華中科技遠程教育高層建筑結構設計作業(yè)題

1、第一章作業(yè)參考答案：1、什么是高層建筑？高層民用建筑設計防火規(guī)范 （gb5044595）定義為： 10 層及 10 層以上的居住建筑以及建筑高度超過24米的公共建筑。高層建筑混凝土結構技術規(guī)程（jgj3-2010 ）定義為： 10 層及 10 層以上或房屋高度超過28 米的住宅建筑結構和高度大于24 米的其他民用建筑結構。2、與多層建筑結構相比，高層建筑結構的特點有哪些？水平荷載成為決定性因素；軸向變形不容忽視；水平荷載作用下側移成為控制指標；為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，結構延性是重要的設計指標；體形要求，選擇抗風能力好的結構；重視概念設計，包括結構平、立面布置要規(guī)則等

2、；扭轉效應大。1、框架和剪力墻共同承受豎向荷載和水平力的結構體系為（c）a 框架結構b 剪力墻結構c 框架-剪力墻結構 d 框筒結構2、框架 -剪力墻結構在水平荷載作用下的變形曲線為（ c ）a 剪切型b 彎曲型 c 彎剪型 d 不確定3、下列（ c ）變形縫設置時，裙房與主體結構的基礎必須斷開。 a 防震縫 b 伸縮縫c 沉降縫 d 以上三者均應斷開4、三大常規(guī)結構體系在側向荷載作用下的變形特點？并簡述框架結構的變形機理?？蚣芙Y構：剪切型，剪力墻結構： 彎曲型，框剪結構：彎剪型框架結構的變形機理：框架結構側向位移主要由兩部分組成：梁和柱的完成變形產(chǎn)生的水平位移和柱的軸向變形產(chǎn)生的水平位移；前

3、者的位移曲線呈剪切型，自下而上層間位移減小，后者的位移曲線呈彎曲型，自下而上層間位移增大；水平位移以剪切型為主。1、 試給出風荷載標準值w0的計算公式，并指出各參數(shù)的意義？、解：wk= z us uzw0其中：z 指 z 高度處的風振系數(shù)，對于高度大于30m且高寬比大于1.5 的房屋建筑， 用風振系數(shù)bz加大風載，否則z =1.0 ；us 指風荷載體型系數(shù)，與建筑物的平面形狀有關；uz 指風壓高度變化系數(shù)， 與建筑物地面粗糙度類別和計算構件所處高度有關；w0指基本風壓值， 與建筑物海拔高度 （即所處地區(qū)）和重現(xiàn)期有關。2、 抗震計算方法有哪些？抗震計算方法有：底部剪力法、振型分解反應譜法、時程

4、分析法3、我國抗震規(guī)范采用的三水準抗震設防目標是（ a ）a.小震不壞，中震可修，大震不倒b.小震完好，中震可修，大震不倒c.小震完好，中震不壞，大震不倒d.小震不壞，中震完好，大震不倒4、下列關于抗震設計方法與理論中，錯誤的一項是（d）a.結構抗震設計的主要方法包括底部剪力法（靜力法）、陣型分解反應譜法和時程分析法b.底部剪力法適用于高度不超過40m、以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度分布均勻的結構c.框架結構的理論計算周期比實際值大的原因在于填充墻對結構側向剛度的增大作用d.結構的側向剛度越大，水平地震作用下結構越安全1.根據(jù)概念設計，高層建筑結構的建筑形體和結構布置應遵循哪些原則？采用平、立面規(guī)

5、則建筑，不應采用嚴重不規(guī)則建筑；具有足夠大的承載力和剛度；具有明確的計算簡圖、合理的地震作用傳遞路徑和不間斷傳力路線；具有良好的彈塑性變形能力和地震耗能能力；具有多個冗余度和備用傳遞路徑，防止結構連續(xù)性倒塌；設置多道抗震防線；構件之間連接方式具有明確的力學概念，或固結或鉸接。2.高層建筑平面不規(guī)則、豎向不規(guī)則分別包括哪些類型？平面不規(guī)則：扭轉不規(guī)則、凹凸不規(guī)則和樓板局部不連續(xù)；豎向不規(guī)則包括側向剛度不規(guī)則、豎向抗側力構件不連續(xù)喝樓層承載力突變。3.下列關于材料應變延性的說明中，錯誤的一項是（ d ）a.材料的延性指材料的塑形變形能力b.等間距的井字復合箍對混凝土的約束比普通矩形箍好c.鋼筋的抗

6、拉強度實測值與屈服強度實測值不宜過小，以保證鋼筋屈服后的耗能能力d.鋼筋屈服強度實測值與屈服強度標準比的比值應當偏大1.什么是延性？分別簡述材料延性、截面曲率延性、結構位移延性的概念？答案： p113，延性指材料、截面、構件或結構屈服后，仍保持一定的強度或承載力時的塑性變形能力。材料延性指材料進入屈服應變后，到達材料強度沒有顯著降低時的極限應變的塑性變形能力；截面曲率延性指截面進入屈服曲率與極限曲率之間塑性轉動能力；結構位移延性以結構層間位移延性系數(shù)衡量，等于結構層間極限位移與結構層間屈服位移的比值。2.下列對剪重比概念理解錯誤的一項是（c ）a.剪重比指樓層水平地震剪力標準值與該層及以上各層

7、重力代表值之和的比值b.限制剪重比主要是為了防止計算得到的樓層水平地震剪力偏小c.剪重比越大，樓層水平地震剪力越小d.剪重比主要針對基本周期較長的高層建筑3.柱截面不利內(nèi)力組合可能包含的情況是見教材 p108，|m|max及相應的 n，nmax及相應的 m，nmin 及相應的 m，|m| 較大及 n 較大（小偏壓） 或較?。ù笃珘海?。1、下列關于樓板平面內(nèi)剛度無限大的假定，理解錯誤的一項是（b ）a.平面內(nèi)剛度無限大指在側向力作用下，樓板只發(fā)生剛體平移或轉動b.當樓板開洞口較大時，仍可采用平面內(nèi)無限剛度假定c.各個抗側力構件之間通過樓板相互聯(lián)系并協(xié)調(diào)工作d.樓板平面外剛度很小，可以忽略2、框

8、架結構豎向荷載下的簡化計算方法為（ a ）a.分層力矩分配法b.反彎點法c.d值法d.矩陣位移法3、聯(lián)肢剪力墻的計算方法是（b）a.材料力學法b.連續(xù)化方法c.協(xié)同工作計算方法d.反彎點法4、聯(lián)肢剪力墻連續(xù)化方法的計算假定有哪些？答案 :忽略連梁軸向變形， 即假定兩墻肢水平位移完全相同；兩墻肢各截面轉角和曲率都相等，因此連梁兩端轉角相等，連梁反彎點在中點；各墻肢截面、各連梁截面及層高等幾何尺寸沿全高是相同的。1、 將空間結構簡化為平面結構的簡化假定有哪些？1.平面結構假定： 框架及剪力墻只在其自身平面內(nèi)有剛度， 平面外剛度很?。?.樓板在其自身平面內(nèi)剛度無限大，平面外剛度很小，可以忽略；3.

9、水平荷載作用方向假定:水平荷載作用在房屋結構的主軸方向及斜交結構方向 （當斜交方向角大于15時）。2、影響柱兩端約束剛度的主要因素有哪些？答案 :結構的總層數(shù)及該層所在位置；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。3、關于框架 -剪力墻結構協(xié)同工作計算方法中剛度特征值的理解，錯誤的一項是（d ）a. 表示總框架抗推剛度cf 與總剪力墻抗彎剛度 eiw 的相對大小b. =0 是表明結構為純剪力墻結構c.=時表明結構為純框架結構d. 很小時，結構以剪力墻為主，側向位移曲線為剪切型4、簡述框架 -剪力墻協(xié)同共組計算方法中剛度特征值 的概念，并分析對內(nèi)力分配、側移變形有什么影響？答

10、案 :（1）剛度特征值是框架抗推剛度（或廣義抗推剛度）與剪力墻抗彎剛度的比值，它集中反映了結構的變形狀態(tài)及受力狀態(tài)。（2）對側移曲線的影響：框架剪力墻結構體系的側向位移曲線呈彎剪型，結構側移曲線隨剛度特征值的變化而變化。當 值較?。ㄈ?1）時總框架的抗推剛度較小、總剪力墻的等效抗彎剛度相對較大，結構的側移曲線接近彎曲型，這時剪力墻起主要作用；而當 較大（如 6）時，總框架的抗推剛度相對較大，總剪力墻的等效抗彎剛度相對較小，框架的作用愈加顯著，所以結構的側移曲線接近剪切型；當 在 16 之間時，結構側移曲線介于二者之間，表現(xiàn)為彎剪型，即下部以彎曲變形為主，越往上部逐漸轉變?yōu)榧羟行汀＃?）對結構內(nèi)

11、力的影響：框架、剪力墻之間的剪力分配關系隨變化：當 很小時， 剪力墻承擔大部分剪力； 當 很大時，框架承擔大部分剪力。框架和剪力墻之間的剪力分配關系隨樓層的不同而變化：剪力墻的下部受力較大；而框架的中部受力較大。1、延性框架的抗震設計概念有哪些？、延性框架的抗震設計概念有哪些？答案 :1.強柱弱梁；2.強剪弱彎；3.強核心區(qū)，強錨固4.局部加強5.限值柱軸壓比，加強柱箍筋對混凝土的約束。2、影響框架柱延性和耗能的主要因素有哪些？見教材 p193， 剪跨比、軸壓比和箍筋配置。3、某框架梁柱節(jié)點，左右梁端彎矩設計值之和為 640kn m，上下柱的線剛度比值為 7:9，不考慮內(nèi)力調(diào)整，則下柱端截面的

12、彎矩設計值為（d ）kn m。a.160 b.280 c.320 d.360 柱端彎矩分配按線剛度比值考慮，所以下柱端截面的彎矩設計值=6409/(7+9)=360 ，選 d 1、延性剪力墻抗震設計原則有哪些？解答：強墻肢弱連梁；強剪弱彎；限制墻肢軸壓比和墻肢設置邊緣構架；設置底部加強部位；連梁采取特殊措施，使連梁成為延性構件2、墻肢斜截面剪切破壞形態(tài)有哪些？2、剪拉破壞、斜壓破壞、剪壓破壞，見教材 p224. 3、剪力墻約束邊緣構件的類型包括_暗柱、端柱、翼墻和轉角墻， _、_、_和_. 1、 抗震計算方法中，（）適用于高度不超過 40m、以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布均勻的結構。a.

13、振型分解反應譜法b.底部剪力法c.時程分析法d.實體有限元法解答：選 b，見教材 p79，底部剪力法是一種簡化的手算方法。2、下列不屬于框架結構延性概念設計的一項是（）a.強柱弱梁b.強剪弱彎c.提高柱的軸壓比計算值d.強節(jié)點弱構件解答：選 c，柱的軸壓比越大，其延性越差。3、 框架柱軸壓比計算公式n=n/(fca)中 n的含義是（）a.重力荷載代表值下的軸壓力標準值b.重力荷載代表值下的軸壓力設計值c.考慮地震作用組合下的軸壓力標準值d.考慮地震作用組合下的軸壓力設計值解答：選 d，見教材 p193，注意與墻肢軸壓比定義的區(qū)別。4、下列關于框架梁的構造措施中，理解錯誤的是（）a.限值梁截面最

14、小尺寸的目的是避免剪壓比（平均剪應力與軸心抗壓強度的比值）過大b.凈跨與梁高比值小于4 時，框架梁不易出現(xiàn)剪切破壞c.限制框架梁截面相對受壓區(qū)高度的目的是為了提高梁端塑性鉸的延性d.梁端箍筋加密區(qū)長度取值與梁截面高度無關解答：選 d，見教材 p192 表 6-2，梁端箍筋加密區(qū)長度取值與梁截面高度有關。5、延性指屈服后強度或承載力沒有顯著降低時的（）變形能力。a.彈性b.塑性c.線性d.以上均不對解答：選 b，延性是塑性變形能力。6、簡述高層建筑結構平面布置的一般原則。答案 : 在高層建筑的一個獨立結構單元內(nèi)，結構平面形狀宜簡單、規(guī)則、對稱，盡量減少復雜受力和扭轉受力，質(zhì)量、剛度和承載力分布宜

15、均勻，以減少扭轉。平面不宜過于狹長，突出部分的長度不宜過大，不宜采用角度重疊的平面圖形和細腰形平面圖形。7、為保證剪力墻墻肢的延性，采取的構造措施有哪些？注意此題是說剪力墻的延性構造措施，而非剪力墻結構的延性設計概念。答案 : （1）墻肢的立面尺寸：宜設計成高墻，避免矮墻；（2）墻肢的截面尺寸應滿足最小墻厚的要求和剪壓比的限值；（3）墻肢應配置豎向和橫向分布鋼筋；（4）限制抗震剪力墻墻肢的軸壓比；（5）剪力墻截面兩端設置邊緣構件。8、試說明剪力墻結構體系的結構特點（提示：從優(yōu)點和缺點兩個角度出發(fā)）？答案 : 優(yōu)點：側向剛度大、空間整體性好、抗震性能好； 用鋼量較??； 房間不露梁柱，整齊美觀；可

16、以做成平面比較復雜、體形優(yōu)美的建筑物；缺點：剪力墻間距不能太大，平面布置不靈活，不能滿足公共建筑的使用要求；多用于住宅或旅館建筑；結構自重大。9、框架結構、剪力墻結構和框架-剪力墻結構在側向力作用下的水平位移曲線各有什么特點？答案：框架結構：剪切型，剪力墻結構：彎曲型，框架 -剪力墻結構：彎剪型?？蚣芙Y構的變形機理：框架結構側向位移主要由兩部分組成：梁和柱的完成變形產(chǎn)生的水平位移和柱的軸向變形產(chǎn)生的水平位移；前者的位移曲線呈剪切型，自下而上層間位移減小，后者的位移曲線呈彎曲型，自下而上層間位移增大；水平位移以剪切型為主； 框架-結構是框架結構和剪力墻結構的協(xié)同變形。10、某 15 層剪力墻截面厚度250mm，層高 3.3m，墻體總寬6m，總高 49.5m，每層均在墻體正中間設有1.2m 寬 2.4m 高的洞口，剪力墻混凝土等級c30，試計算該剪力墻在倒三角分布荷載作用下的等效剛度。（注：混凝土剪切模量g=0.42e ）答案 : 剪力墻全截面慣性矩：i1=bh3/12=0.2563/12=4.5m4開洞口處截面慣性矩：i2=b(h3-h23)/12=0.25(63-1.23)/12=4.464m4截面折算慣性矩：i