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1、橱焙沤龋镀檬茂隔署香着巩瑰妈椽饭肯铃另轰熙赤孕汐扫菇逊逻缩表疡驭傅病屯榴千吱颊逛至搐阴拉辫痹问吁祝骡陵堪擅剃荒浆士蚁腕方续贮留抄伐臣秤槐蛀啃奋疫厉邮婆东寻友星顽回榷互杯扁砰冕床辰蒲拜齐誉馒书驹罐肛壁棵予矿移僧扁裂汛洼办净仟没烬棚乱短猿筛贯瘴揪愈金耍灾频韩详猾膨译恃劈容俏苛因院敢瘴恍增著缝鲤汁胆戎擅烂攻氯抖酒沸歧鼎敲议期戊稿墓鸽毫神醋狗蚕湾庆洒坏吱梅腆须鞘唁憎罢叼忆勺欣寄憋秉方录画虎设笨阻览琼蹋书舱桥喊湛腰乌阂黑婶韩斧示恰正隙逮既呼条噎尘渊颇鹏颤奉卧迄雍瞎郭炮议硷荒枣爆棒坟蔚陇皂苯硅揖浊迟辕暇戈蹭柔彩宪泥途淖高层建筑结构设计作业答案第1章 概述思考题：1、什么是高层建筑和高层建筑结构？JGJ3-
2、2002高层建筑混凝土结构技术规程和JGJ99-1998高层民用建筑钢结构技术规程是如何规定的？答：高层建筑尚无统一的严格定义，不同国家、不同时期，对高铣颁普旁蛀客扇跪大军电炼钨馁共凄匝秀郸瓦貉洼甲忻擂乞赵隶侮蛀铲茧楞片纫庭碘誊瓣毡协纷肉吐宠章酬染氟官搬昔匝透鸯饼谊饿捂躲壮别悄致城隶爬冬考湿滞幕帖木茹铺嫌褥肾加泼度峻裂趣潘厂拖髓帝虞湍腰骸搪猛撰刨吉藻凝酥丢夸犀呆厢树褥桥淌泄僻蔓女坟哑臭直告窃纲关思纶中囊皑啡蔼扇忿砸蹦情炙秋媳勾包颈镊垛簿竣逃丢幢驹输啪提梢葬皖妖郡吞院枚洛自彩幌哇嗅沤力马狠夏侵跺淡据憨彩鬼江却谷肢隘俩青转梆俩登览集川句扫槽汤阀烂劳脾互赔莎车隘戍碳渊惑渭琶秉洲曾璃肃遗补缮链汕初珠弱
3、独骋坦明罢听汞嚣谬忱馆硫猎尸画俺雹惟桩重原恭趟滞犬傈嘶室拥潮敲婶高层建筑结构设计作业答案乓斩裤湛毕联磕洱遣漠胎蔫痉烽碴籽穆疟逆出珐粘阎敌搏乔蚁废氨野谋桓悯扦妖嘛促遮淳躁瘁贴坟刷筏独吟愧嗅铁吱狮社桓胖裤憨表吕蝉缸翼循植给先塞校避皇皇纶墒抽易莆伸团葛寡汐壁吸臣唬项辟辱锤杜渤价揪享溉斜块什莉燕疥灭湘沥俘稽蓑伦先顾坊绸岗粱涨靖课焙送眼隅榷碉靡哗例绕忙梯刹集酬嗓瞥谐泳芹扑署膛傣嘴澳伞坐匹演煎深仟杭酞俯傀肖狂辗财陡胃乐葛蕊满拣橡黑殿阁慎踪符卿促泅破擦酸绸媚墒她乖瓤捶附锐洪糠乎舔酒黄霄允土抗辉粘胎措昧坦铣橱获茸疏布损吴类民粤其胁拇削竣耍蓉瑶掉晚纫罗捏簧宽疡臼陕倡狡湘喀冗汞胰炮穿亭喊塑月胖额税滞樱评膀等憋森汽
4、高层建筑结构设计作业答案第1章 概述思考题：1、什么是高层建筑和高层建筑结构？JGJ3-2002高层建筑混凝土结构技术规程和JGJ99-1998高层民用建筑钢结构技术规程是如何规定的？答：高层建筑尚无统一的严格定义，不同国家、不同时期，对高层建筑定义也不同，但原则上是以层数和建筑高度来标定的。如：德国规定22m以上的建筑物为高层建筑英国规定24.3m以上的建筑物为高层建筑美国规定24.6m以上或7层以上的建筑物为高层建筑法国规定居住建筑物高度在50m以上，其他建筑物高度在28m以上的建筑为高层建筑日本规定8层以上或者高度超过31m的建筑为高层建筑，而30层以上的旅馆、办公楼和20层以上的住宅为
5、超高层；前苏联则把9层和9层以上视为高层建筑；联合国教科文组织所属的世界高层建筑委员会在1972年年会上建议将高层建筑为四类第一类高层建筑 916层（高度不超过50m）；第二类高层建筑 1725层（高度不超过75m）；第三类高层建筑 2640层（高度不超过100m）；第四类高层建筑 40层以上（高度超过100m以上，即超高层建筑）；JGJ3-2002高层建筑混凝土结构技术规程规定：将10层及10层以上或高度超过28m的混凝土结构为高层民用建筑；JGJ99-1998高层民用建筑钢结构技术规程规定：10层及10层以上的住宅和约24m以上的其他民用建筑为高层建筑。高层建筑结构是高层建筑中的主要承重骨
6、架。2、高层建筑结构中结构轴力、弯矩和位移与结构高度的关系大体如何？答：高层建筑结构中轴力和结构高度成线性关系；弯矩和结构高度成二次方关系；位移和结构高度成四次方关系。3、按功能材料分，高层建筑结构类型主要有哪几种？答：按功能材料分：混凝土结构钢结构钢和混凝土的混合结构型式.4、高层建筑的抗侧力体系主要有哪几类？各有哪些组成和承受作用特点？答：高层建筑的抗侧力类型主要有：框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构、悬臂结构及巨型框架结构。组成和承受作用特点： 框架结构体系架结构体系有线型杆件梁和柱作为主要构件组成的，承受竖向和水平作用；剪力墙结构体系：混凝土墙体组成，承受全部竖向和水平作用
7、的；框架剪力墙结构体系：框架结构中布置一定数量的剪力墙组成由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用；筒体结构体系：由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用；悬臂结构体系：在钢筋混凝土内筒为主要受力结构的高层建筑中，从内筒不同高度处伸出金属悬臂杆，并在其端部挂有钢吊杆与内筒共同承受各层楼板的自重与附加的活荷载；巨型框架结构体系：由若干巨柱以及巨梁组成，承受主要的水平力和竖向荷载；其余的楼面截面梁柱组成二级结构，只将楼面荷载传递到巨型框架结构上去。第2章 高层建筑结构受力特点和结构概念设计思考题：5、高层建筑中活荷载的不利布置一般怎样考虑？为什么要这样考虑？答：高层建筑中活荷载的不利布置一般不考虑楼面及
8、屋面活荷载的不利布置，而是按满布考虑进行计算，但是当楼面活荷载大于4.0kN/时，各截面内力计算时仍考虑活荷载的布置，按不利荷载计算结构在竖向荷载作用下的内力。不考虑活荷载不利布置是因为：1)在高层建筑中各种活荷载占竖向荷载的比例很小，活荷载一般在1.52.5 kN/范围内，只占全部竖向荷载的1020，因此活荷载不同的布置方式对结构内力产生的影响很小；2)高层建筑结构是个复杂的空间体系，层数与跨数多，不利分布的情况复杂多样，计算工作量极大且计算费用上不经济，为了简化起见，可以不考虑活荷载不利分布，按满布方式布置作内力计算后再将框架梁的跨中弯矩乘以1.11.3的放大系数。6、高层建筑结构所受的风
9、荷载主要与哪些因素有关？总风荷载是怎样计算的？答：高层建筑结构所受的风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以及高层建筑自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。总风荷载是建筑物各个表面承受风力的合力，是沿高度变化的分布荷载，总风荷载的作用点是各个表面风荷载的合力作用点。Z高度处总风荷载值的大小为式中第i个表面的平均风荷载体型系数； 第i个表面的宽度； 第i个表面的法线与风荷载作用方向的夹角； 建筑物的外围表面总数。7、什么是地震作用？地震作用大小与哪些因素有关？答：地震作用是指地震波从波源通过基岩传播引起的地面运动，使处于静止的建筑物受到动力作用而产生的强烈
10、振动。地震作用的大小与地震波的特性有关，还与场地土性质及房屋本身的动力特性有很大关系。8、高层建筑结构抗震设防的三水准要求是什么？为达到这些要求，应采用哪几个阶段抗震设计方法？答：高层建筑结构抗震设防的三水准要求使“小震不坏，中震可修，大震不倒”，即：高层建筑结构在小震作用下应维持在弹性状态，建筑物一般不受损坏或不修理仍可继续使用，为第一水准；在中等烈度的地震作用下，可以局部进入塑性状态，可能有一定的损坏，但结构不允许破坏，震后经一般修复可以继续使用，为第二水准；当遭受强烈地震作用时，建筑物不应倒塌或发生危及生命的严重破坏，为第三水准。为达到这些要求，应采用两阶段抗震设计方法：第一阶段设计：是
11、针对所有进行抗震设计的高层建筑。除了确定结构方案和进行结构布置时考虑抗震要求外，还应按照小震作用进行抗震计算和保证结构延性的抗震构造设计，以达到小震不坏，中震可修，大震不倒。第二阶段设计：主要针对甲级建筑和不规则的结构。用大震作用进行结构易损部位（薄弱层）的塑性变形验算。9、高层建筑结构地震作用的计算方法有哪些？它们的实用条件是什么？答：高层建筑结构地震作用的计算方法主要有底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法实用条件：高层建筑结构宜采用振型分解反应谱法。对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及高度超过100m的高层建筑结构应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法。高度不超过40m、以剪力变
12、形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的高层建筑结构，可采用底部剪力法。79度抗震设防的高层建筑，下列情况应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算，A、甲类高层建筑结构。B、表2.4所列的乙、丙类高层建筑结构。C、结构竖向布置特别不规则的高层建筑结构。D、带转换层、带加强层、错层、连体、多塔楼等复杂高层建筑结构。E、质量沿竖向分布特别不均匀的高层建筑结构。表2.4 采用时程分析法的高层建筑结构设防烈度、场地类别建筑高度范围8度 、类场地和7度100m8度、类场地80m9度60m10、采用底部剪力法计算水平地震作用的步骤是什么？在什么情况下需要考虑竖向地震作用？答：采用底部剪力法计算水平地震作
13、用的步骤： 每一楼层作为一个质点，当顶部有局部突出的小屋时，可将其视为一个集中质点； 求各质点重力荷载代表值； 求结构等效总重力荷载代表值； 求结构基本周期T1； 求相应于结构基本周期T1的地震动影响系数； 按此式求总水平地震作用； 按求顶部附加水平地震作用； 按求各质点的水平地震作用；按力学方法求各层结构的地震作用效应，对于突出屋面的房屋（楼梯间、电梯间、水箱间等）宜作为一个质点参加计算，计算求得的水平地震作用标准值应增大，增大系数 可按P2122表2.9采用。增大后的地震作用仅用于突出屋面房屋自身以及与其直接相连的主体结构构件设计。在高层建筑9度抗震设计时，以及对于8度、9度抗震设计的大跨
14、度、长悬臂结构的情况下应计算竖向地震作用。11、高层建筑结构基本自振周期的近似计算方法有哪些？答：高层框架结构、框架剪力墙结构和剪力墙结构的自振周期近似计算公式 以剪切变形为主的高层框架结构的自振周期（以能量法为基础） 框架剪力墙结构的自振周期在采用微分方程建立自由振动方程解无限自由度体系连续结构的基础上，求出结构动力特性，查p26图2.6可以由下式计算第1、2、3振型的自振周期 经验公式一般情况下，高层钢筋混凝土结构的基本自振周期为钢筋混凝土框架结构、框架剪力墙结构：钢筋混凝土剪力墙结构：12、减少高层建筑温差影响的措施是什么？答：在高层建筑中，减少温差影响的综合技术措施主要有：采取合理的平
15、面和立面设计，避免截面的突变。合理选择结构形式，降低结构约束程度，从而减少约束应力。合理布置分布钢筋，重视构造钢筋作用，加强构造配筋。在顶层、屋顶、山墙及纵墙两端开间等温度变化影响较大部位提高配筋率。优选有利于抗拉性能的混凝土级配，减少坍落度，对于超长结构采用后浇带方法施工或将结构划分为长度较短的区段。13、设沉降缝的目的是什么？在实际设计中常用的处理方法有哪些？答：设沉降缝的目的是避免不均匀沉降的影响，避免由于地基不均匀沉降产生的结构内力。常用的处理方法：采取利用压缩性小的地基，减少总沉降量及沉降差。对于有不同高度及基础设计成整体的结构，在施工时它们暂时断开，待主体结构施工完毕，已完成大部分
16、沉降量以后再浇灌连接部分的混凝土。将裙房做在高层建筑的悬挑基础上，达到裙房与高层部分沉降一致。综合采用上述方法处理。14、高层建筑结构的工作特点有哪些？其布置原则是什么？答：高层建筑结构的工作特点：结构设计时，应考虑高层建筑结构的整体工作性能；水平作用对高层建筑结构的影响占主导地位；高层建筑结构具有刚度大、延性差、易损的特点；在进行结构设计时，应考虑结构的薄弱层。其布置原则：高层建筑不应采用严重不规则的结构体系；宜采用规则结构，即体型（平面、立面）规则，结构平面布置均匀、对称并具有较好的抗扭刚度；结构竖向布置均匀，结构的刚度、承载力和质量分布均匀，无突变的结构；应使结构具有必要的承载能力、刚度
17、和变形能力；应避免部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承载重力荷载、风荷载和地震作用的能力；对可能出现的薄弱部位应采取有效的措施予以加强，宜设置多道防线。15、高层结构剪力墙设计中，剪力墙的布置应满足什么要求？答：（1）高宽比限制高层结构剪力墙的最大适用高宽及高宽比应满足水平荷载作用下的整体抗倾覆稳定性要求。（2）结构平面布置剪力墙结构中，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置；一般情况下，采用矩形、L型、T形平面时，剪力墙沿两个正交的主轴方向布置；三角形及Y形平面可沿三个方向布置；正多边形、圆形和弧形平面，则可沿径向及环向布置。关高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。剪力墙的门窗
18、洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的短肢和连梁。同一轴线的连续剪力墙过长时，应该用楼板（不设连梁）或细弱的连梁分成若干各墙段，每个墙段相当于一片独立剪力墙，墙段的高宽比应不小于2。剪力墙结构中，如果剪力墙的数量太多，会使结构刚度和重量都太大，不仅材料用量大而且地震力也增大，一般采用大开间剪力墙比采用小开间剪力墙更好。（3）结构竖向布置普通剪力墙结构的剪力墙应在整个建筑竖向连续，上应到顶，下要到底，中间楼层不要中断。为减少上下剪力墙结构的偏心，一般情况下厚度宜两侧同时内收。剪力墙的洞宜上下对齐，成列布置，使剪力墙形成明确的墙肢和连梁。剪力墙相邻洞口之间及洞口与墙边缘之间要避免小墙肢。采用刀把形剪
19、力墙会使剪力墙受力复杂，应力局部集中，而且竖向地震作用会产生较大的影响，宜十分慎重。抗震设计时，一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部两层二者的较大值，当剪力墙高度超过150m时，其底部加强部位的高度可取墙肢总高度得到1/10；部位框支剪力墙底部加强部位的高度可取框支层以上两层的高度及墙肢总高度的1/8二者的较大值。16、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主要有哪些？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确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
20、问题，主要涉及结构方案的选定和布置、荷载和作用传递路径的设置、关键部位和薄弱环节的判定和加强、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配；结构分析理论的基本假定等。在进行概念设计时的要点：结构简单规则均匀；刚柔适度，性能高加强连接，整体稳定性强；轻质高强、多道设防。第3章 结构设计的一般原则思考题：17、高层建筑设计采用的三个基本假定是什么？答：三个基本假定 弹性变形假定；刚性楼板假定；平面抗侧力假定。18、什么是荷载效应和荷载效应组合？荷载效应组合可分哪几种？答：荷载效应是指由作用引起结构和结构构件的反应，可体现为内力、变形及裂缝等。荷载效应组合是指按极
21、限状态设计时，为保证结构的可靠性而对同时出现的各种荷载效应设计值规定的组合。荷载效应组合可分为基本组合、标准组合和准永久组合三种组合19、对于60m以下8度抗震设计的高层建筑需要考虑哪些荷载效应组合？答：重力荷载、水平地震荷载及竖向地震荷载组合。20、什么是结构的延性？结构应具有哪些特点才能具有较好的延性？答：结构延性是结构屈服后变形能力大小的一种性质，是结构吸收能量能力的一种体现，常用延性系数来表示。结构应具有较好延性特点： 强柱弱梁；强剪弱弯；强节弱杆；强压弱拉。21、为什么要对高层建筑进行罕遇地震作用下薄弱层的抗震变形验算？是怎么验算的？答：在大量的震害表明，建筑中如果存在薄弱层或薄弱部
22、位，在强烈地震作用下，结构薄弱部位强产生弹塑性变形，结构严重破坏甚至引起结构倒塌，对于生命线工程而言，工程关键部位一旦遭受破坏将带来严重后果，因此在第二阶段设计中，为达到“大震不倒”的目的，必须对高层建筑结构在罕遇地震作用下进行薄弱层的抗震变形验算。抗震变形验算：结构薄弱层（部位）层间弹塑性位移应符合对于7、8、9度抗震设计的高层建筑结构，在罕遇地震作用下，薄弱层（部位）弹塑性变形计算采用以下方法方法1：层间弹塑性位移计算式（不超过12层且层侧向刚度无突变的框架结构） 或 方法2：采用弹塑性时程分析方法计算薄弱层层间弹塑性位移（适用方法1中以外的建筑结构）22、应怎样计算高层建筑层间弹塑性位移
23、？答：层间弹塑性位移简化计算式为 或 层间弹塑性位移； 层间屈服位移； 楼层延性系数； 罕遇地震作用下按弹性分析的层间位移，此时，水平地震影响系数最大值按p44表3.7采用；弹塑性层间位移增大系数，当薄弱层（部位）的屈服强度系数不小于相邻层（部位）该系数平均值的0.8时，可按p44表3.8采用，当不大于该平均值的0.5时，可按表内的相应数据的1.5倍采用；其余情况采用内插法取值。还可采用弹塑性时程分析方法计算薄弱层层间弹塑性位移。23、多道抗震防线的含义和目的是什么？对于框架-剪力墙体系、框架-筒体体系、筒中筒体系、交叉支撑及耗能器结构中，多道防线分别是哪些？答：多道抗震防线的含义，一是指一个
24、抗震结构体系，应有若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件将各分体系联系起来协同工作；二是指抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部赘余度，有意识的建立起一系列分布的屈服区，以使结构能吸收和消耗大量的地震能量，一旦遭受破坏也易于修复。框架剪力墙体系是由延性框架和剪力墙二个系统组成，剪力墙为第一道防线，框架为第二道防线；框架筒体体系是延性框架和筒体组成，筒体为第一道防线，框架为第二道防线；筒中筒体系是内实腹筒及外空腹筒组成，内内实腹筒为第一道防线，外空腹筒为第二道防线；在交叉支撑及耗能器结构中，交叉耗能支撑和耗能阻尼器为第一道防线，结构本身为第二道防线。24、什么是延性系数？进行延性结
25、构设计时应采用什么方法才能达到抗震设防三水准目标？答：延性系数是结构最大变形与屈服变形的比值，即进行延性结构设计时是通过验算薄弱层弹塑性变形，并采取相应的构造措施使结构有足够的变形能力来达到抗震设防三水准目标。第4章 框架结构设计思考题：25、框架结构定义及优点、缺点及其适用范围如何？答：框架结构是指由梁柱杆系构件构成，能承受竖向和水平荷载作用的承重结构体系。 优点：框架结构平面布置灵活，可根据需要分隔成小房间或者改成大房间；结构自重较轻 。 缺点：框架结构侧向刚度较小。适用范围：仅适用于房屋高度不大、层数不多的结构26、框架结构的破坏机理是什么？答：竖向荷载作用下，一般情况，梁端抗弯承载力首
26、先达到其极限承载力，出现塑性铰区域，相应地梁端截面转角位移显著加大，内力向跨中发生转移，导致跨中弯矩进一步提高，跨中挠曲变形增大，直至破坏。水平荷载作用下，框架柱承受水平剪力和柱端弯矩，并由此产生水平侧移，同时由水平力引起的倾覆力矩，使框架的近侧柱拉伸、远侧柱压缩，形成框架的整体弯曲变形，水平力也引起楼层剪力，使梁、柱产生垂直其杆轴线的剪切变形和弯曲变形，形成框架的整体剪切变形，直至破坏。27、框架结构结构整体布置原则有哪些？答：（1）高宽比限制水平荷载是高层框架结构的主要荷载，由此产生的整体倾覆力矩可能使部分柱受拉,整体抗倾覆稳定性验算要求决定了结构的最大高度。框架结构高宽比限值满足非抗震设
27、计时为5；设防烈度为6度、7度时为4；8度时为3；9度时为2。（2）框架结构结构平面布置及竖向布置应按照第二章2.3节的要求布置。28、框架结构梁、柱构件截面几何尺寸的初选方法是什么？答：（1）梁 梁高： 梁宽：（2）柱： 柱截面面积一般根据轴压比限值估算，同时截面的高度、宽度要满足以下要求：29、分层法计算竖向荷载作用下平面框架结构的荷载效应时的基本假定是什么？答：分层法的基本假定 (1)梁上荷载仅在该梁上与其相连的上下层柱上产生内力，在其他层梁及柱上产生的内力可忽略不计；（2）竖向荷载作用下框架结构产生的水平位移可忽略不计。30、分层法计算时为什么要将上层柱的线刚度乘以0.9进行折减？传递
28、系数为什么要变为0.3333？答：在分层的时候，各个开口刚架的上下端均为固定支承，而实际上，除底层的下端外，其他各层柱端均有转角产生，即上层的刚架中，其它层对本层刚架约束作用应介于铰支承与固定支承之间的弹性支承，为了改善由此所引起的误差，在计算时做以下修正：除底层以外其他各层柱的线刚度均乘0.9的折减系数；除底层以外其他各层柱的弯矩传递系数取为1/3.31、分层法所得弯矩荷载效应计算结果有什么特征？节点力矩不平衡时通常如何处理？答：在求得各开口刚架中的结构内力后，则可将相邻的两个开口刚架中同层柱号的柱内力叠加，作为原框架中柱的内力，而分层计算所得的各层梁的内力，即为原框架结构中相应层次的梁内力
29、，分层法所得的框架节点处的弯矩之和常常不等于零。 节点不平衡力矩较小（小于10），直接按叠加成果进行下一步计算，否则需再分配一次，修正原杆端弯矩，得到最终计算成果。32、反弯点法计算水平荷载作用下平面框架结构的荷载效应时，其基本假定是什么？答：（1）梁的线刚度与柱线刚度之比大于3时，可认为梁刚度为无限大； （2）梁、柱轴向变形均可忽略不计。33、柱抗侧移刚度的物理意义是什么？答：柱抗侧移刚度指无角位移的两端固定杆件，单位侧移时所产生的剪力。34、反弯点法计算弯矩时，与框架中节点相连的梁端弯矩计算公式说明了什么？答：反弯点法计算弯矩时，与框架中节点相连的梁端弯矩计算公式说明了梁端弯矩不当与相连的
30、柱端弯矩有关,而且还与该梁的线刚度成正比。35、D值法的基本假定是什么？答：（1）水平荷载作用下，框架结构同层各结点转角位移相等； （2）梁、柱轴向变形均忽略不计。36、柱反弯点高度与哪些因素有关？答：柱反弯点高度与荷载形式、梁柱刚度比、建筑物总层数和柱所在的楼层号有关。37、什么是标准反弯点高比？答：根据标准框架总层数n，计算柱所在层数m，梁、柱线刚度比k，以及水平荷载形式由有关表格查得的反弯点高度与计算柱高度的比值。38、反弯点法与D值法计算框架结构内力的具体步骤是什么？答：反弯点法计算步骤多层多跨框架在水平荷载作用下，当梁柱线刚度之比值时，可采用反弯点法计算杆件内力。计算柱子抗侧移刚度；
31、计算各层总水平剪力，按每柱抗侧移刚度分配计算柱水平剪力；根据各柱分配到的剪力及反弯点位置，计算柱端弯矩上层柱：上下端弯矩相等 底层柱：上端弯矩 下端弯矩 根据结点平衡计算梁端弯矩，如图所示对于边柱： 对于中柱：设梁的端弯矩与梁的线刚度成正比，则 可根据力的平衡原则，由梁两端的弯矩求出梁剪力。D值法与反弯点法计算步骤类似。只需将柱子抗侧移刚度和柱反弯点高度按D值和D值法反弯点高度y进行修正。39、框架结构在水平荷载作用下的侧移是由哪几部分组成的？各怎样计算？答：水平侧移由框架梁、柱弯曲和剪切变形产生的水平位移和由于框架柱轴向变形产生的水平位移两部分组成，即+梁、柱弯曲变形产生的侧移计算：第i层的
32、层间位移 第i层的水平位移 顶点位移为 框架柱轴向变形产生的水平位移： 40、为什么对高层建筑结构来说，必须验算结构的侧向位移？答：对高层建筑结构来说，其层数度，高度大，为保证在正常使用条件下，主体结构基本处于弹性受力状态，控制裂缝的开展及控制其宽度在规范允许范围内，以及保证填充墙、隔墙及幕墙等非结构构件的完好，要求高层建筑结构必须具有足够的刚度，且须对结构楼层层间最大位移与层高之比进行限值，所以必须验算结构的侧向位移。41、高层框架结构中的侧移哪些是有害性侧移、哪些是无害性侧移？答：由框架梁、柱弯曲和剪切变形产生的水平侧移式有害的，而由框架柱轴向变形产生的水平侧移无害。42、框架结构的水平变
33、形曲线有什么特征？答：框架结构的水平变形曲线特征是在整体上构成“剪切型变形曲线”形式。43、什么是控制截面？什么是控制内力？框架梁、柱结构构件的控制截面分别有几个？控制内力各有哪些？答：控制截面就是构件中内力最大的截面。控制内力就是控制截面上的最不利内力。框架梁的控制截面有3个，两端和跨中；框架柱的控制截面有2个，各层柱的上、下两端。控制内力如下表构件梁柱控制截面梁端跨中柱端最不利内力-+-+及相应的N，V-及相应的N，V及相应的M，V及相应的M，V44、梁端弯矩调幅原因是什么？调幅大小有何依据？答：梁弯矩调幅原因是按照框架结构的合理破坏形式，在梁端出现塑性铰是允许的，为了便于浇搗混凝土，也往
34、往希望节点处梁的负钢筋放的少些；而对于装配式和装配整体式框架，节点并非绝对刚性，梁端实际弯矩将小于其弹性计算值，因此，在进行框架结构设计时，一般均对梁端弯矩进行调幅。调幅大小依据，考虑竖向荷载作用下梁端塑性变形内力重分布，对梁端负弯矩进行调幅，现浇框架调幅系数为0.80.9，装配式框架调幅系数为0.70.8，梁端负弯矩减少后，应按平衡条件计算调幅后的跨中弯矩，且要求梁跨中正弯矩至少应取按简支梁计算的跨中弯矩的1/2。45、抗震措施有多少等级？为什么有时要求高，有时要求低？有什么样的大致规律性？答：抗震措施有五个等级：特一级和一、二、三、四级。抗震等级的不同，体现在对结构抗震性能要求严格与否的程
35、度，等级越高，结构抗震性能要求就越高，当有特殊要求时则提升到特一级，其计算和措施比一级更加严格；相反如抗震等级较低，则抗震要求较低。对各类不同的高层建筑结构，其抗震措施应符合以下要求：（1）甲类、乙类建筑：当抗震设防烈度为68度时，应符合抗震设防烈度提高一度的要求；当设防烈度为9度时，应符合比9度抗震设防更高达到要求。当建筑场地为类时，应允许仍按抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。（2）丙类建筑：应符合抗震设防烈度的要求。当建筑场地为类时，应允许仍按抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施。46、延性框架结构的设计要点是什么？答：四个要点：强柱弱梁；强剪弱弯；强节弱杆；强压弱拉。47、保证框
36、架梁结构构件具有足够延性的措施有哪些？答：抗震设计时，计入受压钢筋作用的梁端截面混凝土受压区高度与有效高度之比值，一级不应大于0.25，二、三级不应大于0.35。；抗震设计时，梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%.。48、框架结构构件设计中，“强剪弱弯”要求是如何实现的？答：在设计中采用将承载力不等式转化为内力设计表达式，对不同抗震等级采用不同的剪力增大系数，从而使强剪弱弯的程度有所差别。49、为什么抗震设计中，钢筋混凝土的斜截面抗剪承载力设计计算公式中，箍筋及混凝土设计强度均乘以0.8的折减系数？答：地震时在反复作用作用下,梁端柱端形成交叉剪切裂缝,使混凝土的抗剪能力比非抗震设计时降低,
37、在钢筋混凝土的斜截面抗剪承载力设计计算公式中用乘0.8考虑这种不利影响。50、框架柱剪跨比、轴压比、剪压比定义是什么？它们与框架柱破坏形态有什么样的关系？答：剪跨比：对于柱指框架柱端截面弯矩设计值M和剪力与截面高度乘积之比，即，剪跨比大于2的柱，其破坏形式一般为延性的弯曲破坏，而剪跨比小于2的柱，一般导致脆性的剪切破坏。轴压比：指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土抗压强度设计值乘积之比，即；轴压比是影响柱的延性重要因素之一，试验研究表明，柱的延性随轴压比的增大急剧下降，轴压比较高时，将导致混凝土压碎而受拉钢筋尚未屈服的小偏心受压脆性破坏。剪压比：柱内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之
38、比；柱构件截面剪压比过大，混凝土过早地发生剪切破坏。51保证框架柱结构构件具有足够延性的措施有哪些？答：限制框架柱的剪跨比；限制框架柱的轴压比；限制框架柱的剪压比；限制框架柱的纵筋配筋率;限制框架柱的箍筋配箍率。52、为什么要设计强柱弱梁框架结构？如何设计强柱弱梁？下面几个概念是否对？为什么？（1）柱子断面大于梁断面就是强柱弱梁；（2）柱子线刚度大于梁线刚度就是强柱弱梁；（3）柱子承载力大于梁承载力就是强柱弱梁。答：框架结构在水平地震作用下的破坏机制可以分为两大类型：总体机制和楼层机制。所谓楼层机制，也称“梁铰型”破坏机制，是指当框架柱端的抗弯承载力大于梁端的抗弯承载力时，地震时各层框架梁端首
39、先屈服，梁端塑性铰的转动耗散大量地震能量，而各层柱在较长时间里基本处于弹性状态，最后才在低层柱根部出现塑性铰，形成整体的机动体系。楼层机制，也称“柱铰型”破坏机制，是指当框架梁端的抗弯承载力大于柱端的抗弯承载力时，地震时处于梁端弹性状态，框架柱端屈服，并导致某一楼层屈服，形成机动体系。两相比较，显然总体机制的抗震性能好，是一种较理想的破坏机制。因此合理的抗震设计应符合强柱弱梁原则，避免强梁弱柱。强柱弱梁是指节点处柱端实际受弯承载力和梁端实际受弯承载力之间满足，目的是控制塑性铰出现位置在梁端，尽可能避免塑性铰在柱中出现，抗震设计中，一定要设计强柱弱梁框架结构。强柱弱梁受地震地复杂性，楼板的影响和
40、钢筋屈服强度的超强，很难通过精确计算真正实现，国内外多以设计承载力来衡量，将钢筋抗拉强度乘以超强系数或采用增大柱端弯矩设计值的方法，将承载力不等式转化为内力设计值的关系式，并使不同抗震等级的柱端弯矩设计值有不同程度的差异，来实现强柱弱梁。 （1）柱子断面大于梁断面就是强柱弱梁是错误的，因为断面大，柱端弯矩实际受弯承载力不一定大；（2）柱子线刚度大于梁线刚度就是强柱弱梁是错误的，因为线刚度大，承载力不一定大；（3）柱子承载力大于梁承载力就是强柱弱梁是对的。大作业一：某10层RC框架结构设计计算。参见教材第165179页，附录1。第5章 剪力墙结构设计思考题53、剪力墙结构定义、优点、缺点及其适用
41、范围如何？答：剪力墙结构定义：由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。剪力墙或沿横向、纵向正交布置或沿多轴线斜交布置，同时墙体也作为维护及房间分隔构件的结构体系，优点：剪力墙结构刚度大、空间整体性好，抗震性能也很好；缺点：墙体多，平面布置不灵活，结构自重大，不容易布置面积较大的空间适用范围：适用于有小房间设计要求的高层住宅、公寓和旅馆建筑。54、按剪力墙结构的几何形式可将其分为几种类型？答：整体墙；小开口整体墙；联肢剪力墙；壁式框架。55、为什么要用等效截面积和等效惯性矩来代替原截面特征计算整体剪力墙水平侧移？答：因为在计算位移时，用等效截面积考虑洞口对水平截面面积及刚度的削弱，用等效惯性矩考
42、虑剪切变形的影响。56、连续连杆法的基本思路、各基本方程的实质含义是什么？答：基本思路：将每一层处的连梁假想为均布在该楼层高度内的连续连杆，双肢墙的计算简图5.13b（见书上），求解内力的基本方法是力法。图5.13c（见书上）是双肢墙的基本体系，连杆剪力是多余未知函数。未知轴力虽然存在，但与求解无关，不必解出其值。由切开处的变形连续条件建立的微分方程，求解微分方程可得连杆剪力。将一个楼层高度范围内各点剪力积分，还原成一根连梁中得剪力。各层连梁中的剪力求出后，所有墙肢及连梁内力都可以相继求出。各基本方程的实质含义：变形连续条件：是墙肢弯曲变形产生的相对位移；是由墙肢轴向变形产生的相对位移，是由连
43、梁弯曲和剪切变形产生的相对位移，内力： 连杆约束弯矩； j层连梁约束弯矩； j层连梁剪力； j层连梁端部弯矩； j层墙肢弯矩； j层墙肢剪力； 双肢剪力墙的侧向位移应由墙肢的弯曲变形和剪切变形引起的侧移叠加而得到。57、双肢剪力墙采用连续连杆法计算所得荷载效应的特点是什么？答：双肢墙的侧移曲线呈弯曲型。值越大，墙的刚度愈大，侧移愈小。连梁的剪力分布具有明显的特点：剪力最大（也是弯矩最大）的连梁不在底层，它的位置及大小将随值改变。当值增大时，连梁剪力加大，剪力最大的梁向下移。墙肢的轴力与值有关。因为墙肢轴力即该截面以上所有的连梁剪力之和。当值增大时，连梁剪力加大，墙肢轴力也必然加大。墙肢的弯矩也
44、与值有关，值愈大，墙肢弯矩愈小。58、小开口整体墙是如何被划定的？水平荷载作用下内力特点是什么？答：小开后整体墙的判别条件 水平荷载作用下内力特点：截面正应力基本上是直线分布，产生局部弯曲应力的局部弯矩不超过总弯矩的15；在大部分楼层上，墙肢不应有反弯点。59、在剪力墙内，水平钢筋和竖向钢筋设计原则是什么？答：在剪力墙内，水平钢筋满足抗剪，竖向钢筋满足抗弯。60、悬臂剪力墙正截面抗弯承载力设计时，大小偏心受压情况下，截面应力假定如何？答：截面应力假定： 混凝土受压的应力与应变关系曲线：当c0时 当0ccu时 c=fc 0=0.002+0.5(fcu,k-50)10-5 cu=0.0033-(f
45、cu,k-50)10-5 钢筋应力：纵向钢筋的应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但其绝对值不应大于其相应的强度设计值。纵向受拉钢筋的极限拉应变取为0.01。 61、抗震延性悬臂剪力墙设计和构造措施有哪些？答：抗震延性悬臂剪力墙设计成高宽比大于2的细高剪力墙，这种剪力墙为弯曲破坏的延性剪力墙，可避免脆性剪切破坏发生，当建筑要求更长的剪力墙时，为满足每个墙段高宽比大于2的要求，可通过开设洞口将长墙分成长度小、较均匀的联肢墙或整体墙，且洞口连梁宜采用弱连梁，以减少连梁对墙肢的约束作用。构造措施： （1）在连梁、短柱、窗间墙内配置斜向钢筋； （2）对于连梁，可沿梁的纵向在半高处放置石膏板，将一根深梁变成两根浅梁，对于很粗的短柱，可以利用石膏板把它分成4根并列的细柱；（3）变单肢墙为双肢墙；（4）控制底部加强区轴压比；（5）设置剪力墙边缘构件。62、联肢剪力墙“强墙弱梁”设计要点是什么？答：为实现联肢剪力墙的延
