高层建筑结构设计复习资料
高层建筑结构设计复习题及答案

高层建筑结构复习思考题(1)高层建筑结构的受力及变形特点是什么?设计时应考虑哪些问题?(2)高层建筑结构平面布置、竖向布置的的基本原则是什么?应符合哪些要求?(3)计算地震作用的方法有哪些?如何选用?什么情况下应采用动力时程分析法?在什么情况下需要考虑竖向地震作用效应?(4)为什么要限制结构在正常情况下的水平位移?哪些结构需进行罕遇地震下的薄弱层变形验算?(5)剪力墙根据洞口的大小、位置等共分为那几类?其判别条件是什么?各有那些受力特点?(6)什么是剪力墙的等效刚度?各类剪力墙的等效刚度如何计算?(7)试述剪力墙结构在水平荷载作用下的平面协同工作的假定和计算方法。
(8)说明用连续连杆法进行联肢墙内力和位移计算的步骤, 以及多肢墙和双肢墙在计算方法上有何异同?(9)试说明整截面墙、整体小开口墙、联肢墙、壁式框架和独立悬臂墙的受力特点?说明剪力墙分类的判别准则?(10)与一般框架结构相比, 壁式框架在水平荷载作用下的受力特点是什么?如何计算带刚域杆件的等效刚度?(11)试从变形和内力两方面分析框架和剪力墙是如何协同工作的?框架-剪力墙结构的计算简图有何物理意义?(12)框架-剪力墙结构计算简图中的总剪力墙、总框架和总连梁各代表实际结构中的哪些具体构件?它们是否有具体的几何尺寸?各用什么参数表示其刚度特征?(13)什么是结构刚度特征值?它对结构的侧移及内力分配有何影响?(14)在框架结构、剪力墙结构及框架-剪力墙结构的扭转分析中, 怎样确定各榀抗侧力结构的侧向刚度?如何确定结构的刚度中心坐标?扭转对结构内力有何影响?(15)从结构布置上, 如何减小框筒和筒中筒结构的剪力滞后?(16)高层建筑结构可采用下列计算模型:平面协同计算;空间协同计算;空间计算, 楼板为刚性;空间计算, 楼板为弹性。
试分析这几种计算模型的差异及各自的适用范围。
(17)什么是剪力墙的边缘构件?什么情况下设置约束边缘构件?什么情况下设置构造边缘构件?剪力墙的约束边缘构件和构造边缘构件各应符合那些要求?(18)跨高比对连梁的性能有什么影响?为什么要对连梁的剪力进行调整?如何调整?连梁的配筋构造主要有哪些?高层建筑结构复习思考题(1)高层建筑结构的受力及变形特点是什么?设计时应考虑哪些问题?答: 高层建筑结构的受力及变形特点:随着高度增大, 位移增加最快, 弯矩次之,水平荷载作用下结构的侧移急剧增大; 随着建筑高度的增大, 结构的高宽比增大, 水平荷载作用下的整体弯曲影响越来越大,轴向变形也影响越来越大; 与多层建筑结构相比, 高层建筑结构的最主要特点是水平荷载成为设计的主要因素, 侧移限值为确定各抗侧力构件数量或截面尺寸的控制指标, 有些构件除必须考虑弯曲变形外, 尚须考虑轴向变形和剪切变形, 地震区的高层建筑结构还需要控制结构和构件的延性指标。
75山理工成人高等教育期末考试 高层建筑结构设计复习题

山东理工大学成人高等教育高层建筑结构设计复习题一、名词解释1、框架结构2、剪力墙结构3、框架--剪力墙结构4、转换结构构件5、结构转换层6、剪重比7、刚重比8、框架—支撑结构9、剪力滞后现象二、判断题1、高层结构英根据房屋的高度、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、根据我国《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、高层结构只在适用功能上有要求时才设置地下室。
()6、高层结构的概念版设计很重要,它直接影响到结构的安全性和经济性。
()7、“小震不坏,中震可修,大震不倒”是建筑设计三水准的设防要求。
所谓小震是指50年设计基准期()8、建筑设防烈度为8度时,相应的地震波加速度峰值当量取0.125g。
()9、建筑根据其抗震重要性分四类,当为乙类建筑时,可按本地区的设防烈度计算地震作用,按提高1度采取抗震措施。
()10、房屋的底层、结构转换层、平面复杂或开动多大的楼层楼面结构,应采用装配整体式楼面结构符合《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定。
()三、选择题1、高层建筑抗震设计时,应具有()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()。
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()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()A 2B 3C 4D 55、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()。
高层建筑结构设计复习资料

第一章概述1、对于高层建筑,抵抗水平荷载成为结构设计需要解决的主要问题2、荷载效应:由荷载引起的结构内力、位移、速度、加速度等3、高层建筑结构设计,主要是抗水平力设计4、高层建筑结构的材料主要为钢、钢筋和混凝土5、按采用的材料,高层建筑的结构构件可分为钢构件、钢筋混凝土构件及组合构件,组合构件是指型钢或钢管与混凝土组合的构件6、按采用的材料,高层建筑结构的类型可分为钢结构、钢筋混凝土结构、混合结构,混合结构包括由全部构件为组合构件的结构,钢构件与钢筋混凝土组成的结构,钢构件与组合结构组成的结构,钢筋混凝土构件与组合构件组成的结构等7、钢结构以及混合结构的钢材宜采用Q235等级B、C、D的碳素结构钢及Q345等级B、C、D、E的低合金高强度结构钢8、混凝土的强度等级,框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核心区,不应低于C30;构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件,不应低于C20;剪力墙不宜超过C60;其他构件,9度时不宜超过C60,八度时不宜超过C70第二章结构体系1、高层建筑的结构体系包括框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构、巨型结构。
2、框架结构的设计要点:(1)必须在两个主轴方向上设置框架,以抵抗各自方向的水平力。
(2)抗震框架结构的梁柱不允许铰接,必须采用梁端能传递弯矩的刚接,以使结构具有良好的整体性和比较大的刚度。
(3)甲、乙类建筑以及高度大于24m的丙类建筑,不应采用单跨框架结构。
(4)承重体系主要取决于楼板布置。
(5)沿建筑高度,柱网尺寸和梁截面尺寸一般不变。
在建筑比较高的情况下,柱的截面尺寸沿建筑高度减小。
(6)侧向刚度小,总高度受到限制。
(7)框架结构的非承重墙宜采用轻质材料,减轻对结构抗震的不利影响。
(8)不应采用部分由框架承重、部分由砌体墙承重的混合承重形式。
(9)框架结构中的楼、电梯间及局部出屋顶的的电梯机房、楼梯间、水箱间等,应采用框架承重,不应采用砌体墙承重。
高层建筑结构设计复习题

选择题1.某高层建筑要求底部几层为大空间,此时应采用那种结构体系:【D】A 框架结构B 板柱结构C 剪力墙结构D 框支剪力墙2.高层建筑各结构单元之间或主楼与裙房之间设置防震缝时,下列所述哪条是正确的?【A】A 无可靠措施不应采用牛腿托梁的做法B 不宜采用牛腿托梁的作法C 可采用牛腿托梁的作法,但连接构造应可靠D 可采用牛腿托梁的作法,但应按铰接支座构造3.在下列地点建造相同高度的高层建筑,什么地点所受的风力最大?【A】A 建在海岸B 建在大城市郊区C 建在小城镇D 建在有密集建筑群的大城市市区4.建筑高度、设防烈度、建筑重要性类别及场地类别等均相同的两个建筑,一个是框架结构,另一个是框架-剪力墙结构,这两种结构体系中的框架抗震等级下述哪种是正确的?【C】A 必定相等B 后者的抗震等级高C 前者的抗震等级高、也可能相等D 不能确定5.高层建筑结构防震缝的设置,下列所述哪种正确?【B】A 应沿房屋全高设置,包括基础也应断开B 应沿房屋全高设置,基础可不设防震缝,但在与上部防震缝对应处应加强构造和连接C 应沿房屋全高设置,有地下室时仅地面以上设置D 沿房屋全高设置,基础为独立柱基时地下部分可设防震缝,也可根据不同情况不设防震缝6."小震不坏,中震可修,大震不倒"是建筑抗震设计三水准的设防要求。
所谓小震,下列何种叙述为正确?【C】A 6度或7度的地震B 50年设计基准期内,超越概率大于10%的地震C 50年设计基准期内,超越概率约为63%的地震D 6度以下的地震7.多遇地震作用下层间弹性变形验算的主要目的是下列所哪种?【C】A 防止结构倒塌B 防止结构发生破坏C 防止非结构部分发生过重的破坏D 防止使人们惊慌8. 高层建筑采用(D )限制来保证结构满足舒适度要求。
A、层间位移B、顶点最大位移C、最大位移与层高比值D、顶点最大加速度9.计算框架结构梁截面惯性矩I时考虑楼板影响,对现浇楼盖,中框架取I=(A )I0。
高层建筑结构设计简答题

高层建筑结构设计简答题第1章概述1、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?联合国教科文组织所属的世界高层建筑委员会在1972年年会上建议将高层建筑为四类:第一类高层建筑 9~16层(高度不超过50m );第二类高层建筑17~25层(高度不超过75m );第三类高层建筑26~40层(高度不超过100m );第四类高层建筑 40层以上(高度超过100m 以上,即超高层建筑);JGJ3-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》规定:将10层及10层以上或高度超过28m 的混凝土结构为高层民用建筑;JGJ99-1998《高层民用建筑钢结构技术规程》规定:10层及10层以上的住宅和约24m 以上的其他民用建筑为高层建筑。
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?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?答:按功能材料分:①混凝土结构②钢结构③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?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:①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;②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;③框架-剪力墙结构体系: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;④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;⑤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;⑥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。
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一、单选题1.某高层建筑要求底部几层为大空间,此时应采用那种结构体系:【D】A 框架结构B 板柱结构C 剪力墙结构D 框支剪力墙2.高层建筑各结构单元之间或主楼与裙房之间设置防震缝时,下列所述哪条是正确的?【A】A 无可靠措施不应采用牛腿托梁的做法B 不宜采用牛腿托梁的作法C 可采用牛腿托梁的作法,但连接构造应可靠D 可采用牛腿托梁的作法,但应按铰接支座构造3.在下列地点建造相同高度的高层建筑,什么地点所受的风力最大?【A】A 建在海岸B 建在大城市郊区C 建在小城镇D 建在有密集建筑群的大城市市区4.建筑高度、设防烈度、建筑重要性类别及场地类别等均相同的两个建筑,一个是框架结构,另一个是框架-剪力墙结构,这两种结构体系中的框架抗震等级下述哪种是正确的?【C】A 必定相等B 后者的抗震等级高C 前者的抗震等级高、也可能相等D 不能确定5.高层建筑结构防震缝的设置,下列所述哪种正确?【B】A 应沿房屋全高设置,包括基础也应断开B 应沿房屋全高设置,基础可不设防震缝,但在与上部防震缝对应处应加强构造和连接C 应沿房屋全高设置,有地下室时仅地面以上设置D 沿房屋全高设置,基础为独立柱基时地下部分可设防震缝,也可根据不同情况不设防震缝6."小震不坏,中震可修,大震不倒"是建筑抗震设计三水准的设防要求。
所谓小震,下列何种叙述为正确?【C】A 6度或7度的地震B 50年设计基准期内,超越概率大于10%的地震C 50年设计基准期内,超越概率约为63%的地震D 6度以下的地震7.多遇地震作用下层间弹性变形验算的主要目的是下列所哪种? 【C】A 防止结构倒塌B 防止结构发生破坏C 防止非结构部分发生过重的破坏C 防止非结构部分发生过重的破坏8.建筑根据其抗震重要性分为四类。
当为乙类建筑II类场地时,下列何种叙述是正确的?【B】A 可按本地区的设防烈度提高1度计算地震作用B 可按本地区的设防烈度计算地震作用,按提高1度采取抗震措施C 按本地区的设防烈度提高1度计算地震作用和采取抗震措施D 不必采取提高设防烈度的抗震措施9年颁布的建筑抗震规范(GBH11-89)提出的抗震设防目标为:【A】A 三水准两阶段B 三水准三阶段C 两水准三阶段D 单水准单阶段10.在抗震设防中,小震对应的是:【B】A 小型地震B 多遇地震C 偶遇地震D 罕遇地震11.在设防烈度为6度至9度地区内的乙类、丙类高层建筑,应进行抗震设计,其地震作用计算按下列哪种做法才符合《高规》JGJ3-2002的规定?【A】A 各抗震设防的高层建筑均应计算地震作用B 6度设防时,I~III类场地上的建筑不必计算,IV类场地上的较高建筑及7度至9度设防的建筑按本地区设防烈度计算C 6度不必计算,7度至0度设防的建筑应按本地区设防烈度计算D 6度设防时I、II类场地上的建筑不必计算,III类和IV类场地上建筑及7度至9度设防的建筑应按本地区设防虺度计算12.建筑根据其抗震重要性为四类,当为乙类建筑II类场地时,下列何种叙述是正确的?【B】A 可按本地区的设防烈度提高1度计算地震作用B 可按本地区的设防虺度计算地震作用,按提高1度采取抗震措施C 按本地区的设防烈度提高1度计算地震和采取抗震措施D 不必采取提高设防烈度的抗震措施13.建筑设防烈度为8度时,相应的地震波加速度峰值当时取下列何值?【D】A 0.125gB 0.25gC 0.30gD 0.20g14.框架梁、柱中心线宜重合,当梁、柱中心线间有偏心时,下列哪种说法是正确的?【D】A 在任何情况下不应大于该方向柱截面宽度的1/4B 非抗震设计时不应大于该方向柱截面宽度的1/4C 抗震设计时不宜大于该方向柱截面宽度的1/4D 如偏心距大于该方向柱宽的1/4时,可采用增设梁水平加腋的措施。
高层建筑结构设计复习题

1.某高层建筑要求底部几层为大空间,此时应采用那种结构体系:【D】A 框架结构B 板柱结构C 剪力墙结构D 框支剪力墙2.高层建筑各结构单元之间或主楼与裙房之间设置防震缝时,下列所述哪条是正确的【A】A 无可靠措施不应采用牛腿托梁的做法B 不宜采用牛腿托梁的作法C 可采用牛腿托梁的作法,但连接构造应可靠D 可采用牛腿托梁的作法,但应按铰接支座构造3.在下列地点建造相同高度的高层建筑,什么地点所受的风力最大【A】A 建在海岸B 建在大城市郊区C 建在小城镇D 建在有密集建筑群的大城市市区4.建筑高度、设防烈度、建筑重要性类别及场地类别等均相同的两个建筑,一个是框架结构,另一个是框架-剪力墙结构,这两种结构体系中的框架抗震等级下述哪种是正确的【C】A 必定相等B 后者的抗震等级高C 前者的抗震等级高、也可能相等D 不能确定5.高层建筑结构防震缝的设置,下列所述哪种正确【B】A 应沿房屋全高设置,包括基础也应断开B 应沿房屋全高设置,基础可不设防震缝,但在与上部防震缝对应处应加强构造C 应沿房屋全高设置,有地下室时仅地面以上设置D 沿房屋全高设置,基础为独立柱基时地下部分可设防震缝,也可根据不同情况不设防震缝6."小震不坏,中震可修,大震不倒"是建筑抗震设计三水准的设防要求。
所谓小震,下列何种叙述为正确【C】A 6度或7度的地震B 50年设计基准期内,超越概率大于10%的地震C 50年设计基准期内,超越概率约为63%的地震D 6度以下的地震7.多遇地震作用下层间弹性变形验算的主要目的是下列所哪种【C】A 防止结构倒塌B 防止结构发生破坏C 防止非结构部分发生过重的破坏D 防止使人们惊慌8. 高层建筑采用(D )限制来保证结构满足舒适度要求。
A、层间位移B、顶点最大位移C、最大位移与层高比值D、顶点最大加速度9.计算框架结构梁截面惯性矩I时考虑楼板影响,对现浇楼盖,中框架取I=(A )I0。
高层建筑结构复习

《高层建筑结构》复习题2、框架-剪力墙结构中,单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总剪力的40%,以免结构的刚度中心与房屋的质量中心偏离过大。
3、楼盖是保证高层建筑结构整体性最重要的结构构件,它使各抗侧力子结构之间协同工作。
4、巨型框架结构也称为主次框架结构,主框架为巨型框架,次框架为普通框架。
5、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,以减小扭转效应。
6、高层建筑设计时, 结构沿高度方向布置应连续、均匀,避免有刚度或承载力的突变。
7、整体工作系数α愈大,说明剪力墙整体性很强。
8、高层建筑结构的水平向承重体系有现浇楼盖体系、叠合楼盖体系、预制板楼盖体系和组合楼盖体系。
9、扭转近似计算的两个基本假定是平面结构在自身平面内无限刚性、楼板在自身平面内无限刚性。
10、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,框架一剪力墙结构体系,筒体结构体系,板柱一剪力墙结构体系。
11、壁式框架的侧移刚度可采用D值法进行计算,但应考虑杆件剪切变形以及带刚域杆件的影响。
12、筒中筒结构体系由心腹筒、框筒及桁架筒组成。
15、为了提高剪力墙的延性,保证墙体稳定及改善剪力墙的抗震性能,应在剪力墙主缘设置约束边缘构件或构造边缘构件。
二、选择题1、框架梁、柱节点区域的箍筋配置()。
A.不能小于梁端加密区的箍筋配置;B.不能小于梁端加密区的箍筋配置;C.不能大于梁端加密区的箍筋配置;D.不能大于柱端加密区箍筋配置。
2、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.房屋高度;B.高宽比;C.房屋层数;D.地基土类别。
3、高层建筑结构的受力特点是()。
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、下列叙述满足高层建筑规则结构要求的是()。
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。
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第一章高层建筑结构概述特别提示:结构-构件概念-计算-构造措施1.我国对高层建筑的分类:我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)中规定:10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高层民用建筑为高层建筑。
建筑高度超过100m的建筑均为超高层建筑。
2.高层建筑的特点A高层建筑中,水平荷载和地震作用对结构设计起着决定性的作用;B水平位移要给予限制;C动力反应不可低估;D结构轴向变形、剪切变形以及温度、沉降的影响加剧;E轴向变形在水平变形中占重要比例。
F材料用量、工程造价呈抛物线关系增长。
3.建筑物高度与水平荷载效应的关系随着高度增大,位移增加最快(4次方关系),弯矩次之(平方关系),轴力则是高度的线性函数。
4.高层建筑结构受力特点(a) 空间整体作用(b)水平力起控制作用(c)侧向变形必须限制(d)柱、墙的轴向变形影响过大的侧向变形会使人不舒服,影响使用。
过大的侧向变形会使填充墙或建筑装修出现裂缝或损坏,也会使电梯轨道变形。
过大的侧向变形会使主体结构出现裂缝,甚至损坏。
过大的侧向变形会使结构产生附加内力,甚至引起倒塌。
钢结构:优点:强度高、韧性大、抗震性能好、易于加工,能缩短现场施工工期,施工方便。
缺点:用钢量大,造价很高,而且耐火性能差。
深圳地王大厦,(81层,383.95m)北京的京广中心(56层,208m)钢筋混凝土结构:优点:造价较低,材料来源丰富,可浇注成各种复杂断面形状,可以组成多种结构体系;可节省钢材,承载能力较高,经过合理设计,可获得较好的抗震性能。
缺点:构件断面大,占据面间大,自重大广州广东国际大厦(63层,200.18m)底层柱尺寸已达1.8*2.2m组合结构:(1)优点:在钢筋混凝土结构基础上,充分发挥钢结构优良的抗拉性能以及混凝土结构的抗压性能进一步减轻结构重量,提高结构延性(2)类型1)用钢材加强钢筋混凝土构件,钢骨钢筋混凝土构件,钢管钢筋混凝土构件.2)部分抗侧力结构用钢结构,另一部分采用钢筋混凝土结构(或部分采用钢骨钢筋混凝土结构) 高层建筑结构的结构体系?基本结构体系:1) 框架体系;2) 剪力墙体系;3) 筒体体系。
组合结构体系:1) 框架-剪力墙体系=框架+剪力墙2) 框架-筒体体系=框架+筒体;3) 成束筒体系=并列的若干筒体。
4) 筒中筒体系=内筒+外筒 从建筑的角度看各种结构体系框架的大空间和布置灵活 剪力墙和筒体的大抗侧刚度 板式缺点:板式结构中,因为宽度较小,平面短边方向抗侧移刚度较弱。
当长度较大时,在地震或风荷载作用下,结构会产生扭转、楼板平面翘曲等现象。
应对板式结构的长宽比L/B 加以限制,一般情况下L/B 不宜超过4;当抗震设防烈度等于或大于8时,限制应更加严格。
同时,板式结构的高宽比也需控制的更严格一些。
高层建筑的-塔式塔式:建筑物长度和宽度相近的平面形状平面形状:不局限于方形或圆形,可以是多边形、长宽相近的矩形、Y 形、井字形、三角形等。
特点:塔式结构中,两个方向抗侧移刚度相近。
尤其是平面形状对称时,扭转相对要小的多。
在高层建筑、尤其是超高层建筑中,多采用塔式平面形状。
各种结构按抗震性能的优劣排序:1钢结构;2型钢混凝土结构;3钢—混凝土组合结构;4现浇钢筋混凝土结构;5预应力混凝土结构;6装配式钢筋混凝土结构;7配筋砌体结构;8砌体结构。
高层建筑结构设计的特点:规范规定(强制性条文):抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑必须进行抗震设计。
(地震作用与水平荷载)1.强度设计 水平荷载成为决定因素抗风、抗震是高层建筑结构设计中主要考虑的因素 抗侧力结构的设计是高层建筑结构设计的主要问题。
2.刚度设计 侧移成为重要的控制指标低层结构,水平荷载产生内力和位移很小,通常可以忽略;多层建筑中水平荷载效应(内力和位移)逐渐增加;3.延性设计 延性结构是重要的设计思想保证在构件进入屈服后有足够的塑性变形能力实现“大震不倒”。
第二章 抗侧力结构与布置各种结构抗侧移刚度的比较 连接越强,抗侧刚度越大框架侧移 =8倍剪力墙侧移 剪力墙侧移 =8倍筒体侧移2.1. 框架结构1框架结构的定义和一般描述框架---由梁、柱组成的结构单元。
框架结构---(framestructure)由梁、柱构件通过节点连接构成,如整幢房屋均采用这种结构形式,则称为框架结构体系或框架结构房屋,图2.1.1是框架结构房屋几种典型的结构平面布置和其中一个剖面示意图。
全部竖向荷载和侧向荷载由框架承受的结构体系。
框架结构可以建到30层左右,在我国目前的情况下,一般建到15~20层。
框架的材料:钢、钢筋混凝土、组合梁柱。
由于普通框架的柱截面一般大于墙厚,室内出现棱角,影响房间的使用功能及观瞻,所以近十多年来,由L形、T形、Z形或十字形截面柱构成的异形柱框架结构被不断采用,这种结构的柱截面宽度与填充墙厚度相同,使用功能良好。
图2.1.2为异形柱框架结构平面示意图。
2.框架结构的特点-优点和缺点框架结构体系的优点:平面布置灵活,可获得较大的空间;外墙非承重构件,可以灵活设计立面;材料省,自重轻:采用轻质隔墙和外墙可以大大降低房屋的自重,有利抗震。
框架结构构件类型少,易于标准化、定型化;可采用预制构件,也易于采用定型模板而做成现浇结构。
延性好:合理设计提高延性对抗震有利。
框架结构体系的缺点:承载力低:因而适用高度有限:越高则框架底部的梁柱中弯矩和剪力显著增加,给空间处理带来困难材料用量和造价也趋于不合理。
侧向变形大:这一点也限制了适用高度节点薄弱:框架节点处内力集中,是结构破坏的薄弱环节。
设计时应控制房屋的高度和高宽比。
3.框架结构布置的原则-抗震设计布置原则:简单、规则、均匀、对称;梁柱应采用刚接,不宜采用铰接。
双向布置-双向框架,不宜采用单跨框架。
4.框架的承重方式-取决于楼板横向承重;纵向承重;双向承重;三种均可采用。
5.框架结构柱网的平面布置方格式柱网内廊式柱网框架排成圆形也不是筒体6.框架梁中塑性铰的位置塑性铰:允许出现在梁端,不允许在跨中。
7.实现延性框架设计原则延性结构要通过提高构件的延性和保持结构的整体性来实现;1.节点破坏会导致结构整体破坏,要避免2.柱本身重要、柱的延性小,避免柱破坏3.梁、柱的剪切破坏为脆性破坏,必须避免。
原则:(1) 强柱弱梁;(2) 强剪弱弯;(3)强结点、强锚固、弱构件。
8.各种结构体系水平变形分类三类:弯曲型、剪切型和弯剪型;剪切型变形底部相对变形大,而弯曲型变形则相对比较均匀。
少9.框架结构的砌体填充墙对抗震的影响(1)使结构抗侧移刚度增大,自振周期减短(减少40%或更多),从而使作用于整个建筑上的水平地震力增大。
(2)改变了结构的地震剪力分布。
(3)限制了框架的变形,减少了整个结构的地震侧移幅值。
(4)填充墙充当了第一道抗震防线的主力构件,使框架退居为第二道防线。
2-2 剪力墙结构1.定义:一般是在钢筋混凝土结构中,用实心的钢筋混凝土墙片作为抗侧力单元,同时由墙片承担竖向荷载。
适用高度范围较大,多层和30~40层都可用。
剪力墙体系为刚性结构剪力墙体系的变形为弯曲型2.钢筋混凝土剪力墙材料:混凝土、钢筋。
特点墙体平面内刚度很大,平面外刚度很小;水平力和竖向力主要由墙平面内的抗侧强度抵抗;较经济,在我国得到广泛应用;建筑物高度得到提升;需合理布置,避免引起扭转;主要缺点:室内分隔受到限值。
3.剪力墙结构体系的特点优点:1、房屋中没有梁柱,比较美观。
2、结构刚度大、顶部和层间位移均较小。
3、空间整体性好,抗震能力强。
4、较框架施工快,适用高度大于框架结构5、用钢量比较少,相对比较经济。
缺点:1、受楼板跨度的限制(一般为3~8m),剪力墙间距不能太大,墙体较多,开间小,建筑平面布置不够灵活。
2、刚度过大,重量大,导致地震作用大。
4.剪力墙结构的布置要求:简单、规则、均匀、对称1.双向布置:建筑层数较少时,也应将剪力墙布置成T型、L型、I型等。
便于剪力墙更好地发挥作用;最好是把剪力墙布置成井筒。
2.上下连续:贯穿全高、避免刚度突变。
使结构刚度连续而且变化均匀3.左右对称:可减少结构的扭转。
4.避免错洞:洞口宜成列布置,形成明确的联肢墙5.框支剪力墙为了在建筑底部做成较大空间,有时将剪力墙底部做成为框架柱,形成框支剪力墙。
框支剪力墙结构上、下刚度形成突变,对抗震极为不利。
地震区不允许采用框支剪力墙结构体系。
但可以采用部分剪力墙落地、部分剪力墙框支的结构体系。
6.短肢剪力墙异形柱(矩形截面):长度=(2~4)倍厚度短肢剪力墙:长度=(4~8)倍厚度剪力墙:长度>8倍厚度短肢剪力墙的短不是长度小,而是长度和厚度的比值小。
短肢剪力墙的最大特点时可以利用隔墙的位置来布置竖向结构构件,基本上不与建筑使用功能矛盾。
抗震设计时不宜全部采用短肢剪力墙2.3 框架-剪力墙体系定义:框架和剪力墙组合形成的结构体系。
构成:以框架为主,适当配置剪力墙板。
特点:比框架刚度大、比剪力墙布置灵活受力:框架主要承受竖向荷载,剪力墙主要承受水平荷载(剪力墙的水平刚度大,同样变形时受力就大-能者多劳)。
抗侧刚度:框-剪结构属于中等刚性结构。
变形:介于框架和剪力墙之间上海交大包兆龙图书馆2.框架-剪力墙结构特点:1.剪力墙的刚度大,可以承担大部分的水平力,是抗侧力的主体,结构抗侧刚度增大,框架可提供较大的使用空间,同时承担少部分的水平力。
2.框架-剪力墙结构是一种双重抗侧力结构。
结构中剪力墙的刚度大,承担大部分层剪力;在罕遇地震作用下,剪力墙的连梁往往先屈服,使剪力墙的刚度降低,由剪力墙抵抗的部分层剪力转移到框架。
如果框架具有足够的承载力和延性抵抗地震作用,那么可以充分发挥双重抗侧力优势,避免严重破坏。
3. 变形型式水平荷载作用下的变形型式框架——剪切型;剪力墙——弯曲型;框架-剪力墙楼板刚度足够大时,使剪切型、弯曲型相协调,整体呈弯剪型变形。
4.变形型式:介于框架和剪力墙之间侧移曲线呈弯剪型,层间位移沿建筑高度比较均匀,改善了框架及剪力墙结构的抗震性能,也有利于减少小震作用下非结构构件的破坏。
3.双重抗侧力体系-两道防线框-剪结构中:多肢剪力墙为第一道防线,框架为第二道防线。
地震不大时:结构弹性,剪力墙主要受力。
大震时:剪力墙间的连梁先屈服,剪力墙整体刚度降低。
框架开始承受更大的地震作用-发挥作用。
连梁起到耗能的作用。
4.框-剪体系中剪力墙的布置原则与(剪力墙的要求相同)双向布置:剪力墙平面外刚度很小对称布置:尽量保证刚心和质心重合用T/I/L型:增加整体刚度(带边框)一般原则:均匀、分散、对称、周边贯通全高:刚度突变会导致的薄弱层靠外布置:增加抗扭能力(过长的框架不宜)限制间距:限制平行墙的间距,减少因楼板水平变形不均匀导致对框架柱的不利影响框-剪结构中框架和剪力墙的布置要各自满足框架布置和剪力墙布置的要求。