高层建筑工程结构设计各章节试题及答案.doc
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1、高层建筑构造复习题及答案1名词解释1. 高层建筑:10层及10层以上或房屋高度不不大于28m建筑物。2. 房屋高度:自室外地面至房屋重要屋面高度。3. 框架构造:由梁和柱为重要构件构成承受竖向和水平作用构造。4. 剪力墙构造:由剪力墙构成承受竖向和水平作用构造。6. 框架剪力墙构造:由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用构造。9. 转换构造构件:完毕上部楼层到下部楼层构造型式转变或上部楼层到下部楼层构造布置变化而设立构造构件,涉及转换梁、转换桁架、转换板等。17. 构造转换层:不同功能楼层需要不同空间划分,因而上下层之间就需要构造形式和构造布置轴线变化,这就需要在上下层之间设立一种构造楼层,以完
2、毕构造布置密集、墙柱较多上层向构造布置较稀疏、墙术较少下层转换,这种构造层就称为构造转换层。(或说转换构造构件所在楼层)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比值。22. 刚重比:构造刚度和重力荷载之比。是影响重力效应重要参数。23. 抗推刚度(D):是使柱子产生单位水平位移所施加水平力。24. 构造刚度中心:各抗侧力构造刚度中心。28. 主轴:抗侧力构造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,若构造产生层间位移与层间剪力作用方向一致,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
3、产生。框架构造变形特性是呈剪切型。42. 剪力滞后:在水平力作用下,框筒构造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,同步梁柱均有在翼缘框架平面内弯矩和剪力。由于翼缘框架中横梁弯曲和剪切变形,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. 延性构造:在中档地震作用下,容许构造某些部位进入屈服状态,形成塑性铰,这时构造进入弹塑性状态。在这个阶段构造刚度减少,地震惯性力不会很大,但构造变形加大,构造是通过塑性变形来耗散地震能量。具备上述性能构造,称为延性构造。61. 弯矩二次分派法:就是将各节点不平衡弯矩,同步作分派和传递,第一次按梁柱线刚度分派固端弯矩
4、,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。第一章 概论(一)填空题1、国内高层建筑混凝土构造技术规程(JGJ3)规定:把10层及10层以上或房屋高度不不大于28m建筑物称为高层建筑,此处房屋高度是指室外地面到房屋重要屋面高度。2高层建筑设计时应当遵循原则是安全合用,技术先进,经济合理,以便施工。3复杂高层构造涉及带转换层高层构造,带加强层高层构造,错层构造,多塔楼构造。48度、9度抗震烈度设计时,高层建筑中大跨和长悬臂构造应考虑竖向地震作用。5高层建筑构造竖向承重体系有框架构造体系,剪力墙构造体系,框架剪力墙构造体系,筒体构造体系,板柱剪力墙构造体系;水平向承重体系有现浇
5、楼盖体系,叠合楼盖体系,预制板楼盖体系,组合楼盖体系。6高层构造平面布置时,应使其平面质量中心和刚度中心尽量接近,以减少扭转效应。7高层建筑混凝土构造技术规程JGJ3-合用于10层及10层以上或房屋高度超过28m非抗震设计和抗震设防烈度为6至9度抗震设计高层民用建筑构造。9 三种惯用钢筋混凝土高层构造体系是指框架构造、剪力墙构造、框架剪力墙构造。(三)判断题1高层构造应依照房屋高度、高宽比、抗震设防类别、场地类别、构造材料、施工技术等因素,选用恰当构造体系。 2国内高层建筑混凝土构造技术规程规定,高层建筑不应采用严重不规则各种构造体系。 3异型柱框架构造和普通框架构造受力性能和破坏形态是相似。
6、 4高层建筑宜选用对抵抗风荷载有利平面形状,如圆形、椭圆形、方形、正多边形等。5高层构造只在使用功能上有规定期才设立地下室。 6高层构造概念设计很重要,它直接影响到构造安全性和经济性 (四)简答题1国内对高层建筑构造是如何定义?答:国内高层建筑混凝土构造技术规程(JGJ3)规定:10层及10层以上或房屋高度不不大于28m建筑物称为高层建筑,此处房屋高度是指室外地面到房屋重要屋面高度。2高层建筑构造有何受力特点?答:高层建筑受到较大侧向力(水平风力或水平地震力),在建筑构造底部竖向力也很大。在高层建筑中,可以以为柱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,构造底部弯矩与高
7、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。此外,高层建筑各构件受力复杂,对截面承载力和配筋规定较高。3高层建筑侧向位移如何控制?答:高层建筑应具备足够刚度,避免产生过大位移而影响构造束载力、稳定性和使用规定。(1)弹性办法计算楼层层间最大位移与层高之比宜符合如下规定:1) 高度不不不大于150m高层建筑,比值不适当不不大于如表211所述规定。 表211构造类型限值框架1/550框架剪力墙、框架核心筒、板柱剪力墙1/800筒中筒、剪力墙1/1000框支层1/10002) 高度等于或不不大于250m高层建筑,不适当不不大于1/500。3) 高度在150200m之
8、间时,在第一条和第二条之间线性内插。(2)高层构造在罕遇地震作用下薄弱层弹塑性变形验算,应符合下列规定:1)下列构造应进行弹塑性变形验算:79度时楼层屈服强度系数不大于0.5框架构造;甲类建筑和9度设防乙类建筑;采用隔震和消能技术建筑。2)下列构造宜进行弹塑性变形验算:7度设防、类场地和8度设防乙类建筑;板柱一剪力墙构造;9度且高于60米、8度、类场地高于80米、8度、类场地高于100米且竖向不规则高层建筑构造。3)构造薄弱层层间弹塑性位移与层高之比应符合表2-1-2所列规定:表2-1-2构造类型限值框架1/50框架剪力墙、框架核心筒、板柱剪力墙1/100筒中筒、剪力墙1/120框支层1/12
9、05简述高层建筑构造布置普通原则。答:高层房屋平面宜简朴、规则、对称,尽量减少复杂受力和扭转受力,尽量使构造抗侧刚度中心、建筑平面形心、建筑物质量中心重叠,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。但平面尺寸要满足关于规范规定。 高层构造房屋竖向强度和刚度宜均匀、持续,无突变。避免有过大外挑和内收,避免错层和局部夹层,同一楼层楼面标高尽量统一,竖向构造层间刚度上下均匀,加强楼盖刚度,以加强连接和力传递。同步,建筑物高宽比要满足关于规定,并按规定设立变形缝。(五)画图题1、画出构造内力、位移与高度关系图。P1图11第二章 高层建筑构造设计基本原则
10、(一)填空题1地基是指支承基本土体,天然地基是指基本直接建造在未经解决天然土层上地基。2当埋置深度不大于基本底面宽度或不大于5m,且可用普通开挖基坑排水办法建造基本,普通称为浅基本。3,为了增强基本整体性,常在垂直于条形基本另一种方向每隔一定距离设立拉梁,将条形基本联系起来。4基本埋置深度普通不适当不大于0.5m,且基本顶面应低于设计地面100mm以上,以免基本外露。5在抗震设防区,除岩石地基外,天然地基上箱形和筏形基本,其埋置深度不适当不大于建筑物高度1/15;桩箱或桩筏基本埋置深度(不计桩长)不适当不大于建筑物高度1/181/20。6当高层建筑与相连裙房之间设立沉降缝时,高层建筑基本埋深应
11、不不大于裙房基本埋深至少2m。7当高层建筑与相连裙房之间不设立沉降缝时,宜在裙房一侧设立后浇带,其位置宜设在距主楼边柱第二跨内。8当高层建筑与相连裙房之间不设立沉降缝和后浇带时,应进行地基变形验算。9基床系数即地基在任一点发生单位沉降时,在该处单位面积上所需施加压力值。10偏心受压基本基底压应力应满足、和规定,同步还应防止基本转动过大。11在比较均匀地基上,上部构造刚度较好,荷载分布较均匀,且条形基本梁高度不不大于1/6柱距时,地基反力可按直线分布,条形基本梁内力可按持续梁计算。当不满足上述规定期,宜按弹性地基梁计算。12十字交叉条形基本在设计时,忽视地基梁扭转变形和相邻节点集中荷载影响,依照
12、静力平衡条件和变形协调条件,进行各类节点竖向荷载分派计算。13在高层建筑中运用较深基本做地下室,可充分运用地下空间,也有基本补偿概念。如果每基本面积上墙体长度400mm,且墙体水平截面总面积不不大于基本面积1/10,且基本高度不不大于3m,就可形成箱形基本。(二)选取题1持力层是指: A a与基本底面相接触第一层土层 b基本底面如下到基岩处土层c建筑构造周边土层 d建筑构造下边土层2与基本类型选取无关因素是: B a工程地质及水文地质条件 b相邻建筑物基本类型c建筑物荷载 d施工条件3基本埋置深度普通是指: C a自标高0.00处到基本底面距离 b自标高0.00处到基本顶面距离c自室外地面到基
13、本底面距离 d自室外地面到基本顶面距离4关于基本埋深,下列错误是: C a在满足地基稳定和变形条件前提下,基本宜浅埋b当上层土承载力不不大于下层土时,宜运用上层土作为持力层c基本宜埋置在地下水位如下d位于岩石地基上高层建筑,其基本埋深应满足抗滑规定5下列说法对的是: B a无限长梁中梁一端挠度始终不为零b当任意荷载作用点距近梁端距离,同步距较远端距离时,则对该荷载作用而言,此梁属半无限长梁;c当荷载作用点距基本梁两端距离均不大于时,则对该荷载作用而言,此梁称为有限长梁;d对柔度较大梁,可直接按有限长梁进行简化计算。6条形基本梁内力按持续梁计算后, D a直接按内力计算成果配筋b边跨跨中弯矩宜乘
14、以1.1系数,第一内支座弯矩值宜乘以1.2系数c边跨跨中弯矩及第一内支座弯矩值宜乘以1.1系数d边跨跨中弯矩及第一内支座弯矩值宜乘以1.2系数7对无地下室及抗震设防级别为二级框架构造,其筏板基本设计时,应将柱根组合弯矩设计值乘以增大系数: B a1.2 b1.25 c1.3 d1.58设防烈度为7度,屋面高度为H=40m高层建筑构造,哪种构造类型防震缝最小宽度最大。( A )A、框架构造 B、框架剪力墙构造 C、剪力墙构造 D、三种类型构造同样大9两幢相邻建筑,按8度设防,一幢为框架筒体构造,50m高,另一幢为框架构造,30m高。若设沉降缝,需设多大缝宽。( D )A、保证地下室墙之间有 10
15、0mm宽缝即可B、170mm C、303mm D、不不大于170mm;10框筒构造中剪力滞后规律哪一种是不对?( D )A、柱距不变,加大梁截面可减小剪力滞后 B、构造上部,剪力滞后减小C、构造正方形时,边长愈大,剪力滞后愈大 D、角柱愈大,剪力滞后愈小(三)判断题 1当上部构造荷载分布比较均匀,地基也比较均匀时,条形基本普通沿房屋横向布置。 2当存在相邻建筑物时,新建建筑物基本埋深普通不适当不不大于原有建筑基本埋深。 3文克尔地基模型是将地基看作是由无数小土柱构成,并假定各土柱之间存在着摩擦力。 4无限长梁是指在梁上任一点施加荷载时,沿梁长度方向上各点挠度随离荷载距离增长而逐渐减小,最后两端
16、挠度趋近于零。 5柱下条形基本混凝土强度级别不应低于C15。 6筏形基本混凝土强度级别不应低于C25。 7只有当梁板式筏基基本混凝土强度级别不大于柱混凝土强度级别时,才应验算底层柱下基本梁顶面局部受压承载力。 (四)问答题1防震缝、伸缩缝和沉降缝在什么状况下设立?在高层建筑中,特别是抗震构造中,怎么解决好这三种维?下列状况宜设防震缝:(1)平面各项尺寸超限而无加强办法。(2)房屋有较大错层。(3)各某些构造刚度或荷载相差悬殊而又未采用有效办法。当超过下表限值时,应设伸缩缝。构造类型施 工 方 法最大间距(m)框架框架剪力墙装 配 式75现浇外墙装配65外墙现浇55剪力墙外 墙 装 配65外 墙
17、 现 浇45裙房与主体构造高度相差悬殊,重量亦是时,会产生相称大沉降差,宜设沉降缝。变形缝尽量不设,如果设要使三缝合一。2为什么抗震构造延性规定不通过计算延性比来实现?抗震构造都要设计成延性构造,重要是通过设计具备足够延性构件来实现。由于地震(大小、时间、地点等)不拟定性,计算参数也难于拟定,在地震作用下构件达到值很难通过计算得到。值则和截面内力性质,构件材料,配筋方式及配筋数量等许多因素关于,也不适当定量计算。因而在工程设计中不用来验算延性规定,而是以构造抗震级别代替延性规定。不同抗震级别构造构件有不同配筋规定。也即在抗震构造中,构造和构件延性规定是通过抗震构造办法来实现。3多高层建筑构造基
18、本有哪些形式?如何选取?答:多、高层建筑基本类型有单独基本、条形基本、十字交叉条形基本、片筏基本、箱形基本和桩基本等。基本类型选取与场地工程地质及水文地质条件、房屋使用规定及荷载大小、上部构造对不均匀沉降适应限度以及施工条件等因素关于。在京揭幕下单独基本合用于上部构造荷载较小或地基条件较好状况;条形基本普通沿柱列布置,它将上部构造较好地连成整体,可减少差别沉降量;十字交叉条形基本比条形基本更加增强基本整体性,它合用于地基土质较差或上部构造荷载分布在纵横两方向都很不均匀房屋;本地基土质较差,采用条形基本也不能满足地基承载力和上部构造容许变形规定,或当房屋规定基本具备足够刚度以调节不均匀沉降时,可
19、采用片筏基本;若上部构造传来荷载很大,需进一步增大基本刚度以减少不均匀沉降时,可采用箱形基本;桩基本也是多、高层建筑惯用一种基本形式,它合用于地基上层土质较差、下层土质较好,或上部构造荷载较大以及上部构造对基本不均匀沉降很敏感状况。4拟定建筑构造基本埋深时应考虑哪些问题?答:(1)建筑物用途,有无地下室、设备基本和地下设施,基本形式和构造; (2)作用在地基上荷载大小和性质; (3)工程地质和水文地质条件; (4)相邻建筑物基本埋深; (5)地基土冻胀和融陷影响。5简述片筏基本设计重要内容。答:片筏基本是多、高层房屋中惯用一种基本形式,有平板式和肋梁式两类。设计内容涉及拟定基本尺寸、基底反力计
20、算和地基承载力验算、基本内力和配筋计算、构造规定等。详细内容略。第三章 荷载及设计规定 (一)填空题1高层建筑构造重要承受竖向荷载,风荷载和地震作用等。2当前,国内钢筋混凝土高层建筑框架、框架剪力墙构造体系单位面积重量(恒载与活荷载)大概为1214kNm2;剪力墙、筒体构造体系为1416kNm2。3在框架设计中,普通将竖向活荷载按满载考虑,不再一一考虑活荷载不利布置。如果活荷载较大,可按满载布置荷载所得框架梁跨中弯矩乘以1.11.2系数加以放大,以考虑活荷载不利分布所产生影响。4抗震设计时高层建筑按其使用功能重要性可分为甲类建筑、乙类建筑、丙类建筑等三类。5高层建筑应按不同状况分别采用相应地震
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