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1、1 高层建筑结构设计作业答案 3 1、什么是高层建筑和高层建筑结构？ 3 2、高层建筑结构中结构轴力、弯矩和位移与结构高度的关系大体如何？3 3、按功能材料分，高层建筑结构类型主要有哪几种？3 4、高层建筑的抗侧力体系主要有哪几类？各有哪些组成和承受作用特点？3 5、高层建筑中活荷载的不利布置一般怎样考虑？为什么要这样考虑？3 6、高层建筑结构所受的风荷载主要与哪些因素有关？总风荷载是怎样计算的？4 7、什么是地震作用？地震作用大小与哪些因素有关？4 8、高层建筑结构抗震设防的三水准要求是什么？为达到这些要求，应采用哪几个阶段抗震 设计方法？.4 9、高层建筑结构地震作用的计算方法有哪些？它们
2、的实用条件是什么？4 10、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？.5 11、高层建筑结构基本自振周期的近似计算方法有哪些？5 12、减少高层建筑温差影响的措施是什么？ 6 13、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？6 14、高层建筑结构的工作特点有哪些？其布置原则是什么？6 15、高层结构剪力墙设计中，剪力墙的布置应满足什么要求？6 16、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？7 17、高层建筑设计采用的三个基本假定是什么？7 18、什么是荷载效应和荷载效应组合？荷载效应组合可分哪几种？7 19、对于 6
3、0m 以下 8 度抗震设计的高层建筑需要考虑哪些荷载效应组合？.7 20、什么是结构的延性？结构应具有哪些特点才能具有较好的延性？7 21、为什么要对高层建筑进行罕遇地震作用下薄弱层的抗震变形验算？是怎么验算的7 22、应怎样计算高层建筑层间弹塑性位移？ 8 23、多道抗震防线的含义和目的是什么？对于框架-剪力墙体系、框架-筒体体系、筒中筒体 系、交叉支撑及耗能器结构中，多道防线分别是哪些？8 24、 什么是延性系数？进行延性结构设计时应采用什么方法才能达到抗震设防三水准目标？ .8 25、框架结构定义及优点、缺点及其适用范围如何？8 26、框架结构的破坏机理是什么？ 8 27、框架结构结构整
4、体布置原则有哪些？ 9 28、框架结构梁、柱构件截面几何尺寸的初选方法是什么？9 29、分层法计算竖向荷载作用下平面框架结构的荷载效应时的基本假定是什么？9 30、分层法计算时为什么要将上层柱的线刚度乘以 0.9 进行折减？传递系数为什么要变为 0.3333？9 31、分层法所得弯矩荷载效应计算结果有什么特征？节点力矩不平衡时通常如何处理？9 32、反弯点法计算水平荷载作用下平面框架结构的荷载效应时，其基本假定是什么？9 33、柱抗侧移刚度的物理意义是什么？ 9 34、反弯点法计算弯矩时，与框架中节点相连的梁端弯矩计算公式说明了什么？10 35、D 值法的基本假定是什么？.10 36、柱反弯点
5、高度与哪些因素有关？ 10 37、什么是标准反弯点高比？.10 38、反弯点法与 D 值法计算框架结构内力的具体步骤是什么.10 2 39、框架结构在水平荷载作用下的侧移是由哪几部分组成的？各怎样计算？10 40、为什么对高层建筑结构来说，必须验算结构的侧向位移？11 41、高层框架结构中的侧移哪些是有害性侧移、哪些是无害性侧移？11 42、框架结构的水平变形曲线有什么特征？ 11 43、 什么是控制截面？什么是控制内力？框架梁、 柱结构构件的控制截面分别有几个？控制 内力各有哪些？.11 44、梁端弯矩调幅原因是什么？调幅大小有何依据？11 45、抗震措施有多少等级？为什么有时要求高，有时要
6、求低？有什么样的大致规律性？11 46、延性框架结构的设计要点是什么？ 12 47、保证框架梁结构构件具有足够延性的措施有哪些？12 48、框架结构构件设计中， “强剪弱弯”要求是如何实现的？12 49、为什么抗震设计中，钢筋混凝土的斜截面抗剪承载力设计计算公式中，箍筋及混凝土设 计强度均乘以 0.8 的折减系数？. 12 50、框架柱剪跨比、轴压比、剪压比定义是什么？它们与框架柱破坏形态有什么样的关系？ .12 51 保证框架柱结构构件具有足够延性的措施有哪些？.12 52、 为什么要设计强柱弱梁框架结构？如何设计强柱弱梁？下面几个概念是否对？为什么？ .12 第 5 章剪力墙结构设计.13
7、 53、剪力墙结构定义、优点、缺点及其适用范围如何？13 54、按剪力墙结构的几何形式可将其分为几种类型？13 55、为什么要用等效截面积和等效惯性矩来代替原截面特征计算整体剪力墙水平侧移？13 56、连续连杆法的基本思路、各基本方程的实质含义是什么？13 57、双肢剪力墙采用连续连杆法计算所得荷载效应的特点是什么？14 58、小开口整体墙是如何被划定的？水平荷载作用下内力特点是什么？14 59、在剪力墙内，水平钢筋和竖向钢筋设计原则是什么？14 60、悬臂剪力墙正截面抗弯承载力设计时，大小偏心受压情况下，截面应力假定如何？14 61、抗震延性悬臂剪力墙设计和构造措施有哪些？15 62、联肢剪
8、力墙“强墙弱梁”设计要点是什么？15 63、开洞剪力墙中，连梁性能对剪力墙破坏形式、延性性能有些什么影响？连梁延性设计要 点是什么？.15 64、高墙与矮墙的主要区别是什么？ 15 1. 框架结构和框筒结构的结构平面布置有什么区别?. 15 2.计算水平地震作用有哪些方法?16 3.什么是抗震设计的二阶段设计方法?为什么要采用二阶段设计方法?. 16 9.什么是地震系数、动力系数和地震影响系数?. 16 4.延性和延性比是什么?为什么抗震结构要具有延性?16 5.什么是概念设计?16 6.什么是内力组合和位移组合?16 13.为什么钢筋混凝土框架梁的弯矩能作塑性调幅?如何进行调幅?. 16 7
9、.为什么梁铰机制比柱铰机制对抗震有利?16 8.为什么梁、柱构件应按“强剪弱弯”设计?17 9.影响水平荷载下柱反弯点位置的主要因素是什么?. 17 10.简述剪力墙边缘构件的作用及类型。. 17 3 高层建筑结构设计高层建筑结构设计作业作业答案答案 第第 1 章章概述 思考题： 1、什么是高层建筑和高层建筑结构？、什么是高层建筑和高层建筑结构？JGJ3-2002高层建筑混凝土结构技术规程和 JGJ99-1998高层民用建筑钢结构技术规程是如何规定的？ 答：高层建筑尚无统一的严格定义，不同国家、不同时期，对高层建筑定义也不同，但原则 上是以层数和建筑高度来标定的。如： 德国规定 22m 以上的
10、建筑物为高层建筑 英国规定 24.3m 以上的建筑物为高层建筑 美国规定 24.6m 以上或 7 层以上的建筑物为高层建筑 法国规定居住建筑物高度在 50m 以上，其他建筑物高度在 28m 以上的建筑为高层建筑 日本规定 8 层以上或者高度超过 31m 的建筑为高层建筑， 而 30 层以上的旅馆、 办公楼和 20 层以上的住宅为超高层； 高层建筑结构是高层建筑中的主要承重骨架。 2、高层建筑结构中结构轴力、弯矩和位移与结构高度的关系大体如何？、高层建筑结构中结构轴力、弯矩和位移与结构高度的关系大体如何？ 答：高层建筑结构中 轴力和结构高度成线性关系； 弯矩和结构高度成二次方关系； 位移和结构高
11、度成四次方关系。 3、按功能材料分，高层建筑结构类型主要有哪几种？、按功能材料分，高层建筑结构类型主要有哪几种？ 答：按功能材料分： 混凝土结构 钢结构 钢和混凝土的混合结构型式. 4、高层建筑的抗侧力体系主要有哪几类？各有哪些组成和承受作用特点？、高层建筑的抗侧力体系主要有哪几类？各有哪些组成和承受作用特点？ 答：高层建筑的抗侧力类型主要有：框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构、 悬臂结构及巨型框架结构。 组成和承受作用特点： 框架结构体系架结构体系有线型杆件梁和柱作为主要构件组成的， 承受竖向和水平作 用； 剪力墙结构体系：混凝土墙体组成，承受全部竖向和水平作用的； 框架剪力墙结
12、构体系： 框架结构中布置一定数量的剪力墙组成由框架和剪力墙共同承 受竖向和水平作用； 筒体结构体系：由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用； 悬臂结构体系： 在钢筋混凝土内筒为主要受力结构的高层建筑中， 从内筒不同高度处伸 出金属悬臂杆，并在其端部挂有钢吊杆与内筒共同承受各层楼板的自重与附加的活荷载； 巨型框架结构体系：由若干巨柱以及巨梁组成，承受主要的水平力和竖向荷载；其余的 楼面截面梁柱组成二级结构，只将楼面荷载传递到巨型框架结构上去。 第第 2 章章高层建筑结构受力特点和结构概念设计高层建筑结构受力特点和结构概念设计 思考题： 5、高层建筑中活荷载的不利布置一般怎样考虑？为什么要这样考虑
13、？、高层建筑中活荷载的不利布置一般怎样考虑？为什么要这样考虑？ 答： 高层建筑中活荷载的不利布置一般不考虑楼面及屋面活荷载的不利布置， 而是按满布考 虑进行计算，但是当楼面活荷载大于 4.0kN/时，各截面内力计算时仍考虑活荷载的布置， 按不利荷载计算结构在竖向荷载作用下的内力。 不考虑活荷载不利布置是因为： 1)在高层建筑中各种活荷载占竖向荷载的比例很小，活荷载一般在 1.52.5 kN/范围内， 只占全部竖向荷载的 1020，因此活荷载不同的布置方式对结构内力产生的影响很小； 4 2)高层建筑结构是个复杂的空间体系，层数与跨数多，不利分布的情况复杂多样，计算工作 量极大且计算费用上不经济，
14、为了简化起见，可以不考虑活荷载不利分布，按满布方式布置 作内力计算后再将框架梁的跨中弯矩乘以 1.11.3 的放大系数。 6、高层建筑结构所受的风荷载主要与哪些因素有关？总风荷载是怎样计算的？高层建筑结构所受的风荷载主要与哪些因素有关？总风荷载是怎样计算的？ 答： 高层建筑结构所受的风荷载的大小与建筑地点的地貌、 离地面或海平面高度、 风的性质、 风速、风向以及高层建筑自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。 总风荷载是建筑物各个表面承受风力的合力， 是沿高度变化的分布荷载， 总风荷载的作用点 是各个表面风荷载的合力作用点。 Z 高度处总风荷载值的大小为 ii n i sizz n i
15、iz wWWcos 1 0 1 )coscoscoscos( 2221110nnsniisisszz w 式中 si 第 i 个表面的平均风荷载体型系数； i 第 i 个表面的宽度； i 第 i 个表面的法线与风荷载作用方向的夹角； n建筑物的外围表面总数。 7、什么是地震作用？地震作用大小与哪些因素有关？、什么是地震作用？地震作用大小与哪些因素有关？ 答： 地震作用是指地震波从波源通过基岩传播引起的地面运动， 使处于静止的建筑物受到动 力作用而产生的强烈振动。 地震作用的大小与地震波的特性有关， 还与场地土性质及房屋本 身的动力特性有很大关系。 8、高层建筑结构抗震设防的三水准要求是什么？为
16、达到这些要求高层建筑结构抗震设防的三水准要求是什么？为达到这些要求， ，应采用哪几应采用哪几 个阶段抗震设计方法？个阶段抗震设计方法？ 答：高层建筑结构抗震设防的三水准要求使“小震不坏，中震可修，大震不倒” ，即：高层 建筑结构在小震作用下应维持在弹性状态， 建筑物一般不受损坏或不修理仍可继续使用， 为 第一水准；在中等烈度的地震作用下，可以局部进入塑性状态，可能有一定的损坏，但结构 不允许破坏，震后经一般修复可以继续使用，为第二水准；当遭受强烈地震作用时，建筑物 不应倒塌或发生危及生命的严重破坏，为第三水准。 为达到这些要求，应采用两阶段抗震设计方法： 第一阶段设计： 是针对所有进行抗震设计的高层建筑。 除了确定结构方案和进行结构布置时 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）
