高層建築結構簡答題

2021-03-04 06:32:04 字數 4874 閱讀 4689

簡答題1. 框架結構和框筒結構的結構平面布置有什麼區別?

【標準答案】

框架是平面結構,主要由於水平力方向平行的框架抵抗層剪力及傾覆力矩。框筒是空間結構,沿四周布置的框架參與抵抗水平力,層剪力由平行於水平力作用方向的腹板框架抵抗。傾覆力矩由腹板框架和垂直於水平力方向的翼緣框架共同抵抗。

框筒結構的四榀框架位於建築物周邊,形成抗側、抗扭剛度及承載力都很大的外筒,使建築材料得到充分的利用。因此,框筒結構的適用高度比框架結構高得多。

2.計算水平**作用有哪些方法?

【標準答案】

計算等效水平**作用是將**作用按水平和豎直兩個方法分別來進行計算的。具體計算方法又分為反應譜底部剪力法和反應譜振型分解法兩種方法。

3.什麼是抗震設計的二階段設計方法?為什麼要採用二階段設計方法? 【標準答案】

第一階段為結構設計階段,第二階段為驗算階段。保證小震不壞、中震可修、

大震不倒的目標實現。

4什麼是**係數、動力係數和**影響係數?

【標準答案】

**係數:地面運動最大加速度與g的比值。

動力係數:結構最大加速度反應相對於地面最大加速度的最大係數。

**影響係數:**係數與動力係數的積。

5延性和延性比是什麼?為什麼抗震結構要具有延性?

【標準答案】

延性是指構件和結構屈服後,具有承載力不降低或基本不降低、且有足夠塑性變形能力的一種效能。

構件延性比:對於鋼筋混凝土構件,當受拉鋼筋屈服後,進入塑性狀態,構件剛度降低,隨著變形迅速增加,構件承載力略有增大,當承載力開始降低,就達到極限狀態。

延性比是極限變形與屈服變形的比值。

結構延性比:對於乙個鋼筋混凝土結構,當某個桿件出現塑性鉸時,結構開始出現塑性變形,但結構剛度只略有降低;當塑性鉸達到一定數量以後,結構也會出現屈服現象」即結構進入塑性變形迅速增大而承載力略微增大的階段,是屈服」後的聯塑性階段。結構的延性比通常是指達到極限時頂點位移與屈服時頂點位移的比值。

6.什麼是概念設計?

【標準答案】

結構概念設計是保證結構具有優良抗震效能的一種方法。概念設計包含極為廣泛的內容,選擇對抗震有利的結構方案和布置,採取減少扭轉和加強抗扭剛度的措施,設計延性結構和延性結構構件,分析結構薄弱部位,並採取相應的措施,避免薄弱層過早破壞,防止區域性破壞引起連鎖效應,避免設計靜定結構,採取二道防線措施等等。應該說,從方案、布置、計算到構件設計、構造措施每個設計步驟中都貫穿了抗震概念設計內容。

7.什麼是內力組合和位移組合?

【標準答案】

內力組合是要組合構件的控制截面處的內力,位移組合主要是組合水平荷載作用下的結構層間位移。組合工況分為無**作用組合及有**作用組合兩類。

8.為什麼鋼筋混凝土框架梁的彎矩能作塑性調幅?如何進行調幅?

【標準答案】

降低跨中彎矩。提高延性等。給一定係數的折減。

9.為什麼梁鉸機制比柱鉸機制對抗震有利?

【標準答案】

梁鉸機制是指塑性鉸出在樑端除柱腳外,柱端無塑性鉸;柱鉸機制是指在同一層所有柱的上下端形成塑性鉸梁鉸機制之所以優於柱鉸機制是因為:梁鉸分散在各層,即塑性變形分散在各層,不至於形成倒塌機構,而柱鉸集中在某一層,塑性變形集中在該層,該層為柔軟層或薄弱層,形成倒塌機構;梁鉸的數量遠多於柱鉸的數量,在同樣大小的塑性變形和耗能要求下,對梁鉸的塑性轉動能力要求低,對柱鉸的塑性轉動能力要求高;梁是受彎構件,容易實現大的延性和耗能能力,柱是壓彎構件,尤其是軸壓比大的柱,不容易實現大的延性和耗能能力.實際工程設計中,很難實現完全梁鉸機制,往往是既有梁鉸\又有柱鉸的混合鉸機制.

設計中,需要通過加大柱腳固定端截面的承載力,推遲柱腳出鉸;通過"強柱弱梁",儘量減少柱鉸。

10為什麼梁、柱構件應按「強剪弱彎」設計?

【標準答案】

梁、柱剪下破壞是脆性破壞,延性小,力-變形滯回曲線「捏攏」嚴重,構件的耗能能力差;而彎曲破壞為延性破壞,滯回曲線呈「梭形」或捏攏不嚴重,構件的耗能能力大。因此,梁、柱構件應按」強剪弱彎「設計。

11.影響水平荷載下柱反彎點位置的主要因素是什麼?

【標準答案】

柱反彎點位置與柱端轉角有關,即與柱端約束有關。當兩端固定時,或兩端轉角相等時,反彎點在柱中點;當柱一端約束較小,即轉角較大時,反彎點向該端靠近,極端情況為一端鉸接,彎矩為0,即反彎點在鉸接端,規律就是反彎點向約束較弱的一端靠近。具體來講:

結構總層數、梁柱線剛度比、荷載形式、上層梁與下層梁剛度比、上下層層高比。

12.簡述剪力牆邊緣構件的作用及型別。

【標準答案】

剪力牆載截面兩端設定邊緣構件是提高牆肢端部混凝土極限壓應變、改善剪力牆延性的重要措施。邊緣構件分為約束邊緣構件和構造邊緣構件兩類。

13什麼是高層建築結構,其主要抗側力結構體系有哪些,他與多層結構的主要區別有哪些?

結構上大於10層或28m的建築為高層建築結構,主要抗側力結構體系有框架-剪力牆、剪力牆、筒體等;與多層結構的主要區別為:水平荷載是設計主要因素;側移成為控制指標;軸向變形和剪下變形不可忽略。 我國對高層建築結構是如何定義的?

我國《高層建築混凝土結構技術規程》(jgj3—2002)規定:10層及10層以上或房屋高度大於28m的建築物稱為高層建築,此處房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。

14、多高層建築結構有哪幾種結構體系?各種結構體系的優缺點和受力特點如何答:多、高層建築結構有以下結構體系:

(1)框架結構體系。優點是:建築平面布置靈活,能獲得大空間,也可按需要做成小房間;建築立面容易處理;結構自重較輕;計算理論比較成熟;在一定高度範圍內造價較低。

缺點是:框架結構的側向剛度小,水平荷載作用下側移較大,故需要控制建築物的高度。 (2)剪力牆結構體系。

優點是:剪力牆的承載力和側向剛度均很大,側向變形較小。缺點是:

結構自重較大;建築平面布置侷限性大,較難獲得大的建築空間。 (3)框架-剪力牆結構體系。優點是:

框架-剪力牆結構房屋比框架結構房屋的水平承載力和側向剛度都有所提高。 (4)筒體結構體系。優點是:

最主要的優點是它的空間效能好。缺點是:容易有剪力滯後現象。

(5)框架-筒體結構體系。優點是:這種結構體系兼有框架體系與筒體體系兩者的優點,建築平面布置靈活便於設定大房間,又具有較大的側向剛度和水平承載力。

(6)剛臂-芯筒體系。優點是:與框架-筒體結構體系相比,剛臂-芯筒體系具有更大的側向剛度和水平承載力,從而適用於更多層數的高層建築。

15、簡述高層建築結構布置的一般原則。

高層房屋平面宜簡單、規則、對稱,儘量減少複雜受力和扭轉受力,盡量使結構抗側剛度中心、建築平面形心、建築物質量中心重合,以減少扭轉。高層建築,其平面形狀可以是方形、矩形和圓形,也可以採用l形、t形、十字形和y形。但平面尺寸要滿足有關規範要求。

高層結構房屋豎向的強度和剛度宜均勻、連續,無突變。避免有過大的外挑和內收,避免錯層和區域性夾層,同一樓層樓面標高盡量統一,豎向結構層間剛度上下均勻,加強樓蓋剛度,以加強連線和力的傳遞。同時,建築物高寬比要滿足有關規定,並按要求設定變形縫

16為什麼規範對每一種結構體系規定最大的適用高度?實際工程是否允許超過規範規定的最大適用高度?

1)要根據房屋建築的高度、是否需要抗震設防、抗震設防烈度等因素,確定乙個與其匹配的、經濟的結構體系,使結構效能得到充分發揮,建築材料得到充分利用。而每一種結構體系有其最佳的適用高度。(4分) 2)允許,當房屋高度超過規定的最大高度時,要進行專門的研究和論證。

17簡述剪力牆結構的布置要求。

答案: 1.雙向布置:

剪力牆布置成t型、l型、i型等。 2.上下連續:

貫穿全高、避免剛度突變。使結構剛度連續而且變化均勻 3.左右對稱:

可減少結構的扭轉。 4.避免錯洞:

洞口宜成列布置,形成明確的聯肢牆

18、剪力牆抗震設計的原則有哪些?為什麼要設定剪力牆的加強部位?試說明剪力牆加強部位的範圍。

強牆弱梁、強剪弱彎、限制牆肢軸壓比和牆肢設定邊緣構件、加強重點部位、連梁特殊措施。因為剪力牆加強部位的彎矩和剪力均很大;總高1/8和底部2層高度中的較大值,且不大於15m。

19剪力牆結構對混凝土強度等級有何要求?

答:剪力牆的混凝土強度等級一般是根據結構的剛度和承載能力等要求確定的。 剪力牆結構的混凝土強度等級不應低於c20,以短肢剪力牆為主的結構,其混凝土強度等級不應低於c25。

20、剪力牆有哪幾種型別?

答:剪力牆根據有無洞口、洞口的大小和位置以及形狀等可分為四類,即整截面牆、整體小開口牆、聯肢牆、壁式框架。 (1)整截面牆,指沒有洞口的實體牆或洞口很小的剪力牆,其受力狀態如同豎向懸臂構件。

當剪力牆高寬比較大時,受彎變形後截面仍保持平面,法向應力呈線性分布。 (2)整體小開口牆,指洞口稍大且成列分布的剪力牆,截面上法向應力稍偏離直線分布,相當於整體彎矩直線分布和牆肢區域性彎矩應力的疊加。牆肢的區域性彎矩一般不超過總彎矩的15%,且牆肢在大部分樓層沒有反彎點。

(3)聯肢牆,指洞口更大且成列布置,使連梁剛度比牆肢剛度小得多,連梁中部有反彎點,各牆肢單獨作用較顯著,可看成若干個單肢剪力牆由連梁聯結起來的剪力牆。當開有一列洞口時為雙肢牆,當開有多列洞口時為多肢牆。 (4)壁式框架,當洞口寬而大,牆肢寬度相對較小,牆肢剛度與連梁剛度相差不太遠時,剪力牆的受力效能與框架結構相類似。

其特點是牆肢截面的法向應力分布明顯出現區域性彎矩,在許多樓層內牆肢有反彎點。

21、在水平荷載作用下,計算剪力牆結構時的基本假定是什麼?

答:剪力牆結構是空間結構體系,在水平荷載作用下為簡化計算,作如下假定: (1)樓蓋在自身平面內的剛度為無限大。 (2)各片剪力牆在其平面內的剛度較大,忽略其平面外的剛度。

22、為什麼框架-剪力牆結構中的剪力牆布置不宜過分集中?

答:剪力牆布置若過分集中,將會形成過大的質量和剛度,造成整個結構中的剛度和質量分布不均勻,造成應力集中,引起破壞。

23、在高層建築結構計算中,假定樓蓋在自身平面內為絕對剛性有何意義?如果不滿足上述假定,則在計算中應如何考慮?

答案: 樓板在其自身平面內不發生相對變形,只作剛體運動,平動和轉動;這樣,可按樓板水平位移線性分布的條件進行水平荷載的分配,如果結構無扭轉,則同層水平位移相等,可簡化結構計算。如不滿足剛性樓蓋的要求,則可按彈性樓蓋計算,或對剛性樓蓋計算的結構進行修正。

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