1 / 5东 北 大 学 继 续 教 育 学 院高层建筑结构设计 复习题 一、名词解释2. 房屋高度：自室外地面至房屋主要屋面的高度。3. 框架结构：由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。4. 转换结构构件：完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构件，包括转换梁、转换桁架、转换板等。5. 剪重比：楼层地震剪力系数，即某层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值。6. 刚重比：结构的刚度和重力荷载之比。是影响重力P− Δ效应的主要参数。7. 结构刚度中心：各抗侧力结构刚度的中心。8. 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。9. 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。10. 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。11. 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 ，课程名称: 高层建筑结构设计 2 / 5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。二、简答题1. 高层建筑结构有何受力特点？答：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。2. 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？答：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。3. 简述高层建筑结构布置的一般原则。答：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，课程名称: 高层建筑结构设计 3 / 5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。4. 确定建筑结构基础埋深时应考虑哪些问题？答：(1)建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设施，基础的形式和构造；(2)作用在地基上的荷载大小和性质；(3)工程地质和水文地质条件；(4)相邻建筑物的基础埋深；(5)地基土冻胀和融陷的影响。5. 高层建筑结构设计时应考虑哪些荷载或作用?答：高层建筑和高耸结构主要承受竖向荷载、风荷载和地震作用等。与多层建筑有所不同，由于高层建筑的竖向力远大于多层建筑，在结构内可引起相当大的内力；同时由于高层建筑的特点，水平荷载的影响显著增加。6. 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ωk应按下式计算： ωk= βzμsμzω0式中 ωk风荷载标准值，kN／m2； ω0——基本风压； μs——风荷载体型系数，应按《荷载规范》第 7．3 节的规定采用； μz——风压高度变化系数； βz——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，此时可仅课程名称: 高层建筑结构设计 4 / 5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ωk应按下式计算： ωk= βgzμsμzω0式中 βgz高度z处的阵风系数。7. 在什么情况下需要考虑竖向地震作用效应？答：8 度及 9 度抗震设防时，水平长悬臂构件、大跨度结构以及结构上部楼层外挑部分要考虑竖向地震作用。8 度和 9 度设防时竖向地震作用的标准值，可分别取该结构或构件承受的重力荷载代表值的 10％和 20％进行计算。8. 为什么计算高层建筑结构在竖向荷载作用下的内力时可以不考虑活荷载的折减和活荷载的不利布置？答：在高层建筑中，恒荷载较大，占了总竖向荷载的 85%以上。活荷载相对较小，所以在实际工程中，往往不考虑折减系数，按全部满荷载计算，有在设计基础时考虑折减系数的。在计算高层建筑结构竖向荷载下产生的内力时，可以不考虑活荷载的不利布置，按满布活荷载一次计算。因为高层建筑中，活荷载占的比例很小（住宅、旅馆、办公楼活荷载一般在 1.5~2.5KN/㎡内，只占全部竖向荷载的 10—15%），活荷载不同布置方式对结构内力产生的影响很小；再者，高层建筑结构是复杂的空间体系，层数、跨数很多，不利分布情况太多，各种情况都要计算工作量极大，对实际工程设计往往是不现实的。9. 框架结构有哪些优缺点？梁、柱组成的框架作为建筑竖向承重结构，并同时抵抗水平荷载时，被称为框架结构体系。优点：建筑平面布置灵活，可做成需要大空间的会议室、餐厅、办公室等。课程名称: 高层建筑结构设计 5 / 5缺点：抗侧刚度小，水平位移较大，故限制了建造高度。一般不宜超过 50m。各种结构型式适用高度还与设防烈度有关。抗侧刚度主要取决于梁、柱的截面尺寸及层高。10. 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：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。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。课程名称: 高层建筑结构设计