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高层建筑结构作业题模拟题.doc

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《高层建筑结构》作业题 一、选择题 1.高层建筑抗震设计时,应具有( A )抗震防线。 A.多道; B.两道; C.一道; D.不需要。 2.下列叙述满足高层建筑规则结构规定的是( D )。 A.结构有较多错层; B.质量分布不均匀; C.抗扭刚度低; D.刚度、承载力、质量分布均匀、无突变 3.高层建筑结构的受力特点是( C )。 A.竖向荷载为重要荷载,水平荷载为次要荷载; B.水平荷载为重要荷载,竖向荷载为次要荷载; C.竖向荷载和水平荷载均为重要荷载; D.不一定 4.钢筋混凝土高层结构房屋在拟定抗震等级时,除考虑地震烈度、结构类型外,还应当考虑( A )。 A.房屋高度; B.高宽比; C.房屋层数; D.地基土类别 5.与基础类型的选择无关的因素是:( B ) A.工程地质及水文地质条 B.相邻建筑物的基础类型 C.建筑物的荷载 D.施工条件 6.基础的埋置深度一般是指:( C ) A.自标高±0.00处到基础底面的距离 B.自标高±0.00处到基础顶面的距离 C.自室外地面到基础底面的距离 D.自室外地面到基础顶面的距离 7.框筒结构中剪力滞后规律哪一个是不对的?( D ) A、柱距不变,加大梁截面可减小剪力滞后 B、结构上部,剪力滞后减小 C、结构正方形时,边长愈大,剪力滞后愈大 D、角柱愈大,剪力滞后愈小 8.在下列地点建造相同的高层建筑,什么地点承受的风力最大?( A ) A.建在海岸 B.建在大城市郊区 C.建在小城乡 D.建在有密集建筑群的大城市市区 9.有设计特别重要和有特殊规定的高层建筑时,标准风压值应取重现期为多少年? ( D ) A.30年; B.50年; C.80年; D.12023 10.多遇地震作用下层间弹性变形验算的重要目的是下列所述的哪种? ( C ) A.防止结构倒塌; B.防止结构发生破坏; C.防止非结构部分发生过重的破坏; D.防止使人们惊恐 11.在抗震设计时,下列说法对的的是( B )。 A.在剪力墙结构中,应设计成为强连梁、弱墙肢 B.在剪力墙结构中,应设计成为强墙肢、弱连梁; C.在框架结构中,应设计成强弯弱剪; D.在框架结构中,应设计成强梁弱柱 12. 钢筋混凝土框架梁的受拉纵筋配筋率越高,则梁的延性( B )。 A. 越好 B. 越差 C. 不变 D. 不拟定 13.计算中发现连梁配筋过大时,可以采用减少连梁的内力的方法是( A )。 A. 减少连梁截面高度 B. 增长连梁截面高度 C. 增长墙肢截面高度 D. 增长连梁截面宽度 14.在7度地震区建造一幢高度为70m的高层办公楼,采用较好的结构体系为:( C )。 A.框架结构 B.剪力墙结构 C.框架—剪力墙结构 D.筒中筒结构 15.高层建筑顶层取消部分墙、柱形成空旷大房间,底层采用部分框支剪力墙或中部楼层部分剪力墙被取消时,下列符合规定的是。( B ) A.应采用有效措施,使上下楼层刚度相差不超过30% B.应采用有效构造措施,防止由于刚度突变而产生的不利影响 C.应通过计算拟定内力和配筋 D.应计算内力和配筋,并采用加强措施 一.单项选择题(共15题,每题2分,共30分)  1.与基础类型的选择无关的因素是(   B    )。  A.工程地质及水文地质条件      B.相邻建筑物的基础类型  C.建筑物的荷载                 D.施工条件  2.(   A   )是在不考虑扭转情况下各抗侧力单元层剪力的合力中心,是指结构抗侧力构件的中心,也就是各构件的刚度乘以距离除以总的刚度。  A 刚度中心   B 形状中心    C 质量中心   D 扭转中心   3.8度抗震设防时,框架—剪力墙结构的最大高宽比限值是(    C    )。  A.3      B.4      C.5       D.6 4.高层建筑结构防震缝的设立,下列所述哪种对的?(  B     )  A.应沿房屋全高设立,涉及基础也应断开  B.应沿房屋全高设立,基础可不设防震缝,但在与上部防震缝相应处应加强构造和连接 C.应沿房屋全高设立,有地下室时仅地面以上设立  D.沿房屋全高设立,基础为独立柱基时地下部分可设防震缝,也可根据不同情况不设防震缝  5.筏形基础的平面尺寸应根据地基土的(   D    )、上部结构的布置及其荷载的分布等因素拟定。  A. 性能   B. 密度    C. 深度   D. 承载力  6.剪力墙的配筋,非抗震设计时剪力墙的竖向和水平分布钢筋的配筋率均不应小于(  B  )。  A. 0.1%   B. 0.2%     C. 0.3%     D. 0.4% 7.为了使连梁弯曲屈服,应减少连梁的弯矩设计值,方法是(  A     )。  A.弯矩调幅   B. 减小弯矩    C.增大剪力   D. 构造措施  8.为保证框架梁的(  C   ),在梁端截面必须配置受压钢筋,同时要限制混凝土受压区高度。  A. 强度   B. 刚度     C. 延性     D. 柔性  9.整体剪力墙整体弯曲变形是重要的,而局部弯曲变形是次要的,它不超过整体弯曲变形的(   B   )。  A. 14%     B. 15%    C. 16%     D. 17% 10.高层建筑的剪力墙中竖向和水平分布筋不应采用单排钢筋,当剪力墙截面厚度不大于(   A    )时,可以采用双排配筋。  A. 400mm    B. 450mm    C. 500mm    D. 600mm 11.钢筋混凝土框架柱的计算长度应根据框架不同的侧向约束条件及荷载情况并考虑柱的(   D   )对柱截面设计的影响限度来拟定。  A. 一阶效应    B. 弯矩调幅效应    C. 剪力滞后效应   D. 二阶效应  12.(   D   )铰是一种特殊的铰,钢筋砼受弯构件,在外荷载作用下,假如从钢筋开始屈服到截面破坏前这一段构件承载力的微小增长,则可以认为在钢筋屈服后,截面在承载能力保持不变的情况下产生了较大的转动。  A 柔性    B 刚性    C 转动    D 塑性  13.筒体结构的计算中,空间杆系-薄壁柱分析法是把一般的梁柱单元作为空间杆件考虑,而把内筒、角柱等部位的单元作为(   C    ),用矩阵位移法考虑。  A. 三维构件     B. 二维构件    C.  空间薄壁杆件    D. 平面薄壁杆件     14.当不设沉降缝时,为减少差异沉降引起的结构内力,宜在裙房一侧设立施工(  B   )。  A 防震缝    B后浇带   C伸缩缝    D加强带  15.除底层以外的各个柱子的上下端节点转角均相同,即除底层柱以外的柱的反弯点位于层高的中点,底层柱的反弯点位于距支座(  A   )层高处。  A 2/3      B 2/5       C 1/3        D 3/4 二.判断题(共10题,每题2分,共20分)  1.构件截面抗弯刚度的计算中,在计算框架梁截面惯性矩I时不考虑楼板的影响。(  X   )  2.在抗震设计中,一般规定框架结构呈“强梁弱柱”、“强剪弱弯”的受力性能。( X   )  3.框剪结构的侧移曲线随其刚度特性值的变化而变化。 (  √    )  4.在钢筋混凝土结构中,剪力墙数量越多,地震震害越严重。(  X     )  5.框剪结构在水平力作用下,框架与剪力墙之间的楼层剪力的分派和框架各楼层剪力分布情况,是随着楼层所处高度而变化,与结构刚度特性值直接无关。 (   X   )  6.抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比一般剪力墙的抗震等级提高一级。(  √   )  7.剪力墙的类别判别应以其受力特点为依据,从剪力墙的整体性能及墙肢沿高度是否出现反弯点两个重要特性来进行判别。(  √   )  8.结构荷载效应组合的计算环节:分别计算上述各种荷载作用下产生的效应;将这些内力和位移分别按照建筑物的设计规定,进行组合,得到构件效应的标准值。( X  )  9.分层法计算所得的框架节点处的弯矩之和经常等于零,这是分层单元与实际结构不一致带来的误差。(  X   )  10.框架-剪力墙结构的内力计算中,当结构体型规则、剪力墙布置比较对称均匀时,结构在水平荷载作用下也需要计算扭转的影响。(  X    ) 三、名词解释(共3题,每题6分,共18分)  1.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。  2.强柱弱梁:汇交在同一节点的上、下柱端截面在轴压力作用下的受弯承载力之和应大于两侧梁端截面受弯承载力之和,推迟或避免柱端形成塑性铰。  3.弯矩二次分派法:就是将各节点的不平衡弯矩,同时作分派和传递,第一次按梁柱线刚度分派固端弯矩,将分派弯矩传递一次(传递系数C=1/2),再作一次分派即结束。  1. 高层建筑:10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物。 2. 房屋高度:自室外地面至房屋重要屋面的高度。 3. 框架结构:由梁和柱为重要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。 4. 剪力墙结构:由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。 6. 框架—剪力墙结构:由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。 9. 转换结构构件:完毕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立的结构构件,涉及转换梁、转换桁架、转换板等。 17. 结构转换层:不同功能的楼层需要不同的空间划分,因而上下层之间就需要结构形式和结构布置轴线的改变,这就需要在上下层之间设立一种结构楼层,以完毕结构布置密集、墙柱较多的上层向结构布置较稀疏、墙术较少的下层转换,这种结构层就称为结构转换层。(或说转换结构构件所在的楼层) 21. 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。 22. 刚重比:结构的刚度和重力荷载之比。是影响重力效应的重要参数。 23. 抗推刚度(D):是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。 24. 结构刚度中心:各抗侧力结构刚度的中心。 28. 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。 33. 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。框架结构的变形特性是呈剪切型的。 42. 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,翼缘框架重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。 55. 延性结构:在中档地震作用下,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减少,地震惯性力不会很大,但结构变形加大,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。 61. 弯矩二次分派法:就是将各节点的不平衡弯矩,同时作分派和传递,第一次按梁柱线刚度分派固端弯矩,将分派弯矩传递一次(传递系数C=1/2),再作一次分派即结束。 二、简答题 1、结构沿竖向不规则类型涉及哪些情况? 答: 结构沿竖向布置涉及侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变: l 结构侧向刚度不规则是指:某层的侧向刚度小于其相邻上一层的70%或小于其相邻上部三个楼层侧向刚度平均值的80%;除顶层外,局部收进的水平尺寸大于相邻下一层的25%; l 竖向抗侧力构件在某层中断,其内力由水平转换构件向下传递,则为竖向抗侧力构件不连续; l 楼层承载力突变是指结构的层间受剪承载力小于其相邻上一层的80%。 2、拟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。 3、计算地震作用的底部剪力法合用于什么情况? 答: 高度不超过40m,以剪切变形为主,刚度与质量沿高度分布比较均匀的建筑物,可采用底部剪力法计算地震作用。 4、为什么要限制剪压比? 答: 由实验可知,箍筋过多不能充足发挥钢箍作用,因此,在设计时要限制梁截面的平均剪应力,使箍筋数量不至于太多,同时,也可有效防止裂缝过早出现,减轻混凝土碎裂限度。 5、剪力墙有哪几种类型,各有何特点? 答: 剪力墙根据有无洞口、洞口的大小和位置以及形状等可分为四类,即整截面墙、整体小 开口墙、联肢墙和壁式框架。 (1)整截面墙,指没有洞口的实体墙或洞口很小的剪力墙,其受力状态如同竖向悬臂构 件。当剪力墙高宽比较大时,受弯变形后截面仍保持平面,法向应力呈线性分布。 (2)整体小开口墙,指洞口稍大且成列分布的剪力墙,截面上法向应力稍偏离直线分布, 相称于整体弯矩直线分布和墙肢局部弯矩应力的叠加。墙肢的局部弯矩一般不超过总弯矩的 15%,且墙肢在大部分楼层没有反弯点。 (3)联肢墙,指洞口更大且成列布置,使连梁刚度比墙肢刚度小得多,连梁中部有反弯点, 各墙肢单独作用较显著,可当作若干个单肢剪力墙由连梁联结起来的剪力墙。当开有一列洞。 (4)壁式框架,当洞口宽而大,墙肢宽度相对较小,墙肢刚度与连梁刚度相差不太远时,剪力墙的受力性能与框架结构相类似;其特点是墙肢截面的法向应力分布明显出现局部弯 矩,在许多楼层内墙肢有反弯点。 6、为什么要设立剪力墙的加强部位?试说明剪力墙加强部位的范围。 答: 强墙弱梁、强剪弱弯、限制墙肢轴压比和墙肢设立边沿构件、加强重点部位、连梁特殊措施。由于剪力墙加强部位的弯矩和剪力均很大。总高1/8和底部2层高度中的较大值,且不大于15m。 7.延性框架的重要设计原则有哪些? 答: 钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式。结构抗震的本质就是延性,提高延性可以增 加结构抗震潜力,增强结构抗倒塌能力。并遵循以下原则: 1)强柱弱梁;2)强剪弱弯;3)强核心区、强锚固;4)限制轴压比、加强箍筋对混凝土的约束、局部加强。 8、高层建筑结构有何受力特点? 答: 1、自重大,对材料强度和竖向构件截面直接相关。 2、由于其抗震规定,对结构的延性有更加严格的规定,需要通过控制轴压比等措施来实现。 3、对风荷载更加敏感,且顶端在风荷载作用下有较大位移。 9、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。 10、什么是高层建筑结构的概念设计?在进行概念设计时的要点重要有哪些? 答: 高层建筑结构的概念设计是指工程结构设计人员运用所掌握的理论知识和工程经验,在方案阶段和初步设计阶段,从宏观上,总体上和原则上去决策和拟定高层建筑结构设计中的一些最基本、最本质也是最关键的问题,重要涉及结构方案的选定和布置、荷载和作用传递途径的设立、关键部位和薄弱环节的鉴定和加强、结构整体稳定性保证和耗能作用的发挥以及承载力和结构刚度在平面内和沿高度的均匀分派;结构分析理论的基本假定等。 在进行概念设计时的要点:①结构简朴规则均匀;②刚柔适度,性能高③加强连接,整体稳定性强;④轻质高强、多道设防。 11、框架结构定义及优点、缺陷及其合用范围如何? 答: 框架结构框架建筑的重要优点: 1、空间分隔灵活,自重轻,有助于抗震,节省材料; 2、具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点,利于安排需要较大空间的建筑结构; 3、框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化,便于采用装配整体式结构,以缩短施 工工期; 4、采用现浇混凝土框架时,结构的整体性、刚度较好,设计解决好也能达成较好的抗 震效果,并且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。 框架结构体系的缺陷为: 1、框架节点应力集中显著; 2、框架结构的侧向刚度小,属柔性结构框架,在强烈地震作用下,结构所产生水平位移较 大,易导致严重的非结构性破性; 3、钢材和水泥用量较大,构件的总数量多,吊装次数多,接头工作量大,工序多,浪费人力,施工受季节、环境影响较大; 框架结构合用范围: 不适宜建造高层建筑,一般合用于建造不超过15 层的房屋。 12、框架-剪力墙结构中剪力墙布置应满足什么规定? 答: 框架-剪力墙结构中剪力墙布置应满足下列规定: ① 剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近,楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位,剪力墙间距不宜过大; ② 平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙; ③ 纵、横剪力墙宜组成L形、T形和工字形等形式; ④ 剪力墙宜贯通建筑的全高,宜避免刚度突变;剪力墙开洞时,洞口宜上下对齐; ⑤ 楼、电梯间等竖井和平面宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置。 四.简答题(共4题,每题8分,共32分)  1.在什么情况下设立防震缝、伸缩缝和沉降缝?这三种缝的特点和规定分别是什么?  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提成若干独立的部分。防震缝应有一定得宽度,否则在地震时相邻部分会互相碰撞而破坏。钢筋混凝土框架结构房屋的防震缝宽度,当高度不超过15m时可为70mm;超过15m时,6度、7度、8度和9度分别每增长5m、4m、3m和2m,宜加宽20mm;框架-剪力墙结构和剪力墙结构房屋的防震缝宽度,可分别采用框架结构防震缝宽度的70%和50%,但都不小于70mm。防震缝两侧结构类型不同时,按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度拟定缝宽。现浇钢筋混凝土框架结构、剪力墙结构伸缩缝的最大间距分别为55m和45m,框架-剪力墙结构伸缩缝的最大间距可根据具体情况介于45m和55m之间。钢结构伸缩缝的最大间距可为90m。抗震设防的结构,沉降缝的宽度应符合防震缝最小宽度的规定。 2.在计算地震作用时,什么情况下采用动力时程分析法计算,有哪些规定?  答:采用动力时程分析时,应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于两组实际地震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线,其平均地震影响系数曲线应与振型分解反映谱法所采用的地震影响系数曲线在记录意义上相符;地震波的连续时间不宜小于建筑结构基本自振周期的3~4倍,也不宜小于12s,时间间隔可取0.01s或0.02s;且按照每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不应小于振型分解反映谱法求得的底部剪力的65%,多条时程曲线计算所得的结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反映谱法求得的底部剪力的80%。 3.框架—剪力墙结构中,剪力墙的布置应满足什么规定?  答:框架-剪力墙结构中剪力墙布置应满足下列规定:①剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近,楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位,剪力墙间距不宜过大;②平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙;③纵、横剪力墙宜组成L形、T形和工字形等形式;④剪力墙宜贯通建筑的全高,宜避免刚度突变;剪力墙开洞时,洞口宜上下对齐;⑤楼、电梯间等竖井和平面宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置。 4.什么是高层建筑结构的概念设计?在进行概念设计时的要点重要有哪些?  答:高层建筑结构的概念设计是指工程结构设计人员运用所掌握的理论知识和工程经验,在方案阶段和初步设计阶段,从宏观上,总体上和原则上去决策和拟定高层建筑结构设计中的一些最基本、最本质也是最关键的问题,重要涉及结构方案的选定和布置、荷载和作用传递途径的设立、关键部位和薄弱环节的鉴定和加强、结构整体稳定性保证和耗能作用的发挥以及承载力和结构刚度在平面内和沿高度的均匀分派;结构分析理论的基本假定等。  在进行概念设计时的要点:①结构简朴规则均匀;②刚柔适度,性能高③加强连接,整体稳定性强;④轻质高强、多道设防。 1. 框架结构和框筒结构的结构平面布置有什么区别?   框架是平面结构,重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,使建筑材料得到充足的运用。因此,框筒结构的合用高度比框架结构高得多。   2.简述房屋建筑平面不规则和竖向不规则的类型。   《规范》列举了三种平面不规则和三种竖向不规则类型,并规定对不规则结构的水平地震作用和内力进行调整等。   平面不规则类型涉及扭转不规则、楼板凹凸不规则和楼板局部不连续。   竖向不规则类型涉及侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变。   3.框架结构和框架-核心筒结构的结构平面布置有什么区别?   框架-核心筒结构的周边框架为平面框架,没有框筒的空间作用,类似于框架-剪力墙结构。   4.在什么情况下设立防震缝、伸缩缝和沉降缝?   不规则结构设防震缝   平面长度和高度超过一定限值时设伸缩缝   主体结构与裙房高度与重量相差悬殊时,设立沉降缝。   5.防震缝、伸缩缝、沉降缝的特点和规定是什么?   防震缝从基础至建筑顶部断开,防震缝应有一定的宽度。   伸缩缝从基础以上设立,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所有断开。沉降缝的宽度应符合防震缝最小宽度的规定。   6.什么是小震、中震和大震。   小震指该地区50年内超越概率约为63%的地震烈度,即众值烈度,双称为多遇地震。   中震指该地区50年内超越概率约为10%的地震烈,双为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%的地震烈度,又为称为罕遇地震.   7.计算水平地震作用有哪些方法?   计算等效水平地震作用是将地震作用按水平和竖直两个方法分别来进行计算的。具体计算方法又分为反映谱底部剪力法和反映谱振型分解法两种方法。   8.什么是抗震设计的二阶段设计方法?为什么要采用二阶段设计方法?   第一阶段为结构设计阶段,第二阶段为验算阶段。保证小震不坏、中震可修、在震不倒的目的实现。   9.什么是地震系数、动力系数和地震影响系数?   地震系数:地面运动最大加速度与g的比值。   动力系数:结构最大加速度反映相对于地面最大加速度的最大系数。   地震影响系数:地震系数与动力系数的积。   10.延性和延性比是什么?为什么抗震结构要具有延性?   延性是指构件和结构屈服后,具有承载力不减少或基本不减少、且有足够塑性变形能力的一种性能。   构件延性比:对于钢筋混凝土构件,当受拉钢筋屈服后,进入塑性状态,构件刚度减少,随着变形迅速增长,构件承载力略有增大,当承载力开始减少,就达成极限状态。延性比是极限变形与屈服变形的比值。   结构延性比:对于一个钢筋混凝土结构,当某个杆件出现塑性铰时,结构开始出现塑性变形,但结构刚度只略有减少;当塑性铰达成一定数量以后,结构也会出现“屈服现象”即结构进入塑性变形迅速增大而承载力略微增大的阶段,是“屈服”后的联塑性阶段。结构的延性比通常是指达成极限时顶点位移与屈服时顶点位移的比值。 11.什么是概念设计?   结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。概念设计包含极为广泛的内容,选择对抗震有利的结构方案和布置,采用减少扭转和加强抗扭刚度的措施,设计延性结构和延性结构构件,分析结构薄弱部位,并采用相应的措施,避免薄弱层过早破坏,防止局部破坏引起连锁效应,避免设计静定结构,采用二道防线措施等等。应当说,从方案、布置、计算到构件设计、构造措施每个设计环节中都贯穿了抗震概念设计内容。   12.什么是内力组合和位移组合?   内力组合是要组合构件的控制截面处的内力,位移组合重要是组合水平荷载作用下的结构层间位移。组合工况分为无地震作用组合及有地震作用组合两类。   13.为什么钢筋混凝土框架梁的弯矩能作塑性调幅?如何进行调幅?   减少跨中弯矩。提高延性等。给一定系数的折减。   14.为什么梁铰机制比柱铰机制对抗震有利?   梁铰机制是指塑性铰出在梁端,除柱脚外,柱端无塑性铰;柱铰机制是指在同一层所有柱的上\下端形成塑性铰.梁铰机制之所以优于柱铰机制是由于:梁铰分散在各层,即塑性变形分散在各层,不至于形成倒塌机构,而柱铰集中在某一层,塑性变形集中在该层,该层为柔软层或薄弱层,形成倒塌机构;梁铰的数量远多于柱铰的数量,在同样大小的塑性变形和耗能规定下,对梁铰的塑性转动能力规定低,对柱铰的塑性转动能力规定高;梁是受弯构件,容易实现大的延性和耗能能力.柱是压弯构件,特别是轴压比大的柱,不容易实现大的延性和耗能能力.实际工程设计中,很难实现完全梁铰机制,往往是既有梁铰\又有柱铰的混合铰机制.设计中,需要通过加大柱脚固定端截面的承载力,推迟柱脚出铰;通过"强柱弱梁",尽量减少柱铰.   15.为什么梁、柱构件应按“强剪弱弯”设计?   梁、柱剪切破坏是脆性破坏,延性小,力-变形滞回曲线“捏拢”严重,构件的耗能能力差;而弯曲破坏为延性破坏,滞回曲线呈“梭形”或捏拢不严重,构件的耗能能力大。因此,梁、柱构件应按”强剪弱弯“设计。   16.剪力墙抗震设计的原则是什么?不什么要按照强墙弱梁设计剪力墙?什么是强墙弱梁?   剪力墙的抗震设计原则应符合下述原则:强墙弱梁、强剪弱弯、限制墙肢的轴压比和墙肢设立边沿构件、加强重点部位、连续特殊措施。   连梁屈服先于墙肢屈服,使塑性变形和耗能分散于连梁中,避免因墙肢过早屈服使塑性变形集中在某一层而形成软弱层或薄弱层。   17.墙肢的斜截面剪切破坏有哪几种?   剪拉破坏、斜压破坏、剪压破坏三种型式。   18.简述剪力墙边沿构件的作用及类型。   剪力墙载截面两端设立边沿构件是提高墙肢端部混凝土极限压应变、改善剪力墙延性的重要措施。边沿构件分为约束边沿构件和构造边沿构件两类。   19.钢筋混凝土框架-剪力墙结构的内力调幅有什么规定?   有两点规定:一是联系梁弯矩调幅 二是框架内力的调幅   20.影响水平荷载下柱反弯点位置的重要因素是什么?   柱反弯点位置与柱端转角有关,即与柱端约束有关。当两端固定期,或两端转角相等时,反弯点在柱中点;当柱一端约束较小,即转角较大时,反弯点向该端靠近,极端情况为一端铰接,弯矩为0,即反弯点在铰接端,规律就是反弯点向约束较弱的一端靠近。   具体来讲:结构总层数、梁柱线刚度比、荷载形式、上层梁与下层梁刚度比、上下层层高比。 计算题: 例] 框架梁的最不利弯矩组合(H<60m) 条件: 今有一高48m、三跨、十二层的钢筋混凝土框架结构,经计算已求得第六层横梁边跨边端的弯矩标准值如表所示。 荷载类型 永久荷载 楼面荷载 风荷载 地震作用 弯矩值 -25kN·m -9kN·m ±18kN·m ±30kN·m 规定:拟定该处进行截面配筋时有地震作用效应组合时的弯矩设计值 答案:(1) 因总高H=48m<60m,根据《高规》规定不考虑风荷载参与组合。 (2) 根据《高规》楼面活荷载的组合值系数取0.5。 (3) γG=1.2,γEh=1.3。 4) 根据《高规》,梁端弯矩设计值 Mmin=1.2[-25+0.5×(-9)]+1.3×(-30)=-74.4kN·m Mmax=1.0[-25+0.5×(-9)]+1.3×30=9.5kN·m [例] 框架梁的无地震作用组合和有地震作用组合 条件:某框架-剪力墙结构,高82m,其中框架为三跨,经计算得梁左边跨的内力标准值如表所示。 荷载 左端M(kN·m) 跨中M(kN·m) 右端M(kN·m) 剪力V(kN) 恒荷载 -43.84 67.28 -61.12 85.34 活荷载 -13.62 20.90 -18.99 26.51 重力荷载 -50.65 77.74 -70.62 98.60 风荷载 ±31.80 ±3.60 ±24.7 ±10.10 地震作用 ±226.25 ±25.30 ±175.65 ±71.80 规定:拟定最不利内力设计值。 答案:(1) 无地震作用组合 左端弯矩 : M=-1.35×43.84-0.7×1.4×13.62-0.0×1.4×31.80=-72.53 kN·m M=-1.2×43.84-1.0×1.4×13.62-0.6×1.4×31.80=-88.38 kN·m M=-1.2×43.84-0.7×1.4×13.62-1.0×1.4×31.80=-110.27 kN·m 右端弯矩: M=-1.35×61.12-0.7×1.4×18.99-0.0×1.4×24.7=-101.12 kN·m M=-1.2×61.12-1.0×1.4×18.99-0.6×1.4×24.7=-120.68 kN·m M=-1.2×61.12-0.7×1.4×18.99-1.0×1.4×24.7=-126.53kN·m 跨中弯矩: M=1.35×67.28+0.7×1.4×20.90+0.0×1.4×3.6=111.31 kN·m M=1.2×67.28+1.0×1.4×20.90+0.6×1.4×3.6=113.02 kN·m M=1.2×67.28+0.7×1.4×20.90+1.0×1.4×3.6=106.26kN·m 剪力: V=1.35×85.64+0.7×1.4×26.51+0.0×1.4×10.1=141.59 kN V=1.2×85.64+1.0×1.4×26.51+0.6×1.4×10.1=148.01 kN V=1.2×85.64+0.7×1.4×26.51+1.0×1.4×10.1=142.53 kN 最不利的组合 : M左=-110.27 kN·m M右=-126.53 kN·m M中=113.02 kN·m V=148.01kN 根据《高规》规定,应同时考虑风荷载和地震作用的组合,且应考虑风荷载及地震作用也许出现正反方向。 左-M=-1.2×(2) 有地震作用组合 因H=82m>60m50.65-1.3×226.25-1.4×0.2×31.8=-363.81kN·m; 左 +M=-1.0×50.65+1.3×226.25+1.4×0.2×31.8=252.38kN·m 右-M=-1.2×70.62-1.3×175.65-1.4×0.2×24.7=-320.0kN·m 右+M=-1.0×70.62+1.3×175.65×1.4×0.2×24.7=164.64kN·m 跨中M=1.2×77.74+1.3×25.30+1.4×0.2×3.6=127.19 kN·m 剪力V=1.2×98.60+1.3×71.80+1.4×0.2×10.1=214.49 kN 1、某10层框架-剪力墙结构,楼层层高均为h=3m,其结构平面布置如图3-2所示,在倒三角形荷载q=350kN/m作用下: (1) 绘出刚接连梁框架-剪力墙结构的计算简图; (2) 计算结构的刚度特性值; (3) 设(z=21m)高度处墙肢计算参数: 试计算第七层楼盖处(z=21m): (a) 剪力墙总剪力、总弯矩和各片剪力墙承担的剪力与弯矩; (b) 连梁对剪力墙总的约束弯矩及每根连梁对剪力墙的约束弯矩; (c) 框架总剪力及一根角柱柱顶的剪力; (d) 结构的位移。 1.某十二层的框架—剪力墙结构(阻尼比为0.05),抗震设防烈度为8度,地震加速度为0.2g(即),Ⅰ类场地,设计地震分组为第二组(即),结构基本周期,结构总重力荷载代表值,按底部剪力法计算结构多遇地震下总水平地震作用标准值。 解: 考试时、、会给出,其他公式要记住。 具体参数: 每榀剪力墙的等效抗弯刚度:。 每根框架柱抗侧刚度: 边柱:; 中柱:。 每根连杆与剪力墙刚接处连杆的约束刚度:。计算过程中连梁的刚度折减系数取0.7。 解:(1) 刚接连梁框架-剪力墙结构的计算简图见图5-2(a)。 图5-2(a) 刚接体系框架-剪力墙结构计算简图 结构刚度计算 总框架的抗推刚度为: 总剪力墙的等效抗弯刚度为: 总连梁的约束刚度为: (2) 计算结构的刚度特性值 (3) 荷载作用下框架-剪力墙底部剪力: 荷载作用下框架-剪力墙底部弯矩: 荷载作用于总剪力墙时顶点位移: (a) 第7层楼盖处剪力墙的总弯矩: 剪力墙的弯矩按每片剪力墙的等效抗弯刚度分派,故每片剪力墙的弯矩为: 未经修正的剪力墙总剪力为: 第7层楼盖处结构的剪力: 第7层楼盖处广义总框架剪力为: 广义总框架剪力按总框架抗推刚度和总连杆约束刚度的比例分派给总框架和总连杆。 第7层楼盖处总框架剪力为: 第7层楼盖处剪力墙的总剪力为: 剪力墙的剪力按每片剪力墙的等效抗弯刚度分派,故每片剪力墙的剪力为: (b) 第7层楼盖处连续连杆杆端约束弯矩为: 第7层楼盖处总连梁约束弯矩为: 连梁梁端的约束弯矩根据连梁梁端的约束刚度比值进行分派,故每根连梁对剪力墙的约束弯矩为: (c) 上面已求得第7层楼盖处总框架剪力为2444kN。 一根角柱柱顶的剪力为: (d) 第7层楼盖处结构的位移:
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