高层结构设计考试.doc

1 与多层建筑结构相比，高层建筑结构设计有哪些特点？答： (1) 水平荷载成为设计的决定性因素。（2）侧移成为控制指标。（3）轴向变心的影响在设计中不容忽视。（4）延性成为结构的重要指标。（5）结构材料用量明显增加。2在高层建筑结构抗震设计中为何要求平面布置简单规则对称竖向布置刚度均匀？如何评价结构形状的复杂程度？平面和竖向布置可能出现哪些不规则情况？剪力墙为什么划分整体墙、小开口墙、联肢墙和壁式框架等类型？他们各自的特点是什么？答： 在高层建筑结构抗震设计中平面布置应有利于抵抗水平荷载和竖向荷载，受力明确，传力直接，力求均匀对称，减少扭转的影响。在高层建筑的一个独立结构单元内，宜使结构平面形状简单、规则、刚度和承载力分布均匀，不应采用严重不规则的平面布置，若奇形怪状使荷载分布不均匀，会导致应力突变。高层建筑结构的承载力和刚度宜自下而上逐渐减小，变化宜均匀、连续，不应突变。竖向布置应规则、均匀，避免有过大的外排和内收，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。 高层建筑中应用的剪力墙结构，实际上是一悬臂型结构，它的受力情况将随洞口的大小、形状和位置的不同而变化。在通常矩形洞口且其位置接近横向尺寸中部的情况下，其受力特点主要决定于洞口的大小，据此可将剪力墙分为整体墙、小开口墙、联肢墙和壁式框架等类别，每一类有不同的力学特性。、见书P95P963剪力墙的整体性系数a的物理意义是什么？它对结构的内力和变形有什么影响？答： 剪力墙的整体性系数的物理意义：反应了连梁总转角刚度与墙肢总线刚度两者的相对比值，是一个无量纲的系数。 对整体性很好的墙，剪力墙截面的剪应力呈抛物线分布，两边缘为零，中间部位约为平均剪应力的1.5倍；对整体性很差的墙，即0，剪力墙截面的剪应力近似均匀分布；当剪力墙的整体性介于两者之间时，即0，剪力墙截面的剪应力与其平均值之比，在两边缘处为1与0之间，在中间处为1与1.5之间。由剪应力互等定律可知，各列连续跨中点处得竖向剪应力也符合上述分布，因为各列连梁的约束弯矩与其跨中剪应力成正比，故跨度中点剪应力较大的连梁，分配到的约束弯矩大。由截面剪应力分布可知，值越小，各列连梁约束弯矩分布越延缓，值越小，整体性越强，各列连梁约束弯矩分布呈现两边小中央大的趋势越明显。4剪力墙结构分类时为什么同是采用a和Ia/I这两个参数，Ia/I的大小说明了什么？答： 壁式框架与整截面墙或整体小开口墙都有很大的值，但二者受力特点完全不同，所以除了根据值进行剪力墙分类判别外，还应判别沿高度方向墙肢弯矩图是否会出现反弯点。/I值反应了剪力墙截面削弱的程度。/I值大，说明截面削弱较多，洞口较宽，墙肢相对较弱。因此，当/I值增大到某一值时，墙肢表现出框架柱的受力特点，即沿高度方向出现反弯点。因此，通常将/I值作为剪力墙分类的第二个判别准则。5什么是剪力墙结构的等效刚度？各类剪力墙结构的等效刚度怎样计算？答：具有相同的水平荷载及相同的侧向位移则的构件的刚度等效。剪力墙与竖向悬臂受弯构件具有相同的刚度，则可以采用竖向悬臂受弯构件的刚度作为剪力墙的等效刚度。6双肢剪力墙连续栅片法的基本假定是什么？它们对该计算方法的应用范围有什么影响？答：基本假定：1、墙肢刚度比连梁刚度大得多，连梁的反弯点在跨中。2、梁墙肢的位移曲线相同，同一标高上水平位移和转角都相同。3、沿竖向刚度与层高不变4、梁考虑弯曲变形和剪切变形，墙肢考虑弯曲变形轴向变形。5、连梁的连续化假定。影响：基本假定为建立微分方程提供了前提，对求解提供了方便。特点：1双肢墙的侧移曲线呈弯曲型。a值越大，墙的刚度愈大，侧移越大。2、连梁的剪力分布具有明显的特点，剪力最大的连梁不在底层，它的位置及大小将随a值改变。当a值增大，连梁的剪力加大，剪力最大的梁向下移。3墙肢的轴力与a值有关，当a值增大时，连梁剪力加大，墙肢轴力也必然加大。4，墙肢的弯矩也于a值有关，a值越大，墙肢弯矩越大。7双肢剪力墙连续栅片法的计算步骤有哪些？8壁式框架的轴线位置和刚壁尺寸如何确定？壁式框架与一般框架的计算有何不同？答：取连梁和墙肢的形心线作为轴线位置，取上下两层梁之间轴线的距离作为层高。 两者区别：1、在壁式框架中，梁柱中杆端有刚域，杆件截面高度大，剪力变形不能忽略。2、壁式框架中，反弯点高度需要修正。9影响剪力墙的破坏形态的主要因素有哪些?在实际设计如何考虑？答：主要因素有剪跨比、结构受弯承载力、轴向力、截面配筋、材料强度等。实际设计中1、选择合适的材料合适的混凝土强度等级等。 2、选择合适的剪力墙截面尺寸及厚度。 3、满足结构设计的构造要求、配筋要求及受力要求。4、合理开洞且洞口上下对齐排布等10什么是剪力墙的加强部位？其分为如何确定？是剪力墙设计为什么要对弯矩和剪力进行调整？哪些部位需要调整及如何调整？答剪力墙加强部位就是对可能出现塑性铰的部位进行加强的部位11剪力墙部位截面设计要考虑强剪弱弯？怎样计算设计剪力？12什么是剪力墙的边缘约束构件？什么情况下需要设置它？答：暗柱和端柱统称为“边缘构件”，又把它分为两大类：构造边缘构件和约束边缘构件。YDZ、YAZ是约束边缘端柱、约束边缘暗柱，均属于约束边缘构件；GDZ、GAZ是构造边缘端柱、构造边缘暗柱，均属于构造边缘构件。这些都是剪力墙结构中特有的，他们的作用都一样，设置在剪力墙的边缘，起到改善受力性能的作用。对于抗震等级一、二级的剪力墙底部加强部位及其上一层的剪力墙肢，应设置约束边缘构件。其他的部位和三级抗震的剪力墙应设置构造边缘构件，约束边缘构件对体积配箍率等要求更严，用在比较重要的受力较大结构部位；构造边缘构件要求松一些。13为什么在剪力墙端部有明显住或暗柱时延性好？影响剪力墙延性性能的主要因素有哪些？14连梁设计时主要考虑的因素有哪些？其构造配筋主要考虑哪些因素？什么样的配筋形式对于实现连梁的工作性能比较有利？15框架剪力墙结构中，横向墙为何宜均匀对称布置在建筑的端部附近、楼梯间、平面形状变化处理及恒载较大的地方？16框架剪力墙结构近似计算方法作了那些假定？其协同工作的目的是什么？答：基本假定： 1、楼板在自身平面内刚度无限大。2、房屋的刚度中心与作用在结构上的水平荷载（风荷载与地震荷载）的合力作用点重合，在水平荷载作用下房屋不产生绕竖轴的弯曲。协同工作的目的：使框架剪力墙结构在这种体系中充分发挥各自的作用，而且在框架剪力墙结构中，由于剪力墙分担水平剪力作用，使框架的受力状况和内力分布得到改善。17怎样区分铰结体系和刚结体系？在计算简图、内力分配和计算步骤上有何不同？答：铰接体系,框架和剪力墙仅依靠楼盖连接成整体，而楼盖对各平面结构并不产生约束矩，只是约束他们具有相同的水平位移，故可将楼盖简化为铰接连杆。 刚接体系，18总框架、总剪力墙和总连梁的刚度如何让计算？D值Cr值物理意义是什么？19什么是刚度特征值?其物理意义是什么？答：结构刚度特征值：是框架抗推值与剪力墙抗弯刚度的比值，它集中反映了结构的变形状态及受力状态。一般是结构设计中计算的参数,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。20什么是剪力滞后？它是如何造成的？有哪些影响因素？答：由于翼缘框架的弯曲和剪切变形，使翼缘框架各柱轴力向中心逐渐递减，这种现象叫剪力滞后现象。剪力滞后就是墙体上开洞形成的空腹筒体又称框筒，开洞以后，由于横梁变形使剪力传递存在滞后现象，使柱中正应力分布呈抛物线状。造成原因：框筒中柱子之间存在剪力，剪力使联系柱子的窗群产生剪切变形，从而柱子之间的轴力传递减弱，框筒中剪力滞后现象越严重，参与受力的翼缘框架柱越少，空间受力性能越弱。影响因素有：21高层建筑结构基础类型有哪些？简述灌注桩的适用范围？答：筏形基础、箱形基础、桩基础。 干作业成孔 螺旋钻地下水位以上的粘性土，砂土及人工填土。钻孔扩底地下水位以上的坚硬土，硬塑的粘性土及中密以上的砂土。机动洛阳铲地下水位以上的粘性土、稍密及松散的砂土。泥浆护壁成孔冲震、冲击、回转钻碎石土、砂土、粘性土及风化岩潜水钻粘性土，淤泥，淤泥质土及砂土。套管成孔锤击、振动可塑、软塑、流塑的粘性土，稍密或松散的砂土。爆扩成孔地下水位以上的粘性土，黄土、碎石土、及风化岩石。20.框筒结构有单筒和束筒之分，单筒是梁柱在平台内侧形成的闭合体，束筒是在平台内侧形成的多个闭合体。无论单筒和束筒，腹板框架承担绝大部分剪力而翼缘框架承担绝大部分弯矩，它们之间通过框筒束联系，如果角柱很弱，则达不到上述效果。由于梁的弹性变形，在侧向荷载的作用下，截面并不保持为平面，角柱处轴向变形为最大，离角柱越远的各柱轴向变形为最小，这种现象称为剪力滞后。5.剪力墙的等效刚度：对高层建筑中的剪力墙等构件，通