高层抗震设计

哈尔滨理工大学建筑工程学院土木系李伟编一、填空题1.框架结构体系的优点是建筑平面布置灵活；缺点是抗侧刚度小、侧移较大2.剪力墙结构的优点是抵抗水平作用的能力强、空间整体性好；缺点是平面布置受局限。3.板柱－剪力墙结构是指在钢筋混凝土无梁楼板和柱组成的板柱结构中设置剪力墙。4.影响风荷载大小的因素有风速、风向、建筑物高度、形状、表面状况、周围环境等。5.高层建筑剪力墙分为整体剪力墙、整体小开口墙、联肢剪力墙、壁式框架四种类型。6.框架结构水平荷载作用近似手算方法包括D值法、反弯点法。7.框架——剪力墙结构的刚度特征值的物理意义是总框架抗推刚度与总剪力墙抗弯刚度的相对大小。8.框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用分层力矩分配法。9.高层建筑通常不宜采用刚性基础。10.影响框架柱延性的因素主要有：剪跨比、轴压比、箍筋配置和混凝土强度等级等。11．高层建筑结构主要承受竖向荷载，风荷载和地震作用等。12．在地震区进行高层建筑结构设计时，要实现延性设计，这一要求是通过抗震构造措施来实现的；对框架结构而言，就是要实现强柱弱梁、强剪弱弯、强节点和强锚固。13．高层建筑结构通常要考虑承载力、侧移变形、稳定、倾复等方面的验算。哈尔滨理工大学建筑工程学院土木系李伟编14.用D值法计算水平荷载下框架内力有三个基本假定：假定楼板在其本身平面内刚度为无限大，忽略柱轴向变形，忽略梁、柱剪切变形。15.剪力墙结构体系承受房屋的水平荷载和竖向荷载。16.剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于C20，以短肢剪力墙为主的结构，其混凝土强度等级不应低于C25。17.剪力墙根据有无洞口，洞口大小和位置以及形状等，可分为整截面墙，整体小开口墙，联肢墙，和壁式框架四类。18.当10且IIn时，按整体小开口墙计算。19.当101，按联肢墙计算。20.当10，且IIn，按壁式框架计算21.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。22.当结构单元内仅有整截面剪力墙时，应按竖向悬臂梁计算风荷载或水平地震荷载作用下各楼层的总剪力和总弯矩。23.IIn值反映了剪力墙截面削弱程度。IIn值越大，说明剪力墙截面削弱的较多。24.在水平荷载作用下，框架的侧移曲线为剪切型，剪力墙结构的侧移曲线为弯曲型，两种结构共同工作时的侧移曲线为弯剪型。25.在框架—剪力墙结构中，考虑连梁的约束作用时；结构刚度特征值增大，侧向位移减小；剪力墙上部截面的正弯矩增大，下部截面负弯矩减小，反弯点下移；剪力墙的剪力增大，框架的剪力减小。26.在框架—剪力墙结构中，剪力墙的布置原则为均匀、分散、对称、哈尔滨理工大学建筑工程学院土木系李伟编周边。二、选择题1.双肢墙中当连梁刚度D相对增大，墙肢刚度变小,变大，连梁约束弯矩A。A．变大B．变小C．不变D．不确定2.为使框架梁具有良好的抗震性能，按JGJ3-2010，主梁的高跨比可按（D）A．1/10～1/15，梁的截面宽度不宜小于200mm，梁截面的高宽比不宜大于4。B．1/10～1/15，梁的截面宽度不宜小于250mm，梁截面的高宽比不宜大于4。C．1/12～1/18，梁的截面宽度不宜小于200mm，梁截面的高宽比不宜大于4。D．1/10～1/18，梁的截面宽度不宜小于200mm，梁截面的高宽比不宜大于4。E．1/10～1/18，梁的截面宽度不宜小于200mm，梁截面的高宽比宜大于43.剪力墙结构砼强度等级不应低于（D）A．C20，带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙的砼强度等级不应低于C30。B．C25，带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙的砼强度等级不应低于C30。C．C30，带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙的砼强度等级不应低于C40。D．C20，带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙的砼强度等级不应低于C25。哈尔滨理工大学建筑工程学院土木系李伟编4.一般高层建筑在计算风压值时应取重现期为（B）A.30年。B.50年。C.80年。D.100年。5.双肢连梁的剪力分布特点是（B）A．剪力最大的连梁不在底层，当墙的整体系数α值增大时，连梁剪力加大，剪力最大的梁上移。B．剪力最大的连梁不在底层，当墙的整体系数α值增大时，连梁剪力加大，剪力最大的梁下移。C．剪力最大的连梁不在底层，当墙的整体系数α值增大时，连梁剪力减小，剪力最大的梁下移。D．剪力最大的连梁在底层，当墙的整体系数α值增大时，连梁剪力加大。6.D值法中，确定反弯点高度时，当柱上端梁的线刚度大于下端梁的线刚度时，柱的反弯点向（B）移A、上B、下7.对框架柱的弯矩进行调整的目的是满足（A）的要求；对框架柱的剪力进行调整的目的是满足（B）的要求。A、强柱弱梁B、强剪弱弯C、强核芯区、强锚固8.D值法中，确定反弯点高度时，当上层层高大于本层层高时，柱的反弯点向（A）移动哈尔滨理工大学建筑工程学院土木系李伟编A、上B、下9.分层法计算框架内力时，第二层框架柱的传递系数为（B）A、1/2B、1/3C、1D、1/410.假设一栋住宅建筑，采用现浇钢筋混凝土结构，结构高度为80米，抗震设防烈度为7度，采用B结构体系最合适。A、框架结构B、剪力墙结构C、筒体结构D、框筒结构11.联肢剪力墙计算宜选用（B）分析方法。A、材料力学分析法B、连续化方法C、壁式框架分析法D、有限元法12.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13.框架结构在水平侧向力作用下的侧移曲线以（A）变形为主。A、剪切型B、弯曲型C、剪弯型D、弯剪型14.框架结构中柱抗侧刚度与梁柱相对刚度有关，梁刚度愈小，则柱的抗侧刚度（A）。A、愈小B、愈大C、不变15.框架结构中柱抗侧刚度修正系数与梁柱相对刚度有关，梁刚度愈小，则（A）。A、愈小B、愈大C、不变16.框架结构中柱抗侧刚度修正系数（A）。A、小于1B、等于1C、大于1哈尔滨理工大学建筑工程学院土木系李伟编17.剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于[B]。A．C15B．C20C．C25D．C3018.剪力墙高宽比H／B1.5，墙体易发生[C]。A．弯曲破坏B．弯剪破坏C．剪切破坏D．弯压破坏19.剪力墙宜自下而上连续布置，不宜中断，避免[B]A．强度不够B．刚度突变C．变形不够D．强度突变20.整体工作系数愈小，说明剪力墙整体性[B]。A．强B．弱C．与没有关系D．没有变化21.整体工作系数愈大，说明剪力墙的侧向刚度[A]，侧移[A]A．增大，减小B．增大，增大C．减小，减小D．减小，增大。三．名词解释1．P∆效应：水平荷载作用下结构产生侧移，重力荷载由于该侧移而引起的附加效应P～δ效应：由于构件自身挠曲引起的附加重力二阶效应2．剪力墙的整体系数：各墙肢间的整体性3．（框筒结构的）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。上述现象称为剪力滞后。4．刚度特征值λ的物理意义：是反映总框架和总剪力墙刚度之比的一个参数，对框架剪力墙结构的受力状态和变形及外力的分配都有很大的影响。5．延性设计：强墙弱梁、强剪弱弯哈尔滨理工大学建筑工程学院土木系李伟编延性：表示构件和结构屈服后，具有承载能力不降低、具有足够塑性变形能力的一种性能。高层平面布置要求：简单、对称、平整6．框架的剪切刚度fC：框架产生单位层间剪切变形所要施加的层间剪力。7.延性框架、强柱弱梁、强剪弱弯、轴压比的概念及箍筋作用。8．风振系数:实际风压是在平均风压上下波动的，目前采用加大风载的办法来考虑这个动力效应，在风压值上乘以风振系数βz。9．卓越周期：指的是引起建筑场地振动最显著的某条或某类地震波的一个谐波分量的周期，该周期与场地覆土厚度及土的剪切波速有关。10．基本风压：基本风压是以当地比较空旷平坦的地面上离地10m高统计所得的50年一遇10min平均最大风速为标准，按基本风压＝最大风速的平方/1600确定的风压值。四、问答题1．什么是框架—剪力墙结构刚度特征值λ，物理意义是什么，对结构的内力分配与侧移变形有什么影响。答：结构刚度特征值“入”：是反映总框架和总剪力墙刚度之比的一个参数，对框架剪力墙结构的受力状态和变形及外力的分配都有很大的影响。1）当“入”较大时，结构中以框架为主，位移曲线主要是剪切型的；2）当“入”很小时，结构中以剪力墙为主，位移曲线主要是弯曲型3）二者比例相当时，为弯剪型变形。哈尔滨理工大学建筑工程学院土木系李伟编2.风荷载的确定：大多数建筑（300m以下）可按荷载规范规定的方法计算；少数建筑（高度大、对风荷载敏感或有特殊情况者）还要通过风洞试验）；规范规定的方法：0kzszwz--基本风压；s--风载体型系数；z--风压高度变化系数；z--z高度处的风振系数；3.剪力墙按受力特性的不同分为哪几类？各类的受力特点是什么？答：1）整体墙受力状态如同竖向悬臂梁。2）小开口整体墙除整体弯矩外，每个墙肢还出现局部弯矩，但大部分楼层上墙肢没有反弯点，可以认为剪力墙截面变形大体上符合平截面假定。3）联肢剪力墙洞口开的大，截面整体性以破坏，连梁刚度比墙肢刚度小的多，连梁中部有反弯点，各墙肢单独弯曲作用较为明显，个别或少数层内墙肢出现反弯点。4）壁式框架洞口更大，墙肢与连梁的刚度较接近，墙肢明显出现局部弯矩。在许多楼层内有反弯点，剪力墙的内力分布接近框架。4.联肢墙的侧移、墙肢的轴力和弯矩、连梁的剪力与整体系数有何关系？5.反弯点法和D值法中的抗侧刚度有何不同？答：反弯点法中近似认为α=1，抗侧刚度用d值；D值法中用D值，D=αd，α为小于1的系数。6.简述D值法和反弯点法的适用条件并比较它们的异同点答：1）对比较规则的、层数不多的框架结构，当柱轴向变形对内力及位移影响不大时，可采用D值法或反弯点法计算水平荷载作用下的框架内力和位移。哈尔滨理工大学建筑工程学院土木系李伟编2）用D值法计算水平荷载下框架内力有三个基本假定：假定楼板在其本身平面内刚度为无限大，忽略柱轴向变形，忽略梁、柱剪切变形。D值法是更为一般的方法，普遍适用，而反弯点是D值法特例，只在层数很少的多层框架中适用。相同点求解过程一样，区别是反弯点法反弯点在各层固定，而D值法随梁柱刚度比而进行修正。7.结构承受的风荷载与哪些因素有关?答：当计算承重结构时，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值k应按下式计算：0zszk式中k——风荷载标准值，kN／m2；0——基本风压；s——风荷载体型系数，应按《荷载规范》第7．3节的规定采用；z——风压高度变化系数；z——高度z处的风振系数。对于围护结构，由于其刚性一般较大，在结构效应中可不必考虑其共振分量，此时可仅在平均风压的基础上，近似考虑脉动风瞬间的增大因素，通过阵风系数进行计算。其单位面积上的风荷载标准值k应按下式计算：0zsgzk式中gz——高度z处的阵风系数。8.计算剪力墙的内力时如何判断剪力墙的类型？答：剪力墙类型的判别如下：哈尔滨理工大学建筑工程学院土木系李伟编1)当剪力墙无洞口或虽有洞口但洞口面积与墙面面积之比不大于0.16，且孔洞口净距及孔洞边至墙边距离大于孔洞长边尺寸时，按整截面墙计算。2)当1时，可不考虑连梁的约束作用，各墙肢分别按独立的悬臂墙计算。3)当101时，按联肢墙计算。4)当10且IIn时，按整体小开口墙计算。5)当10，且IIn时，按壁式框架计算。9.在水平荷载作用下，计算剪力墙结构时的基本假定是什么？答：剪力墙结构是空间结构体系，在水平荷载作用下为简化计算，作如下假定：(1)楼盖在自身平面内的刚度为无限大。(2)各片剪力墙在其平面内的刚度较大，忽略其平面外的刚度。哈尔滨理工大学建筑工程学院土木系李伟编10.框架剪力墙结构计算简图的确定（10分），第六章例题：剪力墙与框架通过楼板与梁连接，说明图中横向框架一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种具体构件？各用什么参数