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11级土木工程四班1第1页注：1、带下划线的是精简答案，不带下划线的是帮助理解或语言的前后衔接部分。考试看带下划线的就足够了。祝考个好成绩。(*^__^*)……2、（百）指答案是从百度中找到的，（PPT）指答案从老师给的PPT中找到的。3、有不确定的我在后面也有注明的。4、带Δ是答案不完全或没找到的。第1章绪论要求理解和掌握高层建筑的概念和高层建筑的特点。（1）我国对高层建筑结构是如何定义的？答：我国规定：10层及10层以上或高度超过28m的住宅以及房屋高度大于24m的其他民用建筑为高层建筑。（2)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。特点：水平荷载对结构影响大，随高度的增加除轴力与高度成正比外，弯矩和位移呈指数曲线上升，并且动力荷载作用下，动力效应大，扭转效应大。考虑：结构侧移，整体稳定性和抗倾覆问题，承载力问题。（3）从结构材料方面来分，高层建筑结构有哪些类型？各有何特点？答：相应的结构分类（以材料分类）：钢结构、钢筋混凝土结构、混合结构（两种或两种以上材料的构件组成的结构，如钢构件+钢筋混凝土构件等）钢结构具有强度高，自重轻（有利于基础），延性好，变形能力大，有利于抗震，可以工厂预制，现场拼装，交叉作业但价格高，防火材料（增加造价），侧向刚度小。2）钢筋混凝土具有价格低，可浇筑成任何形状，不需要防火，刚度大。但强度低，构件截面大占用空间大，自重大，不利于基础、抗震，延性不如钢结构。3）混合结构是梁板柱墙等基本构件或结构的一部分采用不同材料混合而成。包括组合结构构件如钢骨为骨架，外包钢筋混凝土，钢骨、混凝土为整体、共同受力，钢骨可以做施工平台，与钢构件比：用钢少，刚度大，防火、防锈；与混凝土构件比：重量轻，承载力大，抗震性能好。第2章高层建筑结构体系与布置了解和掌握高层建筑结构的结构体系及其受力特点、结构总体布置的原则。1.何为结构体系？高层结构体系大致有哪几类？各种结构体系优缺点和受力特点如何？答：所谓高层建筑建筑的结构体系是指结构抵抗外部作用的构件类型及组成方式。高层结构体系类型:框架结构体系剪力墙结构体系框架—剪力墙结构体系筒中筒结构体系多筒体系巨型结构体系框架结构：受力变形特点：框架结构的侧移一般由两部分组成：1）水平力引起的楼层剪力，使梁、柱构件产生弯曲变形，形成框架结构的整体剪切变形Us；2）由水平力引起的倾覆力矩，使框架柱产生轴向变形（一侧柱拉伸，另一侧柱压缩）形成框架结构的整体弯曲11级土木工程四班2第2页变形Ub；3）当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整体剪切变形，整体弯曲变形的影响很小。注：框架结构属于柔性结构，侧移主要表现为整体剪切变形。优点：①建筑平面布置灵活，分隔方便；②整体性、抗震性能好，设计合理时结构具有较好的塑性变形能力；③外墙采用轻质填充材料时，结构自重小。缺点：侧向刚度小，抵抗侧向变形能力差。正是这一点，限制了框架结构的建造高度。《高规》规定，在非地震区，现浇钢筋混凝土框架结构房屋的最大适用高度为70m，最大高宽比为5。剪力墙结构：受力变形特点：在水平荷载作用下，剪力墙可视为竖向悬臂构件。在竖向荷载作用下，剪力墙是受压的薄壁柱；在水平荷载作用下，剪力墙则是下端固定、上端自由的悬臂柱（深梁）。注：1）剪力墙结构水平承载力和侧向刚度均很大，侧向变形较小。2）剪力墙结构属于刚性结构，对于高宽比较大的剪力墙，侧向变形呈弯曲型。优点：①整体性好、刚度大，抵抗侧向变形能力强②抗震性能较好，设计合理时结构具有较好塑性变形能力，因而剪力墙结构适宜的建造高度比框架结构要高。房间墙面及天花板平整，层高较小，特别适用于住宅、宾馆等建筑。（结构高度：几十米~100多米，十几层到三十多层）缺点：结构自重较大；受楼板跨度的限制（一般为3～8m），剪力墙间距不能太大，建筑平面布置不够灵活。框架-剪力墙结构：受力变形特点：框架-剪力墙结构体系以框架为主，并布置一定数量的剪力墙，通过水平刚度很大的楼盖将二者联系在一起共同抵抗水平荷载。其中剪力墙承担大部分水平荷载，框架只承担较小的一部分。注：在水平荷载作用下，框架的侧向变形属剪切型，层间侧移自上而下逐层增大；剪力墙的侧向变形一般是弯曲型，其层间侧移自上而下逐层减小。当框架与剪力墙通过楼盖形成框架-剪力墙结构时，各层楼盖因其巨大的水平刚度使框架与剪力墙的变形协调一致，其侧向变形介于剪切型与弯曲型之间，一般属于弯剪型。剪力墙结构属于中刚性结构。优点：兼有框架和剪力墙的优点，比框架结构的水平承载力和侧向刚度都有很大提高，比剪力墙结构布置灵活，可应用于10～40层的办公楼、教学楼、医院和宾馆等建筑中。框筒结构：受力变形特点：筒体的水平截面为单孔或多孔的箱形截面。筒体最主要的受力特点是它的空间性能，在水平荷载作用下筒体可视为下端固定、顶端自由的（筒状）悬臂构件。注1）空间性能：按材料力学计算其应力分布特点。2)剪力滞后现象：对于框筒结构，在翼缘框架中，远离腹板框架的各柱轴力愈来愈小；在腹板框架中，远离翼缘框架各柱轴力的递减速度比按直线规律递减的要快。上述现象称之为剪力滞后（书P35）优缺点：筒体结构具有很大的侧向刚度及水平承载力，并具有很好的抗扭刚度。剪力滞后使结构计算变得更复杂。2．在抗震结构中为什么要求平面布置简单、规则、对称，竖向布置均匀？答：平面布置简单、规则、对称是为了使结构的刚度中心和质量中心基本重合，这样可以避免地震时带来的扭转效应，避免扭转破坏。而竖向刚度布置均匀是为了使结构在竖向没有明显的很大的刚度变化，也就是没有薄弱层，以避免薄弱层刚度不足，导致率先坍塌。比如结构的底层就是最显著的薄弱层，很多地震都是由于底部薄弱层坍塌导致房屋破坏的！（百）3.高层建筑结构平面、竖向不规则有哪些类型？11级土木工程四班3第3页答：平面不规则包括扭转不规则、楼板凹凸不规则和楼板局部不连续。竖向不规则包括侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变。在设计中可以通过限制建筑物的长宽比，立面的外挑和内收以及限制沿向刚度的变化来避免不规则结构。（百）4.防震缝、伸缩缝和沉降缝在什么情况下设置？各种缝的特点和要求是什么？在高层建筑结构中，特别是抗震结构中，怎么处理好这三种缝？答：在房屋建筑的总体布置中，为了消除结构不规则、收缩和温度应力、不均匀沉降对结构的有害影响，可以用防震缝、伸缩缝和沉降缝将房屋分成若干独立的部分。各缝的特点和要求：防震缝应有一定的宽度，防震缝基础可不断开。伸缩缝从基础以上设置，基础可不断开。若为抗震结构，伸缩缝的宽度不小于防震缝的宽度。沉降缝将建筑物的两部分从顶层到基础全部断开。沉降缝的宽度应符合防震缝最小宽度的要求。目前的趋势是避免设缝或尽可能少设缝。（百）5．框架-筒体结构与框筒结构有何异同？框架结构与框筒结构相比，两者平面结构布置和受力特点有何不同？何谓框筒结构的剪力滞后现象？答：框架-筒体结构与框筒不是同一个概念。后者指的是由密柱深梁组成的空腹筒（空间），一般作为结构单元；而前者是由框架和筒体（核心筒）结构单元组成的结构，其中的框架与筒体是平行的受力单元。（PPT)框架是平面结构，主要由于水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩。框筒是空间结构，沿四周布置的框架参与抵抗水平力，层剪力由平行于水平力作用方向的腹板框架抵抗。倾覆力矩由腹板框架和垂直于水平力方向的翼缘框架共同抵抗。框筒结构的四榀框架位于建筑物周边，形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒，使建筑材料得到充分的利用。因此，框筒结构的适用高度比框架结构高得多。(百）剪力滞后现象：对于框筒结构，在翼缘框架中，远离腹板框架的各柱轴力愈来愈小；在腹板框架中，远离翼缘框架各柱轴力的递减速度比按直线规律递减的要快。上述现象称之为剪力滞后（书P35）（PPT)6高层建筑结构总体布置的原则是什么?答：1）抗侧力结构体系的适用高度2）高层建筑高宽比限值：是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。3）抗震结构体系要求与抗震等级4）建筑平面和结构平面布置：应遵循平面规则、对称、简单的原则，尽量减少因平面形状不规则而产生扭转的可能性。5）建筑立面和结构竖向布置：竖向宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收；侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化；不应采用竖向布置严重不规则的结构。6）关于不规则结构7）变形缝的设置：避免设缝或尽可能少设缝8）高层建筑楼盖：在结构侧向变形时，要求楼盖应具备必要的整体性和平面内刚度。同时，考虑到高层建筑平面较为复杂以及尽量减少楼盖的结构高度和重量，高层建筑中装配式楼盖已不再适用，一般应采用现浇整体式或装配整体式楼盖。9）基础选型及基础埋深（PPT)①对抗震有利的建筑平面和立面结构布置②具有明确方向的计算简图和合理的传力途径③具备必要的刚度和承载力以及良好的弹性变形能力和消耗地震能量的能力④部分结构构件破坏时不导致结构倒塌⑤设置多到防震缝。(百）7为什么规范对每一种结构体系规定最大的适应高度？答：高规划分了A级高度的高层建筑和B级高度的高层建筑。A级高度的高层建筑是指常规的、一般的建筑。B级高度的高层建筑是指较高的，因而设计有更严格要求的建筑。8．高层建筑的基础都有哪些形式？高层建筑的基础为什么埋深要求？采用天然地基时高层11级土木工程四班4第4页建筑的基础埋深不小于多少？答：基础形式：条形，交叉梁式，片筏，箱型，桩；高层建筑基础必须有足够的埋置深度，主要是考虑：1)防止基础发生滑移和倾斜，提高基础的稳定性。2)增大埋深，可以提高地基的承载力，减少基础的沉降量。3)增大埋深后，地面运动时，阻尼增大，可减轻震害。当采用天然地基或复合地基时，埋置深度可取房屋高度的1/15；（PPT)第3章高层建筑结构荷载要求理解和掌握高层建筑结构荷载的计算方法（1）高层建筑结构设计时应主要考虑哪些荷载或作用？答：高层建筑结构主要承受竖向荷载和水平荷载。竖向荷载包括恒荷载和活荷载，水平荷载包括风荷载和地震作用。（PPT)自重，使用活荷载，风荷载，地震作用温度变化，地基不均匀沉降（2）高层建筑结构的竖向荷载如何取值？进行竖向荷载作用下的内力计算时，是否要考虑活荷载的不利布置？为什么？答：竖向荷载：结构自重按材料密度与用量计算；使用活荷载，按规范选取并进行荷载效应组合。不考虑，因为一般高层建筑的活荷载不大，产生的内力所占比重较小。（3）结构承受的风荷载与哪些因素有关？和地震作用相比，风荷载有何特点？答：因素：风的性质，风速，风向；建筑所在地貌及周边环境，建筑高度，体型，表面状况。特点：风荷载具有静力和动力双重性质，持续时间大，风力大小估计可靠。（4）高层建筑结构风荷载标准值计算式中，基本风压、风载体型系数和风压高度变化系数分别如何取值？答：我国《荷载规范》规定，基本风压系以当地比较空旷平坦地面上离地10m高，重现期为50年的10分钟平均最大风速v0（m/s）为标准近似按w0=v0²/16(kN/m2)计算风压。风荷载体型系数是指风作用在建筑物表面所引起的实际压力或吸力（平均值）与原始风速算得的理论风压的比值。风压高度变化系数是指某类地表上空高度处的风压与基本风压的比值，取决于地面粗糙程度指数。（5）什么是风振系数？在什么情况下需要考虑风振系数？如何取值？答：考虑风的动力特性对建筑产生的动力效应。对于高度较大刚度较小对风荷载的动力效应不可忽略的高层建筑。根据结构类型，建筑高度，高宽比，基本阵型，等确定。（6）结构自振周期的计算方法有哪些？为什么要对理论周期值进行修正？如何修正？各类结构基本周期的经验公式是什么？答：自振周期计算方法：理论