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高层建筑结构设计作业1、框架结构、剪力墙结构和框架-剪力墙结构在侧向力作用下得水平位移曲线各有什么特点？答：框架结构，其侧移由两部分组成；梁和柱的弯曲变形产生的侧移，侧移曲线成剪切型，由下而上层间位移减小；柱的轴向变形产生的侧移，侧移曲线弯曲型，由下而上空间位移增大。第一部分是主要的，框架在侧向力作用下的侧移曲线以剪切型为主。剪切墙结构，在侧向力作用下，剪力墙结构的侧向将曲线呈弯曲型，即层间位移由下而上逐渐增大。框架-剪力墙的变形曲线分别呈剪切型和弯曲型，由于楼板的作用力，框架和墙的侧向位移必须协调。在结构的底部，框架的侧移减小；在结构的上部，剪力墙的侧移减小，侧移曲线的形状呈弯曲剪型，层间位移沿建筑高度比较均匀，改善了框架结构及剪力墙结构的抗震性能，也利于减小余震作用下非结构构件的破坏。2、地震作用与风荷载各有什么特点？答：空气流动形成的风遇到建筑物时，就在建筑物表面产生压力和吸力，这种风力作用称风荷载。风的作用是不规则的，风压随着风速、风向的紊乱变化而不停的改变。地震作用的特征可以用三个特征量来描述强度、频谱和持续时间。3、什么是小震、中震和大震？其概率含义是什么？与设防烈度是什么关系？抗震设计目标要求结构在小震、中震和大震作用下处于什么状态？怎样实现？抗震设防三水准答：小震指该地区50年内超越概率为63%的地震烈度，又称多遇地震；中震指该地区50年内超越概率为10%的地震烈度，又称基本烈度或设防烈度；大震指该地区50年内超越概率约为2%~3%的地震烈度，又称罕遇地震。小、中、大震是指概率统计意义上的地震烈度大小。小震烈度大约比基础烈度低1.55度，大震烈度大约比基本烈度高1度。抗震设计的两阶段方法，第一阶段为结构设计阶段，也就是说，经过第一阶段设计，结构应该实现小震不坏，中震可修，大震不倒的目标。第二阶段为验算阶段，一些重要的或特殊的结构，经过第一阶段设计后，要求用该地区设防烈度相应的大震作用进行弹塑性状态，因此要考核构件的弹塑性性能。4、延性和延性比是什么？为什么抗震结构要具有延性？为什么高而柔的建筑要进行舒适度验算答：延性是指构件和结构屈服后，具有承载能力不降低或基本不降低，但有足够塑性变形能力的一种性能，一般用延性比表示延性，即塑性变形能力的大小。塑性变形可以耗散地震能量，大部分抗震结构在中震作用下都进入塑性状态而耗能。在“大震不倒，中震可修，小震不坏”的抗震设计原则下，钢筋混凝土结构都应该在设计成延性结构，即在设防烈度地震作用下，允许部分构件出现塑性铰，这种状态时中震“可修”状态；当合理控制塑性铰部位，构件又具备足够的延性是，可做到在大震作用下结构不倒塌。高层建筑都是由梁、柱、框架和剪力墙组成，作为抗震结构都应该设计成延性框架和延性剪力墙。抗震高层建筑的延性是通过合理选择结构体系，合理布置结构，对构件及其连接各种构造措施等多方面努力才能实现的，施工质量好坏对结构延性也有很大影响。结构延性不够，也不是通过计算能达到的。5、影响水平荷载下柱反弯点位置的主要因素是什么？框架顶层、底层和中部各层反弯点位置有什么变化？反弯点高度比大于1的物理意义是什么？答：柱反弯点位置与柱端角有关，即柱端约束程度有关。在多层框架中，各层荷载产生的轴力除力向下传递以外，对其他层构件内力分配影响不大。当梁比柱的抗弯刚度答很多时，刚度修正系数值接近1，可近似认为2=1，此时第i层柱的侧移刚度为d值，在剪力分配公式中可用d值代替D值，这种方法称反弯点法。工程中用梁柱线刚度比判断，当ib/ic≥3-5时可采用反弯点法。6、什么是强剪弱弯？框架梁、柱如何实现强柱弱梁？答：梁、柱剪切破坏是脆性破坏，延性小，力变形滞回曲线。梁、柱的受剪承载力应分别大于其受弯承载力对应的剪力，推迟或避免其剪力破坏，实现延性的弯曲破坏7、剪力墙抗震设计的原则是什么？为什么要按强墙弱梁设计剪力墙？什么是强墙弱梁？答：剪力墙刚度倒，容易满足风或小震作用下层间位移角的限值及风作用下的适度的要求，承载能力答；合理设计的剪力墙具有良好的延性和耗能性。对于连梁、与框架梁相同，通过剪力增大系数调整剪力设计值，实现强剪弱梁。连梁屈服于墙肢屈服，使塑性变形和耗能分散于连接梁中，避免用墙肢过早屈服是塑性变形集中在某一层而形成软弱层或薄弱层。