高層建筑與抗震設(shè)計復(fù)習(xí)題

1、 高層建筑與抗震設(shè)計復(fù)習(xí)題一、簡答題1、高層建筑結(jié)構(gòu)平面布置的一般原則是什么?2、試簡述框架結(jié)構(gòu)的組成與特點？3、框架結(jié)構(gòu)在采用分層法對計算簡圖進行分配系數(shù)計算時，采用什么方法來考慮支座轉(zhuǎn)動的影響？4、為何要限制剪力墻截面的剪壓比不能太大?5、在抗震設(shè)計的框架柱中，加密區(qū)箍筋的體積配箍率是根據(jù)哪些因素確定的?非加密區(qū)的箍筋用量有何要求?6、框架結(jié)構(gòu)進行構(gòu)件設(shè)計時，梁、柱的控制截面如何選??？7、剪力墻結(jié)構(gòu)有哪些類型？如何判別？8、影響框架梁柱延性的因素有哪些？9、什么是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)“三水準”抗震設(shè)防目標(biāo)？10、在計算地震作用時，建筑的重力荷載代表值如何取值？11、什么是防震縫？12、什么是

2、風(fēng)振系數(shù)？13、什么是剪壓比？14、什么是框剪結(jié)構(gòu)剛度特征值？15、什么是剪力墻結(jié)構(gòu)？16、什么是基本風(fēng)壓？17、什么是軸壓比？18、什么是組合結(jié)構(gòu)？19、什么是地震作用？二、分析題1、試寫出用D值法計算多層框架結(jié)構(gòu)在水平地震荷載作用下的彎矩的計算步驟與公式。2、什么是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)“三水準”抗震設(shè)防目標(biāo)？如何進行二階段抗震設(shè)計？ 三、計算題1、試用彎矩二次分配法計算圖示框架結(jié)構(gòu)的彎矩，并作出M圖。（ ）數(shù)值為梁柱相對線剛度的比值。2、某單層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，高4.5m，質(zhì)點質(zhì)量為G=2000KN，體系自振周期T=0.65s，側(cè)移剛度K=19000KN/m，阻尼比為0.05。建筑設(shè)防烈度

3、為7度，類場地，設(shè)計地震分組為第二組，設(shè)計基本地震加速度為0.10g，計算并回答下列問題：(1)按單質(zhì)點模型計算多遇地震烈度下的水平地震作用； (2)驗算彈性層位移是否滿足要求； (3)如果該結(jié)構(gòu)中使用了砌體填充墻，請判斷結(jié)構(gòu)自振周期、地震作用會發(fā)生怎樣變化？彈性層間位移是增大還是減??？一、簡答題1、高層建筑結(jié)構(gòu)平面布置的一般原則是什么?答 ： 獨立結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)滿足以下要求：(1) 簡單 、規(guī)則、均勻、對稱。(2) 承重結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置，偏心小，構(gòu)件類型少。(3) 平面長度和突出部分應(yīng)滿足規(guī)要求，凹角處宜采用加強措施。(4) 施工簡便，造價省。2、試簡述框架結(jié)構(gòu)的組成與特點？答：（1）框

4、架結(jié)構(gòu)是一種由梁和柱以剛接或鉸接相連接成承重體系的房屋建筑結(jié)構(gòu)見圖13-1。若干平面框架結(jié)構(gòu)由水平承重體系各層樓蓋和屋蓋連接形成空間的整體結(jié)構(gòu)體系。其中各平面框架結(jié)構(gòu)形成豎向承重體系，它們承受由樓蓋和屋蓋傳來的豎向和水平荷載并再傳給地基基礎(chǔ)。（2）框架結(jié)構(gòu)的特點是：建筑平面布置靈活，可以形成較大的使用空間以滿足車間、餐廳、實驗室、會議室、營業(yè)室等要求?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的組成簡單，只有框架柱和框架梁兩種基本構(gòu)件組成，便于構(gòu)件的標(biāo)準化、定性化，可以采用裝配式結(jié)構(gòu)也可以采用現(xiàn)澆式結(jié)構(gòu)?？蚣苤慕孛嫘问揭话銥榫匦位蛘叫?，由于建筑上的要求也可采用圓形、十字型、T形、L形等?？蚣芰旱慕孛嫘问揭话銥榫匦危琓形、倒

5、L形和十字型。框架結(jié)構(gòu)通過合理的設(shè)計可以獲得良好的力學(xué)性能，具有良好的抵抗地震的性能。3、框架結(jié)構(gòu)在采用分層法對計算簡圖進行分配系數(shù)計算時，采用什么方法來考慮支座轉(zhuǎn)動的影響？答：框架結(jié)構(gòu)在采用分層法對計算簡圖進行分配系數(shù)計算時，采用調(diào)整框架柱的線剛度來考慮支座轉(zhuǎn)動的影響，其方法是：（1）除底層以外其他各層柱的線剛度均乘0.9的折減系數(shù)；（2）除底層以外其他各層柱的彎矩傳遞系數(shù)取為1/3。4、為何要限制剪力墻截面的剪壓比不能太大?答：試驗表明，當(dāng)剪力墻截面尺寸太小(通常指厚度太小)，截面剪應(yīng)力過高時，會在早期出現(xiàn)斜裂縫，而且很可能是在抗剪鋼筋還沒有來得與發(fā)揮作用時，混凝土就在高剪力與壓力下被擠碎

6、了，此時配置更多的抗剪鋼筋已毫無意義。為避免這種破壞，應(yīng)當(dāng)對剪力墻截面的剪壓比進行限制。5、在抗震設(shè)計的框架柱中，加密區(qū)箍筋的體積配箍率是根據(jù)哪些因素確定的?非加密區(qū)的箍筋用量有何要求?答：（1）抗震設(shè)計的框架柱，其加密區(qū)箍筋的體積配箍率根據(jù)抗震等級、箍筋形式和軸壓比確定。（2）非加密區(qū)的箍筋不宜少于加密區(qū)箍筋的50%，且箍筋間距，一、二級框架柱不應(yīng)大于10倍縱筋直徑d，三、四級框架柱不應(yīng)大于15d。6、框架結(jié)構(gòu)進行構(gòu)件設(shè)計時，梁、柱的控制截面如何選取？答：（1）框架柱的彎矩，軸力和剪力沿柱高是線性變化的。因此可取各層柱的上、下端截面作為控制截面。（2）對于框架梁，在水平和豎向荷載共同作用下，

7、剪力沿梁軸線呈線性變化，彎矩則呈拋物線形變化（指豎向分布荷載），因此，除取梁的兩端為控制截面以外，還應(yīng)在跨間取最大正彎矩的截面為控制截面。為了簡便，不再用求極限的方法確定最大正彎矩控制截面，而直接以梁的跨中截面作為控制截面。7、剪力墻結(jié)構(gòu)有哪些類型？如何判別？答：（1）剪力墻結(jié)構(gòu)有整體墻、獨立墻肢、聯(lián)肢墻、整體小開口墻、壁式框架五種類型（2）判斷依據(jù)如下：A. 洞口立面面積 £ 16%墻面立面面積，且洞口間凈距與孔洞至墻邊的距離 > 孔洞長邊尺寸，屬整體墻； B當(dāng) a <1 時，可按獨立墻肢分別計算；C當(dāng) 1£a<10時，可按聯(lián)肢墻計算；D. 當(dāng) a

8、79;10 且，可按整體小開口計算；E. 當(dāng) a³10 且，可按壁式框架計算。8、影響框架梁柱延性的因素有哪些？答：影響框架梁延性與其耗能能力的因素很多，主要有以下幾個方面：縱筋配筋率、剪壓比、跨高比、塑性鉸區(qū)的箍筋用量。9、什么是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)“三水準”抗震設(shè)防目標(biāo)？答：第一水準：當(dāng)遭受低下本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震影響時，建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用；簡稱小震不壞 第二水準：當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震影響時，建筑物可能損壞，但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用；簡稱中震可修 第三水準：當(dāng)遭受高于本地區(qū)設(shè)防烈度預(yù)估的罕遇地震影響時，建筑物不致倒塌或發(fā)生危與生命的嚴

9、重破壞。簡稱大震不倒10、在計算地震作用時，建筑的重力荷載代表值如何取值？答：考慮計算地震作用時，建筑的重力荷載代表值應(yīng)取結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準值和各可變荷載組合值之和。其組合系數(shù)詳見規(guī)。11、什么是防震縫？答：在地震作用下，特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)的薄弱部位容易造成震害，為減少震害而設(shè)置將其劃分為若干獨立的抗震單元，使各個結(jié)構(gòu)單元成為規(guī)則結(jié)構(gòu)的縫隙稱為防震縫。12、什么是風(fēng)振系數(shù)？答：實際風(fēng)壓是在平均風(fēng)壓上下波動的，目前采用加大風(fēng)載的辦法來考慮這個動力效應(yīng)，在風(fēng)壓值上乘以風(fēng)振系數(shù)z。13、什么是剪壓比？答：剪壓比即為梁截面上的“名義剪應(yīng)力”V/bh0與混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值fc的比值。14、什么是框剪

10、結(jié)構(gòu)剛度特征值？答：框剪結(jié)構(gòu)剛度特征值，是反映總框架和總剪力墻剛度之比的一個參數(shù)，對框剪結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)和變形狀態(tài)與對外力的分配都有很大的影響。15、什么是剪力墻結(jié)構(gòu)？答：剪力墻結(jié)構(gòu)：用鋼筋混凝土剪力墻承受豎向荷載和抵抗側(cè)向力的結(jié)構(gòu)稱為剪力墻結(jié)構(gòu)，也稱為抗震墻結(jié)構(gòu)。16、什么是基本風(fēng)壓？答：基本風(fēng)壓：基本風(fēng)壓是以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦的地面上離地10m高統(tǒng)計所得的50年（或100年）一遇10min平均最大風(fēng)速為標(biāo)準，按基本風(fēng)壓最大風(fēng)速的平方/1600確定的風(fēng)壓值。17、什么是軸壓比？答：軸壓比：柱的平均軸向壓應(yīng)力與混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值的比值，即N/bchcfc18、什么是組合結(jié)構(gòu)？答：同一截面或各

11、桿件由兩種或兩種以上材料制作的結(jié)構(gòu)稱組合結(jié)構(gòu)。國外常用的組合結(jié)構(gòu)有：(1)壓型鋼板與混凝土組合樓板；(2)鋼與混凝土組合梁；(3)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)（也叫勁性混凝土結(jié)構(gòu)）；(4)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)；(5)外包鋼混凝土結(jié)構(gòu)等五大類。19、什么是地震作用？答：地震作用：指由地面運動引起的結(jié)構(gòu)動態(tài)作用，分水平地震作用和豎向地震作用。設(shè)計時根據(jù)其超越概率，可視為可變作用或偶然作用。二、分析題1、試寫出用D值法計算多層框架結(jié)構(gòu)在水平地震荷載作用下的彎矩的計算步驟與公式。答：(1) 柱子側(cè)移剛度D值的計算。(2)柱子剪力的計算(3)確定修正后柱的反彎點位置(4)柱端彎矩計算(5)梁端彎矩計算根據(jù)節(jié)點彎矩的平衡計算

12、梁端彎矩按梁剛度分配節(jié)點兩端的彎矩2、什么是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)“三水準”抗震設(shè)防目標(biāo)？如何進行二階段抗震設(shè)計？ 答:小震不壞、中震可修、大震不倒 小震不壞 在建筑物使用期間可遇到的多遇地震（小震），即相當(dāng)于比設(shè)防烈度低1.5度的地震作用下，建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)保持彈性狀態(tài)而不損壞，按這種受力狀態(tài)進行力計算和截面設(shè)計。 中震可修 即在設(shè)防烈度下，建筑結(jié)構(gòu)可以出現(xiàn)損壞，經(jīng)修理后仍可以繼續(xù)使用，并保證生命和設(shè)備的安全。 大震不倒 當(dāng)遭遇了千年不遇的罕遇地震（大震），建筑物會嚴重損壞，但要求不倒塌，保證生命安全。所謂大震，一般指超出設(shè)計烈度11.5度的地震。（1）第一階段設(shè)計 對絕大多數(shù)建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)滿足第一、二

13、水準的設(shè)計要求，即按照第一水準（多遇地震）的地震參數(shù)進行地震作用計算、結(jié)構(gòu)分析和構(gòu)件力計算，按規(guī)進行截面設(shè)計，然后采取相應(yīng)的構(gòu)造措施，達到“小震不壞，中震可修”的要求。（2）第二階段設(shè)計 對特別重要的建筑和地震時容易倒塌的結(jié)構(gòu)，除進行第一階段設(shè)計外，還要進行薄弱層部位的彈塑性變形驗算和采取相應(yīng)的構(gòu)造措施，使薄弱層的水平位移不超過允許的彈塑性位移，實現(xiàn)第三水準的要求。三、計算題1、試用彎矩二次分配法計算圖示框架結(jié)構(gòu)的彎矩，并作出M圖。（ ）數(shù)值為梁柱相對線剛度的比值。解：（1）分配系數(shù)的計算（2）固端彎矩計算（3）計算各節(jié)點不平衡力矩反號分配（4）分別將分配彎矩向遠端傳遞（5）計算新的不平衡力矩

14、反號分配（6）將上述固端彎矩、分配彎矩與傳遞彎矩相加得到最終彎矩。2、某單層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，高4.5m，質(zhì)點質(zhì)量為G=2000KN，體系自振周期T=0.65s，側(cè)移剛度K=19000KN/m，阻尼比為0.05。建筑設(shè)防烈度為7度，類場地，設(shè)計地震分組為第二組，設(shè)計基本地震加速度為0.10g，計算并回答下列問題：(1)按單質(zhì)點模型計算多遇地震烈度下的水平地震作用； (2)驗算彈性層位移是否滿足要求； (3)如果該結(jié)構(gòu)中使用了砌體填充墻，請判斷結(jié)構(gòu)自振周期、地震作用會發(fā)生怎樣變化？彈性層間位移是增大還是減??？提示：場地特征周期、水平地震影響系數(shù)等參數(shù)見附錄。解：（1）按單質(zhì)點模型計算多遇地震烈度下的水平地震作用 水平地震影響