筑结构宜采用振型分解反应谱法。 对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及高度超过 100m 的高层建筑结构应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法。 ②高度不超过 40m、以剪力变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的高层建筑结构，可采用底部剪力法。 ③ 7～ 9 度抗震设防的高层建筑，下列情况应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算， A、甲类高层建筑结构。 B、表 所列的乙、丙类高层建筑结构。 C、结构竖向布置特别不规则的高层建筑结构。 D、带转换层、带加强层、错层、连体、多塔楼等复杂高层建筑结构。 E、质量沿竖向分布特别不均匀的高层建筑结构。 2采用底部剪力法计算水平地震作用的步骤是什么。 在什么情况下需要考虑竖向地震作用。 标准答案： 采用底部剪力法计算水平地震作用的步骤： 每一楼层作为一个质点，当顶部有局部突出的小屋时，可将其视为一个集中质点； 求各质点重力荷载代表值； 求结构等效总重力荷载代表值； 求结构基本周期 T1； 求相应于结构基本周期 T1 的地震动影响系数； 按 eqEK GF 1 此式求总水平地震作用 EKF ； 按 EKnn FF  求顶部附加水平地震作用 nF ； 按)1(1nEKnj iiiii FHGHGF 求各质点的水平地设防烈度、场地类别 建筑高度范围 8 度 Ⅰ、Ⅱ类场地和7 度 100m 8 度Ⅲ、Ⅳ类场地 80m 9 度 60m 震作用 iF ； 2高层建筑结构基本自振周期的近似计算方法有哪些。 标准答案： ①高层框架结构、框架－剪力墙结构和剪力墙结构的自振周期近似计算公式TT uT  ；②以剪切变形为主的高层框架结构的自振周期 （以能量法为基础） niiiniiiT GgGT1121 2；③框架－剪力墙结构的自振周期，在采用微分方程建立自由振动方程解无限自由度体系连续结构的基础上，求出结构动力特性，查 p26 图 可以由下式计算第 3 振型的自振周期 HGwjgE IwHTijj )3,2,1(2；④经验公式：一般情况下，高层钢筋混凝土结构的基本自振周期 1T 为 nT )~(1  ；钢筋混凝土框架结构、框架－剪力墙结构： 321 BHT  钢筋混凝土剪力墙结构： 321 BHT  2减少高层建筑温差影响的措施是什么。 标准答案： 在高层建筑中，减少温差影响的综合技术措施主要有：①采取合理的平面和立面设计，避免截面的突变。 ②合理选择结构形式，降低结构约束程度，从而减少约束应力。 ③合理布置分布钢筋，重视构造钢筋作用，加强构造配筋。 ④在顶层、屋顶、山墙及纵墙两端开间等温度变化影响较大部位提高配筋率。 ⑤优选有利于抗拉性能的混凝土级配，减少坍落度，对于超长结构采用后浇带方法施工或将结构划分为长度较短 的区段。 2设沉降缝的目的是什么。 在实际设计中常用的处理方法有哪些。 标准答案： 设沉降缝的目的是避免不均匀沉降的影响，避免由于地基不均匀沉降产生的结构内力。 常用的处理方法：①采取利用压缩性小的地基，减少总沉降量及沉降差。 ②对于有不同高度及基础设计成整体的结构，在施工时它们暂时断开，待主体结构施工完毕，已完成大部分沉降量以后再浇灌连接部分的混凝土。 ③将裙房做在高层建筑的悬挑基础上，达到裙房与高层部分沉降一致。 ④综合采用上述方法处理。 2高层建筑结构的工作特点有哪些。 其布置原则是什么。 标准答案： 高层建筑结构的工作特点：①结构设计时，应考虑高层建筑结构的整体工作性能；②水平作用对高层建筑结构的影响占主导地位；③高层建筑结构具有刚度大、延性差、易损的特点；④在进行结构设计时，应考虑结构的薄弱层。 其布置原则：高层建筑不应采用严重不规则的结构体系；宜采用规则结构， [即体型（平面、立面）规则，结构平面布置均匀、对称并具有较好的抗扭刚度；结构竖向布置均匀，结构的刚度、承载力和质量分布均匀，无突变的结构 ]；应使结构具有必要的承载能力、刚度和变形能力；应避免部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承载重力荷载、 风荷载和地震作用的能力；对可能出现的薄弱部位应采取有效的措施予以加强，宜设置多道防线。 2高层结构剪力墙设计中，剪力墙的布置应满足什么要求。 标准答案： （ 1）高宽比限制：高层结构剪力墙的最大适用高宽及高宽比应满足水平荷载作用下的整体抗倾覆稳定性要求。 （ 2）结构平面布置：①剪力墙结构中，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置；一般情况下，采用矩形、 L 型、 T 形平面时，剪力墙沿两个正交的主轴方向布置；三角形及 Y 形平面可沿三个方向布置；正多边形、圆形和弧形平面，则可沿径向及环向布置。 ②关高层建筑结构不应采用 全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。 ③剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的短肢和连梁。 ④同一轴线的连续剪力墙过长时，应该用楼板（不设连梁）或细弱的连梁分成若干各墙段，每个墙段相当于一片独立剪力墙，墙段的高宽比应不小于 2。 ⑤剪力墙结构中，如果剪力墙的数量太多，会使结构刚度和重量都太大，不仅材料用量大而且地震力也增大，一般采用大开间剪力墙比采用小开间剪力墙更好。 （ 3）结构竖向布置：①普通剪力墙结构的剪力墙应在整个建筑竖向连续，上应到顶，下要到底，中间楼层不要中断。 ②为减少上下剪力墙结构的偏心，一般情况 下厚度宜两侧同时内收。 ③剪力墙的洞宜上下对齐，成列布置，使剪力墙形成明确的墙肢和连梁。 ④剪力墙相邻洞口之间及洞口与墙边缘之间要避免小墙肢。 ⑤采用刀把形剪力墙会使剪力墙受力复杂，应力局部集中，而且竖向地震作用会产生较大的影响，宜十分慎重。 ⑥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 和底部两层二者的较大值，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得到 1/10；部位框支剪力墙底部加强部位的高度可取框支层以上两层的高度及墙肢总高度的 1/8 二者的较大值。 什么是高 层建筑结构的概念设计。 在进行概念设计时的要点主要有哪些。 标准答案： 高层建筑结构的概念设计是指工程结构设计人员运用所掌握的理论知识和工程经验，在方案阶段和初步设计阶段，从宏观上，总体上和原则上去决策和确定高层建筑结构设计中的一些最基本、最本质也是最关键的问题，主要涉及结构方案的选定和布置、荷载和作用传递路径的设置、关键部位和薄弱环节的判定和加强、结构整体稳定性保证和耗能作用的发挥以及承载力和结构刚度在平面内和沿高度的均匀分配；结构分析理论的基本假定等。