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9.刚重比:
结构的刚度和重力荷载之比。
是影响重力
效应的主要参数。
10.抗推刚度(D):
是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。
11.结构刚度中心:
各抗侧力结构刚度的中心。
12.主轴:
抗侧力结构在平面内为斜向布置时,设层间剪力通过刚度中心作用于某个方向,若结构产生的层间位移与层间剪力作用的方向一致,则这个方向称为主轴方向。
13.剪切变形:
下部层间变形(侧移)大,上部层间变形小,是由梁柱弯曲变形产生的。
框架结构的变形特征是呈剪切型的。
14.剪力滞后:
在水平力作用下,框筒结构中除腹板框架抵抗倾复力矩外,翼缘框架主要是通过承受轴力抵抗倾复力矩,同时梁柱都有在翼缘框架平面内的弯矩和剪力。
由于翼缘框架中横梁的弯曲和剪切变形,使翼缘框架中各柱轴力向中心逐渐递减,这种现象称为剪力滞后。
15.延性结构:
在中等地震作用下,允许结构某些部位进入屈服状态,形成塑性铰,这时结构进入弹塑性状态。
在这个阶段结构刚度降低,地震惯性力不会很大,但结构变形加大,结构是通过塑性变形来耗散地震能量的。
具有上述性能的结构,称为延性结构。
16.弯矩二次分配法:
就是将各节点的不平衡弯矩,同时作分配和传递,第一次按梁柱线刚度分配固端弯矩,将分配弯矩传递一次(传递系数C=1/2),再作一次分配即结束。
第一章概论
(一)填空题
1、我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)规定:
把10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物称为高层建筑,此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。
2.高层建筑设计时应该遵循的原则是安全适用,技术先进,经济合理,方便施工。
3.复杂高层结构包括带转换层的高层结构,带加强层的高层结构,错层结构,多塔楼结构。
4.8度、9度抗震烈度设计时,高层建筑中的大跨和长悬臂结构应考虑竖向地震作用。
5.高层建筑结构的竖向承重体系有框架结构体系,剪力墙结构体系,框架—剪力墙结构体系,筒体结构体系,板柱—剪力墙结构体系;
水平向承重体系有现浇楼盖体系,叠合楼盖体系,预制板楼盖体系,组合楼盖体系。
6.高层结构平面布置时,应使其平面的质量中心和刚度中心尽可能靠近,以减少扭转效应。
7.《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002适用于10层及10层以上或房屋高度超过28m的非抗震设计和抗震设防烈度为6至9度抗震设计的高层民用建筑结构。
9三种常用的钢筋混凝土高层结构体系是指框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构。
(二)选择题
1.高层建筑抗震设计时,应具有[a]抗震防线。
a.多道;
b.两道;
c.一道;
d.不需要。
2.下列叙述满足高层建筑规则结构要求的是[d]。
a.结构有较多错层;
b.质量分布不均匀;
c.抗扭刚度低;
d.刚度、承载力、质量分布均匀、无突变。
3.高层建筑结构的受力特点是[c]。
a.竖向荷载为主要荷载,水平荷载为次要荷载;
b.水平荷载为主要荷载,竖向荷载为次要荷载;
c.竖向荷载和水平荷载均为主要荷载;
d.不一定。
4.8度抗震设防时,框架—剪力墙结构的最大高宽比限值是[C]。
a.2;
b.3;
c.4;
d.5。
5.钢筋混凝土高层结构房屋在确定抗震等级时,除考虑地震烈度、结构类型外,还应该考虑[A]。
a.房屋高度;
b.高宽比;
c.房屋层数;
d.地基土类别。
(三)判断题
1.高层结构应根据房屋的高度、高宽比、抗震设防类别、场地类别、结构材料、施工技术等因素,选用适当的结构体系。
[√]
2.我国《高层建筑混凝土结构技术规程》规定,高层建筑不应采用严重不规则的各种结构体系。
3.异型柱框架结构和普通框架结构的受力性能和破坏形态是相同的。
[×
]
4.高层建筑宜选用对抵抗风荷载有利的平面形状,如圆形、椭圆形、方形、正多边形等。
[√]
5.高层结构只在使用功能上有要求时才设置地下室。
[×
]
6.高层结构的概念设计很重要,它直接影响到结构的安全性和经济性[√]
7.防震缝两侧结构体系不同时,缝宽应按需要较窄的规定采用。
(四)简答题
1.我国对高层建筑结构是如何定义的?
答:
我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)规定:
10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物称为高层建筑,此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。
2.高层建筑结构有何受力特点?
高层建筑受到较大的侧向力(水平风力或水平地震力),在建筑结构底部竖向力也很大。
在高层建筑中,可以认为柱的轴向力与层数为线性关系,水平力近似为倒三角形分布,在水平力作用卞,结构底部弯矩与高度平方成正比,顶点侧移与高度四次方成正比。
上述弯矩和侧移值,往往成为控制因素。
另外,高层建筑各构件受力复杂,对截面承载力和配筋要求较高。
3.高层建筑侧向位移如何控制?
高层建筑应具有足够的刚度,避免产生过大的位移而影响结构的束载力、稳定性和使用要求。
(1)弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比
宜符合以下规定:
1)高度不大于150m的高层建筑,比值不宜大于如表2—1—1所述规定。
表2—1—1
结构类型
限值
框架
1/550
框架—剪力墙、框架—核心筒、板柱—剪力墙
1/800
筒中筒、剪力墙
1/1000
框支层
2)高度等于或大于250m的高层建筑,
不宜大于1/500。
3)高度在150~200m之间时,
在第一条和第二条之间线性内插。
(2)高层结构在罕遇地震作用下薄弱层弹塑性变形验算,应符合下列规定:
1)下列结构应进行弹塑性变形验算:
7~9度时楼层屈服强度系数小于0.5的框架结构;
甲类建筑和9度设防的乙类建筑;
采用隔震和消能技术的建筑。
2)下列结构宜进行弹塑性变形验算:
7度设防的Ⅲ、Ⅳ类场地和8度设防的乙类建筑;
板柱一剪力墙结构;
9度且高于60米、8度Ⅲ、Ⅳ类场地高于80米、8度Ⅰ、Ⅱ类场地高于100米且竖向不规则的高层建筑结构。
3)结构薄弱层层间弹塑性位移与层高之比
应符合表2-1-2所列要求:
表2-1-2
1/50
1/100
1/120
4.高层建筑结构的竖向承重体系和水平向承重体系各有哪些?
高层建筑结构的竖向承重体系有框架、剪力墙、框架—剪力墙、筒体、板柱—剪力墙以及一些其他形式如:
悬挂式结构,巨型框架结构和竖向桁架结构。
高层建筑结构的水平承重体系有现浇楼盖体系(包括肋梁楼盖体系、密肋楼盖体系、平板式楼盖体系、无粘结预应力现浇平扳)、叠合楼盖体系、预制板楼盖体系和组合楼盖体系。
5.简述高层建筑结构布置的一般原则。
高层房屋平面宜简单、规则、对称,尽量减少复杂受力和扭转受力,尽量使结构抗侧刚度中心、建筑平面形心、建筑物质量中心重合,以减少扭转。
高层建筑,其平面形状可以是方形、矩形和圆形,也可以采用L形、T形、十字形和Y形。
但平面尺寸要满足有关规范要求。
高层结构房屋竖向的强度和刚度宜均匀、连续,无突变。
避免有过大的外挑和内收,避免错层和局部夹层,同一楼层楼面标高尽量统一,竖向结构层间刚度上下均匀,加强楼盖刚度,以加强连接和力的传递。
同时,建筑物高宽比要满足有关规定,并按要求设置变形缝。
(五)画图题
1、画出结构内力、位移与高度关系图。
P1图1—1
第二章高层建筑结构设计基本原则
1.地基是指支承基础的土体,天然地基是指基础直接建造在未经处理的天然土层上的地基。
2.当埋置深度小于基础底面宽度或小于5m,且可用普通开挖基坑排水方法建造的基础,一般称为浅基础。
3,为了增强基础的整体性,常在垂直于条形基础的另一个方向每隔一定距离设置拉梁,将条形基础联系起来。
4.基础的埋置深度一般不宜小于0.5m,且基础顶面应低于设计地面100mm以上,以免基础外露。
5.在抗震设防区,除岩石地基外,天然地基上的箱形和筏形基础,其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;
桩箱或桩筏基础的埋置深度(不计桩长)不宜小于建筑物高度的1/18—1/20。
6.当高层建筑与相连的裙房之间设置沉降缝时,高层建筑的基础埋深应大于裙房基础的埋深至少2m。
7.当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝时,宜在裙房一侧设置后浇带,其位置宜设在距主楼边柱的第二跨内。
8.当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝和后浇带时,应进行地基变形验算。
9.基床系数即地基在任一点发生单位沉降时,在该处单位面积上所需施加压力值。
10.偏心受压基础的基底压应力应满足
、
和
的要求,同时还应防止基础转动过大。
11.在比较均匀的地基上,上部结构刚度较好,荷载分布较均匀,且条形基础梁的高度不小于1/6柱距时,地基反力可按直线分布,条形基础梁的内力可按连续梁计算。
当不满足上述要求时,宜按弹性地基梁计算。
12.十字交叉条形基础在设计时,忽略地基梁扭转变形和相邻节点集中荷载的影响,根据静力平衡条件和变形协调条件,进行各类节点竖向荷载的分配计算。
13.在高层建筑中利用较深的基础做地下室,可充分利用地下空间,也有基础补偿概念。
如果每㎡基础面积上墙体长度≮400mm,且墙体水平截面总面积不小于基础面积的1/10,且基础高度不小于3m,就可形成箱形基础。
1.持力层是指:
[A]
a.与基础底面相接触的第一层土层b.基础底面以下到基岩处的土层
c.建筑结构周边的土层d.建筑结构下边的土层
2.与基础类型的选择无关的因素是:
[B]
a.工程地质及水文地质条件b.相邻建筑物的基础类型
c.建筑物的荷载d.施工条件
3.基础的埋置深度一般是指:
[C]
a.自标高±
0.00处到基础底面的距离b.自标高±
0.00处到基础顶面的距离
c.自室外地面到基础底面的距离d.自室外地面到基础顶面的距离
4.关于基础埋深,下列错误的是:
a.在满足地基稳定和变形条件的前提下,基础宜浅埋
b.当上层土的承载力大于下层土时,宜利用上层土作为持力层
c.基础宜埋置在地下水位以下
d.位于岩石地基上的高层建筑,其基础埋深应满足抗滑要求
5.下列说法正确的是:
a.无限长梁中梁一端的挠度始终不为零
b.当任意荷载作用点距近梁端的距离
,同时距较远端的距离
时,则对该荷载的作用而言,此梁属半无限长梁;
c.当荷载作用点距基础梁两端的距离均小于
时,则对该荷载的作用而言,此梁称为有限长梁;
d.对柔度较大的梁,可直接按有限长梁进行简化计算。
6.条形基础梁的内力按连续梁计算后,[D]
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