第一篇:高層建筑結構總結 山大
第1章 高層結構概述
1、什么是高層建筑?
(1)10層及10層以上或房屋高度超過28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高層民用建筑。(2)建筑高度大于1OOm的民用建筑為超高層建筑。
2、試述高層建筑結構的受力特點
隨結構高度增加,在水平力作用下,側向位移增加最快,其次是彎矩和軸力;水平荷載(作用)是主要荷載,結構高度和抵抗側移是設計的主要矛盾。
第2章 抗側力結構與布置
1、高層建筑結構體系有哪些?各有什么優缺點?
框架結構、剪力墻結構、框架—剪力墻(筒體)結構、筒中筒結構、成束筒結構、巨型框架。
框架結構優點是:⑴建筑平面布置靈活,分隔方便;⑵整體性好,設計合理時具有較好的塑性變形能力和抗震能力;⑶墻體采用輕質材料時,結構自重小。
缺點是:側向剛度小,抵抗側向變形能力差。
剪力墻結構的優點是:①整體性好、剛度大,抵抗側向變形能力強; ②抗震性能較好,設計合理時結構具有較好的塑性變形能力。
缺點是:受樓板跨度的限制(一般為3~8m),剪力墻間距不能太大,建筑平面布置不夠靈活。
框架—剪力墻(筒體)結構,既克服了純框架結構抗側移剛度小的缺點,又解決了純剪力墻結構建筑平面布置不靈活的問題。
筒中筒結構具有更大的抗側移剛度和承載力,并且具有很好的抗扭剛度。
成束筒結構的剛度和承載力比筒中筒結構又有提高。沿高度方向,還可以逐漸減少筒體的個數,結構剛度逐漸變化,且不影響框筒中梁、柱和樓板的布置。
2、高層建筑結構的總體布置原則是什么?
控制結構的高寬比 H/B,高寬比越大,結構的側向變形能力也相對越強,傾覆力矩也越大,經濟效益相對越低。結構平面形狀宜簡單、規則、剛度和承載力分布均勻,且宜使風作用效應小。平面不規則的類型:扭轉不規則、凹凸不規則、樓板局部不連續。
高層建筑的豎向體型宜規則、均勻,避免有過大的外挑和內收。結構的側向剛度宜下大上小,逐漸均勻變化,不應采用豎向布置嚴重不規則的結構。
房屋高度超過50m時,框架—剪力墻結構、筒體結構以及體形復雜的高層建筑結構應采用現澆樓蓋結構,剪力墻結構和框架結構宜采用現澆樓蓋結構;房屋高度不超過50m時,8、9度抗震設計的框架—剪力墻結構宜采用現澆樓蓋結構,6、7度抗震設計的框架——剪力墻結構可采用裝配整體式樓蓋,但應滿足有關構造要求;房屋的頂層、結構轉換層、平面復雜或開洞過大的樓層、作為上部結構嵌固部位的地下室樓層,應采用現澆樓蓋結構。盡量不設縫。如要設縫,縫寬必須滿足抗震縫的要求。如不設縫,應采取相應的構造或施工措施。
高層建筑宜選用承載力較大、壓縮變形較小、穩定性好的土層作為地基。在地震區,盡可能避開對抗震不利的地段。當無法避開時,應采取可靠措施,使建筑物在地震時不致由于地基失穩而破壞,或者產生過量下沉或傾斜。
高層建筑應采用整體性好、能滿足地基的承載力和建筑物容許變形要求并能調節不均勻沉降的基礎形式。宜采用筏形基礎,必要時可采用箱形基礎。當地質條件好、荷載較小,且能滿足地基承載力和變形要求時,也可采用交叉梁基礎或其他基礎形式。當地基承載力或變形不能滿足設計要求時,可采用樁基或復合地基。高層建筑的基礎埋置深度要大
3、框架-核心筒結構與框筒結構有何異同?
相同點:都是由外圍柱框架圍起來的結構
不同點:前者外框筒的柱距大、梁高小、為平面結構,后者外框筒柱距大、梁高大、為空間結構。
4、高層建筑結構為什么要限制結構的水平側移?
高層建筑結構應具有必要的剛度,在正常使用條件下限制建筑結構層間位移有兩個目的:第一,保證主要結構基本處于彈性受力狀態,對鋼筋混凝土結構要避免混凝土墻或柱出現裂縫;將混凝土梁等樓面構件的裂縫數量、寬度限制在規范允許范圍之內。第二,保證填充墻、隔墻和幕墻等非結構構件的完好,避免產生明顯損壞。
5、高層建筑的基礎為什么要有埋置深度的要求?
較深的土層承載力大、壓縮性小,穩定性好;高層建筑的水平荷載較大,要求基礎周圍的土壤應有一定的嵌固作用,能提供部分水平反力;根據實測可知,通常在較深處地震波幅值較小,越靠近地面地震波幅值越大。
6、縫的種類、設置原則
縫的種類:溫度縫、沉降縫、防震縫。
設置原則:盡量不設縫。如要設縫,縫寬必須滿足抗震縫的要求。如不設縫,應采取相應的構造或施工措施。
第3章高層建筑結構荷載
1、如何確定高層建筑風荷載?
確定高層建筑風荷載的方法有兩種,大多數建筑(高度300m以下)可按照荷載規范規定的方法計算風荷載值,少數建筑(高度大、對風荷載敏感或有特殊情況者)還要通過風洞試驗確定風荷載。單位面積風荷載標準值?k??z?s?z?0
?o為基本風壓值其中:?s為風載體型系數?z為風壓高度變化系數?z為z高度處的風壓系數
2、高聳結構風荷載計算中,為什么要計算風振系數?z?
風載是動荷載,結構在風載作用下產生振動,結構內力要大于靜載作用。我國《荷載規范》采用基本風壓乘以風振系數來考慮其影響。高度超過30m且高寬比H/B≥1.5的高柔房屋,由風引起的結構振動比較明顯。因此要計算風振系數。
3、總體風荷載與局部風荷載。
總體風荷載是指整個結構所受到的風作用。為建筑物各個表面承受風荷載的合力,是沿建筑物高度變化的線荷載。局部風荷載用于計算結構局部構件或圍護構件或圍護構件與主體的連接。如水平懸挑構件、幕墻構件及其連接件等,計算按?k公式做,但采用局部風荷載體型系數,檐口、雨篷、遮陽板、陽臺等突出構件的上浮力,風載體型系數不宜小于2.0;建筑幕墻按標準規定采用。
4、有震組合、無震組合?
無震組合:組合時不考慮地震作用且荷載與荷載效應按線性關系考慮,Sd??GSGK??L?Q?QSQK??W?WSWK有震組合:考慮地震作用效應且作用與作用效應按線性關系考慮,;
Sd??GSGE??EhSEhk??EVSEVk??W?WSWk。
第4章 設計要求及荷載效應組合
1、延性的概念、抗震等級。
延性的概念——一般是指材料的塑性變形能力,對于構件和構件截面來講,延性是指保持承載力情況下的塑性變形能力。
依據設防烈度、結構類型、房屋高度、場地類別,劃分了結構的抗震等級。不同抗震等級,對應不同的延性要求。設計時采取不同的計算和構造措施。
2、鋼筋混凝土框架彎矩調幅。
根據框架設計原則,梁端容許出現塑性鉸。在框架梁的設計中,可以利用塑性內力重分布,降低梁端彎矩,減少負筋配筋量。
3、內力組合、荷載組合。
內力組合——截面內力之間的相關性,彎矩和剪力之間,不考慮相關性。故對框架梁來講,只需計算到最大彎矩和最大剪力即可;彎矩和軸力之間,存在相關性,故框架柱彎矩、軸力要“相應”。
荷載組合——多種荷載的共同作用,內力計算時,一般采用荷載的標準值,荷載組合時,再乘以相應的分項系數。(參考第四章)
第5章 框架,剪力墻,框架剪力墻結構的近似計算方法與設計概念
1、框架結構的基本布置原則。
框架結構除了應遵循高層建筑一般的布置原則之外,還應該做到:
(1)框架結構應設計成雙向梁柱抗側力體系,主體結構除個別部位外,不應采用鉸接。
(2)框架梁、柱中心線宜重合(拉通-對直)。當梁、柱中心線不能重合時,應做到大于柱截面在該方向寬度的1/4。(3)抗震設計的框架結構不應采用單跨框架。
(4)框架結構的填充墻及隔墻宜選用輕質墻體,并與框架有良好的拉結。
(5)框架結構按抗震設計時,不應采用部分由砌體墻承重的混合形式。框架結構中的樓、電梯間及局部出屋頂的電梯機房、樓梯間、水箱間等,應采用框架承重,不應采用砌體墻承重。
2、框架結構內力簡化計算方法?基本假定、內力分布規律。
計算方法:豎向荷載計算采用分層力矩分配法;水平荷載采用D值法和反彎點法。基本假定:
(1)一片框架或一片剪力墻可以抵抗在本身平面內的側向力,而在平面外的剛度很小,可以忽略。(2)樓板在其自身平面內剛度無限大,樓板平面外剛度很小,可以忽略。(3)忽略梁、柱軸向變形及剪切變形。(4)桿件為等截面(等剛度),以桿件軸線作為框架計算軸線。
(5)在豎向荷載下結構的側移很小,因此在做豎向荷載下計算時,假定結構無側移。內力分布規律:。。。
3、框架柱的抗推剛度、柱子的串并聯。
抗推剛度:單位位移所需施加的水平推力。
數柱并聯,總剛度等于各柱剛度之和;數柱串聯,總剛度的倒數等于各柱剛度倒數和。
4、反彎點、影響反彎點位置的因素。
反彎點:彎矩等于0的點,且此點上下彎矩相反。
影響反彎點位置的因素:框架結構的總層數以及該層所在的位置;梁柱的線剛度比;荷載的形式;上層與下層梁剛度比;上、下層層高的變化。
5、D值法對反彎點法的改進。
考慮了梁柱剛度、層高、荷載的變化,考慮了轉角的影響。
6、框架側移有幾部分構成?側移類型。
框架側移由框架各層側移和定點總側移組成;側移的類型有彎曲型側移、剪切型側移。
7、剪力墻分類:普通、短肢。
剪力墻按結構材料分類——可以分為鋼筋混凝土剪力墻、鋼板剪力墻、型鋼混凝土剪力墻和配筋砌塊剪力墻; 剪力墻按墻肢截面高厚比分為普通剪力墻、短肢剪力墻。
8、剪力墻的布置原則。
(1)在剪力墻結構中,剪力墻宜沿主軸方向或其他方向雙向布置,兩個方向的側向剛度不宜相差過大。抗震設計時,不應采用僅單向有墻的結構布置;
(2)宜自下到上連續布置,避免剛度突變;
(3)門窗洞口宜上下對齊、成列布置,形成明確的墻肢和連梁;宜避免造成墻肢寬度相差懸殊的洞口設置;抗震設計時,一、二、三級剪力墻的底部加強部位不宜采用上下洞口不對齊的錯洞墻,全高均不宜采用洞口局部重疊的疊合錯洞墻;
(4)剪力墻不宜過長,較長的剪力墻宜設置跨高比較大(一般≥6)的連梁將其分成長度較為均勻的若干墻段,各墻段的高度與墻段長度之比不宜小于3。墻段長度不宜大于8m;
(5)樓面梁不宜支承在剪力墻或核心筒的連梁上。當剪力墻或核心筒墻肢與其平面外相交的樓面梁剛接時,可沿樓面梁軸線方向設置與梁相連的剪力墻、扶壁柱或在墻內設置暗柱,并應符合有關規定;(6)當墻肢的截面高度與厚度之比不大于4時,宜按框架柱進行截面設計;
(7)抗震設計時,高層建筑結構不應全部采用短肢剪力墻;B級高度高層建筑以及抗震設防烈度為9度的A級高度高層建筑,不宜布置短肢剪力墻,不應采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結構;當采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結構時,應符合有關要求。
9、剪力墻平面計算基本假定。
(1)樓板在自身平面內剛度為無窮大,在平面外剛度為零;
(2)各榀剪力墻在自身平面內有較大的抗側移剛度,在平面外的剛度為零。
10、按洞口劃分剪力墻類型。
整體墻、小開口整體墻、聯肢墻、壁式框架、框支剪力墻、錯洞剪力墻。
11、各種剪力墻受力特點、變形規律。
整體墻:水平荷載作用下,剪力墻軸力為零;截面正應力分布符合直線規律。變形以彎曲變形為主。
小開口整體墻:①彎矩:正應力在整個截面上大致是直線分布,局部彎曲彎矩不超過截面彎矩的15%;大部分樓層上,墻肢不存在反彎點。②剪力:當墻肢較窄時,剪力基本上按慣性矩分配;當墻肢較寬時,剪力基本上按截面積分配。
變形以整體彎曲變形為主,洞口間的墻肢也有明顯的局部彎曲變形。
聯肢墻:墻肢彎矩存在反彎點,越靠近底端,墻肢彎矩增加越快;墻肢軸力上小下大,且一拉一壓、左右相等; 剪力最大的連梁在墻肢高度中間偏下。
變形:整體系數大,以整體彎曲變形為主,整體系數小,以局部彎曲變形為主。壁式框架:多數層層間墻肢存在反彎點。
彎曲變形為主,桿件截面尺寸較大時,應考慮剪切變形。
框支剪力墻:受力特點:墻體內?c、?t、?均存在,應力非均布,柱頂壓應力集中;框架梁存在拉應力,梁頂存在剪應力,梁端負彎矩較小,梁、柱端彎矩不平衡,跨中梁頂面壓應力接近于零。
12、框—剪結構布置原則。
(1)框架—剪力墻結構應設計成雙向抗側力體系。抗震設計時,結構兩主軸方向均應布置剪力墻。(2)框架—剪力墻結構中:結構構件不應采用鉸接;梁與柱或柱與剪力墻的中心線宜重合。(3)剪力墻的布置宜符合下列要求,即均勻、分散、對稱、周邊:
<1>剪力墻宜均勻布置在建筑物的周邊附近、樓體間、電梯間、平面形狀變化及恒載較大的部位,剪力墻間距不宜過大;
<2>平面形狀凹凸較大的部位,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻; <3>縱、橫剪力墻宜組成 L形、T形和 [形等;
<4>單片剪力墻底部承擔的水平剪力不宜超過結構底部總水平剪力的30%;
<5>剪力墻宜貫通建筑物的全高,宜避免剛度突變,剪力墻開洞時,洞口宜上下對齊; <6>樓、電梯間等豎井宜盡量與靠近的抗側力結構結合布置;
<7>抗震設計時,剪力墻的布置宜使結構各主軸方向的側向剛度接近; <8>縱向剪力墻不宜集中布置在房屋的兩盡端; <9>板柱—剪力墻布置詳見《高層規程》;
(4)長矩形平面或平面有一部分較長的建筑中其剪力墻的布置尚應符合下列要求:
<1>橫向剪力墻沿長方向的間距按規范規定取,當剪力墻之間的樓蓋有較大開洞時,剪力墻的間距應適當減小; <2>縱向剪力墻不宜集中布置在房屋的兩盡端。
(5)在抗震設計的框—剪結構中,剪力墻的數量必須滿足一定的要求。
13、框—剪結構的協同工作。
框—剪結構中,框架和剪力墻間既存在相互作用、又保持共同變形的特點,稱為協同工作。
14、框—剪結構的計算模型
鉸接體系和剛接體系。
15、框架—剪力墻結構的剛度特征值?
總框架抗推剛度與總剪力墻抗彎剛度的相對大小。即??HCfEIw
16、框—剪結構內力、側移特點,兩種不同抗側力結構的相互作用。
受力特點: 剪力:
(1)框架、剪力墻剪力分布與剛度特征值大小密切相關;
(2)剪力墻底部剪力最大,頂部出現負剪力(頂部存在集中力);(3)框架底部剪力為零(計算方法原因),最大層剪力出現在結構高度中部附近,且隨剛度特征值的增大而下移;(4)框架中層剪力分布趨于均勻,梁與柱的彎矩、剪力變化較少;
剪力墻、框架頂部剪力均不為零,頂層樓蓋傳遞相互作用的集中力(注意樓蓋的整體性)。彎矩(以均布荷載為例):
隨?增大,剪力墻受到框架上部的反向作用越來越強,剪力墻上部由正彎矩變為負彎矩,底部彎矩明顯減小。變形特點:
(1)?較小時,框—剪結構中框架作用較弱,結構類似于純剪力墻結構。側移以彎曲變形為主。(2)?較大時,框—剪結構中框架作用較強,結構類似于純框架結構。側移以剪切變形為主。
(3)?適中時,框—剪結構中框架、剪力墻協同工作明顯,側移類型介于彎曲和剪切變形之間,稱為彎剪型變形。
17、剛度中心、質心、結構主軸
剛度中心:各抗側力結構抗側剛度的中心。質心:與質量分布相關的慣性力合力作用點。
結構主軸:層剪力和產生的層間位移方向一致時,層剪力的作用線。
18、扭轉存在時,結構的受力特點。
扭轉存在時,各方向抗側力單元均有剪力產生;
扭轉存在時,各單元側移、剪力變化不同,離剛心越遠,單元側移越大、剪力變化越大。
19、剪力滯后、影響因素(框筒)。
剪力滯后:由剪力引起的翼板中應力分布不均勻的現象。影響因素(框筒):柱距與裙梁高度(裙梁剪切剛度越大,剪力滯后越小)、角柱面積(角柱面積越大,剛度越大,其軸力與中間柱子差距也越大,剪力滯后越嚴重)、框筒結構高度(框筒底部剪力滯后最嚴重,越向上越緩和)、框筒平面形狀(翼緣長度越大,剪力滯后越嚴重)。
20、伸臂的概念、特點。
伸臂是指剛度很大,連接內筒和外柱的實腹梁或桁架。
優點:能增大結構整體剛度、減小側移、減小內筒彎矩、增大框架中柱內力。缺點:使內力沿高度發生變化,框架內力的突變不利于抗震。
第6章 框架結構設計
1、延性框架的設計原則、彈性抗震結構與延性抗震結構有什么不同?
設計原則:(1)多道設防:強柱弱梁、強墻弱梁等。(2)塑性耗能:利用延性、防止脆性破壞。(3)連接錨固: 可靠的連接、錨固措施。區別:
延性抗震結構:發生小震時,結構彈性變形;發生中震時,結構出現塑性變形;發生大震時,用塑性耗能但不倒塌。彈性抗震結構:發生大、中、小震時,結構保持彈性變形。
2、框架梁端部彎矩調幅?
照框架模型,計算的根據框架設計原則,梁端容許出現塑性鉸。在框架梁的設計中,可以利用塑性內力重分布,降低梁端彎矩,減少負筋配筋量。框架梁端負彎矩值一般較大,相應負筋配筋量也較高,施工不便。塑性調幅僅對豎向荷載下內力進行—恒載、活載;塑性調幅必須在內力組合之前進行—先調幅后組合。
3、框架梁、柱的控制截面有哪些?為什么?
框架梁:端部截面、跨中截面。框架柱:上、下端截面
4、影響框架梁延性的因素是什么?
配筋率和受壓區高度
5、框架梁通長鋼筋?
沿梁全長頂面和底面至少應各配兩根通長鋼筋
6、框架梁端部箍筋加密?
在塑性鉸區內,不僅有垂直裂縫,而且有斜裂縫。由于地震作用是往復荷載,會產生交叉斜裂縫,垂直裂縫也會裂通。混凝土的咬合作用會漸漸喪失。必須有足夠的箍筋對其約束,保證剪力的可靠傳遞。
7、框架柱破壞形態、延性影響因素。
破壞形態:(1)彎曲破壞(2)剪切受壓破壞(3)剪切受拉破壞(4)剪切斜拉破壞(5)粘結開裂破壞。影響因素:(1)剪跨比(2)軸壓比(3)剪壓比(4)箍筋配置
8、強節點、強錨固,節點破壞特征。強節點:足夠的承載力、足夠的箍筋、混凝土的強度及密實性; 強錨固:足夠的錨固長度、可靠的錨固方式。節點破壞特征:通裂、破裂階段。
9、梁、柱、節點配筋構造
①抗震設計時,不應少于柱端加密區的箍筋配置。②一、二、三級框架節點核心區配箍特征值分別不宜小于0.12、0.10和0.08,且箍筋體積配箍率分別不宜小于0.6%、0.5%和0.4%。
③柱剪跨比不大于2的框架節點核心區的配箍特征值,不宜小于核心區上、下柱端配箍特征值中的較大值。
10、框架柱中為什么要控制體積配箍率?
柱子體積配箍率的限值,目的是保證箍筋對核心混凝土的約束。既有箍筋形式的要求,也有配置量的限值。
第7章 剪力墻設計
1、剪力墻的延性設計,如何實現多道設防?
為實現延性剪力墻,剪力墻抗震設計應滿足:(1)、強墻弱梁;(2)、強剪弱彎;(3)、加強重點部位;(4)、限制墻肢的軸壓比;(5)、連梁的特殊措施。實現多道設防:連梁屈服應先于墻肢屈服,及連梁先形成塑性鉸消耗地震能量。
2、剪力墻的底部加強部位。
抗震設計時,剪力墻底部加強部位的范圍,應符合下列規定:
①底部加強部位的高度,應從地下室頂板算起;
②取底部兩層和墻體總高度1/10的較大值;
③當結構計算嵌固部位位于地下一層底板或以下時,底部加強部位宜延伸至計算嵌固端。
3、剪力墻墻肢的破壞形態
彎曲破壞、彎剪破壞、剪切破壞、滑移破壞。
4、剪力墻的配筋方式、鋼筋的作用。
剪力墻配筋有:⑴端部縱筋;⑵水平分布筋;⑶豎向分布筋。
5、剪力墻墻肢的斜截面破壞形態,設計時如何處理?
剪拉破壞,斜壓破壞,剪壓破壞 設計措施:
防止發生剪拉破壞 ——配筋必須滿足最小配筋率; 防止發生斜壓破壞——限制剪力墻截面的最小尺寸; 防止發生剪壓破壞——通過計算配置所需的水平鋼筋。
6、剪力墻邊緣構件種類、設置條件、作用。
剪力墻邊緣構件分為以下兩類:
①約束邊緣構件—箍筋配置較多,對暗柱、端柱和翼柱的混凝土約束較強; ②構造邊緣構件—箍筋配置較少,對混凝土約束較弱。
約束邊緣構件設置條件:①當剪力墻底層墻肢底截面的軸壓比超過0.1(9度一級)、0、2(7、8度一級)或0、3(二級),在一、二、三級剪力墻底部加強部位及相鄰上一層設置約束邊緣構件。②部分框支剪力墻結構的一二級剪力墻。
構造邊緣構件設置條件:一、二、三級剪力墻底層墻肢底截面的軸壓比不大于0.1(9度一級)、0、2(7、8度一級)或0、3(二級),以及四級剪力墻和非抗震設計的剪力墻,設置構造邊緣構件; 作用:提高墻肢端部混凝土極限壓應變、改善剪力墻的延性。
7、連梁受力特點、破壞形式
跨高比小,易發生剪切破壞。反復荷載交叉斜裂縫。
8、連梁內力調整、設計。
連梁內力調整: a、連梁彎矩調整:方法一:調整連梁剛度。方法二:組合彎矩調整。b、連梁剪力調整 連梁截面設計:a、連梁正截面設計——對稱配筋;b、連梁斜截面設計
第二篇:設計院筆試 高層建筑結構總結
抗側力構件與布置
1.什么是高層建筑結構,其主要抗側力結構體系有哪些,他與多層結構的主要區別有哪些? 10層及10層以上或房屋高度大于28m的建筑物稱為高層建筑,此處房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。
主要抗側力結構體系有框架-剪力墻、剪力墻、筒體等;
與多層結構的主要區別為:水平荷載是設計主要因素;側移成為控制指標;軸向變形和剪切變形不可忽略。
2.高層建筑的抗側力體系主要有哪幾類?各有哪些組成和承受作用特點?
答:高層建筑的抗側力類型主要有:框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構、筒體結構、懸臂結構及巨型框架結構。
組成和承受作用特點:①框架結構體系架結構體系有線型桿件-梁和柱作為主要構件組成的,承受豎向和水平作用;
②剪力墻結構體系:混凝土墻體組成,承受全部豎向和水平作用的;
③框架-剪力墻結構體系:框架結構中布置一定數量的剪力墻組成由框架和剪力墻共同承受豎向和水平作用;
④筒體結構體系:由豎向筒體為主組成的承受豎向和水平作用;
⑤懸臂結構體系:在鋼筋混凝土內筒為主要受力結構的高層建筑中,從內筒不同高度處伸出金屬懸臂桿,并在其端部掛有鋼吊桿與內筒共同承受各層樓板的自重與附加的活荷載; ⑥巨型框架結構體系:由若干巨柱以及巨梁組成,承受主要的水平力和豎向荷載;其余的樓面截面梁柱組成二級結構,只將樓面荷載傳遞到巨型框架結構上去。高層建筑結構受力特點和結構概念設計 3.高層結構剪力墻設計中,剪力墻的布置要求? a剪力墻宜沿主軸方向或其他方向雙向布置
b.抗震設計的剪力墻結構,應避免僅單向有墻的結構布置形式 c.剪力墻墻肢截面宜簡單、規則;剪力墻結構的側向剛度不宜過大。d剪力墻宜自上而下連續布置,避免剛度突變
e.剪力墻的門窗洞口宜上下對齊、成列布置,形成明確的墻肢和連梁。4.高層建筑結構布置原則:
(1)高層建筑不應采用嚴重不規則的結構體系,宜采用規則結構,即體型(平面、立面)規則,結構平面布置均勻、對稱并具有較好的抗扭剛度;(2)應具有明確的計算簡圖和合理的傳力途徑;
(3)結構豎向布置均勻,結構的剛度、承載力和質量分布均勻,無突變的結構;(4)應使結構具有必要的承載能力、剛度和變形能力;
(5)應避免部分結構或構件的破壞而導致整個結構喪失承載重力荷載、風荷載和地震作用的能力;
(6)對可能出現的薄弱部位應采取有效的措施予以加強,宜設置多道防線。5.對抗風,抗震有利的平面形狀是哪些? 對抗風有利的建筑平面形狀是簡單規則的凸平面;
對抗震有利的建筑平面形狀是簡單,規則,對稱,長寬比不大的平面。
6.簡述房屋建筑平面不規則與豎向不規則的類型,在設計中應如何避免上述不規則結構?
平面不規則包括扭轉不規則、樓板凹凸不規則和樓板局部不連續;
豎向不規則包括側向剛度不規則、豎向抗側力構件不連續和樓層承載力突變。在設計中可以通過限制建筑物的長寬比,立面的外挑和內收以及限制豎向剛度的變化來避免不規則結構。
7.建筑物平面、立面布置的基本原則是什么? 答案:對稱、規則、質量和剛度變化均勻。
高層結構荷載
1.高層建筑結構設計時應考慮哪些荷載或作用? 答:高層建筑和高聳結構主要承受豎向荷載、風荷載和地震作用等。與多層建筑有所不同,由于高層建筑的豎向力遠大于多層建筑,在結構內可引起相當大的內力;同時由于高層建筑的特點,水平荷載的影響顯著增加。2.地震作用:
(1)指地震波從震源通過基巖傳播引起的地面運動,使處于靜止的建筑物受到動力作用而產生的強烈振動。
(2)特點:多年不遇、難以預報、破壞嚴重
(3)三要素:幅值(強度、加速度、位移);頻譜;持時小于20S。
(4)影響因素:震源位置、深度地震發生原因、傳播距離、傳播區域、場地土的性質(堅硬、中硬、軟弱土)
(5)地震作用的大小與地震波的特性有關,還與場地土性質及房屋本身的動力特性有很大關系。
(6)計算方法:靜力法、反應譜法、時程分析法。
(7)基本烈度:指某一地區在設計基準期(50年)內,在一般場地條件下可能遭受的最大烈度(超越概率10%)
(8)震源:地殼深處發生巖層斷裂,錯懂得地方,也就是第一個地震波發生的地方 3.建筑物的動力特性? 自振周期,振型,阻尼。
通常質量大,剛度大,周期短的建筑物在地震作用下的慣性力也大;剛度小,周期長的建筑物位移較大,但慣性力較小。
特別是當地震波的卓越周期與建筑物自振周期相近時,會引起類共振,結構的地震反應加劇。
4.影響地震影響系數α的因素?
度、場地類別、設計地震分組、結構自振周期、阻尼比 確定(振周期,阻尼比,場地特征周期Tg)
場地影響曲線上由最大值開始下降的周期稱為場地特征周期Tg,Tg越大,曲線平臺段愈長,長周期結構的地震作用將加大。5.什么是設計地震分組?
設計地震分組反映了震中距的影響。
例如同樣是7度,如果離震中距較近,則地面運動的頻率成分中短周期成分多,場地卓越周期短,對剛性結構造成的震害大,長周期的結構反應小;
如果距離震中距遠,短周期振動衰減比較多,場地卓越周期較長,則高柔的結構受地震影響大。
分在第三組的城鎮,由于特征周期Tg較大,長周期結構的地震作用會較大。6.何謂反應譜?底部剪力法和振型分解反應譜法在地震作用計算時有何異同? 答:根據大量的強震記錄,求出不同自振周期的單自由度體系地震最大反應,取這些反應的包線,稱為反應譜。以反應譜為依據進行抗震設計,則結構在這些地震記錄為基礎的地震作用下是安全的,這種方法稱為反應譜法。利用反應譜,可很快求出各種地震干擾下的反應最大值,因而此法被廣泛應用。以反應譜為基礎,有兩種實用方法。(1)振型分解反應譜法
此法是把結構作為多自由度體系,利用反應譜進行計算。對于任何工程結構,均可用此法進行地震分析。(2)底部剪力法
對于多自由度體系,若計算地震反應時主要考慮基本振型的影響,則計算可以大大簡化,此法為底部剪力法,是一種近似方法。利用這種方法計算時,也是要利用反應譜。它適用于高度不超過40m,以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構,以及近似于單質點體系的結構。
用反應譜計算地震反應,應解決兩個主要問題:計算建筑結構的重力荷載代表值;根據結構的自振周期確定相應的地震影響系數。7.有效質量系數?
因為總是前幾個振型起主要作用,如果有限個振型參與的等效質量達到總質量的90%,就已經足夠精確了。
8.結構的經驗自振周期? 剪力墻:T1橫=0.06N T1縱=0.05N 框剪:(0.06~0.09)N,根據剪力墻多少確定系數。框架:(0.08~0.1)N,根據填充墻的材料和多少確定系數 鋼結構:0.1N 9.高層建筑結構地震作用的計算方法有哪些?它們的實用條件是什么?
答:高層建筑結構地震作用的計算方法主要有底部剪力法、振型分解反應譜法和時程分析法。
①高層建筑結構宜采用振型分解反應譜法。對質量和剛度不對稱、不均勻的結構以及高度超過100m的高層建筑結構應采用考慮扭轉耦聯振動影響的振型分解反應譜法。
②高度不超過40m、以剪力變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的高層建筑結構,可采用底部剪力法。
③7~9度抗震設防的高層建筑,下列情況應采用彈性時程分析法進行多遇地震下的補充計算,設計要求及荷載效應組合
1.重力二階效應包括什么?
(1)由于構建自身撓曲引起的附加重力效應,即P-δ效應,二階內力與構件撓曲形態有關,一般是構件的中間大,兩端為零;
(2)在水平荷載作用下結構產生側移后,重力荷載由于該側移而引起的附加效應,即P-△效應.2.延性和延性比是什么?為什么抗震結構要具有延性? 延性:是指構件和結構屈服后,具有承載力不降低或基本不降低、且有足夠塑性變形能力的一種性能。
構件延性比:對于鋼筋混凝土構件,當受拉鋼筋屈服后,進入塑性狀態,構件剛度降低,隨著變形迅速增加,構件承載力略有增大,當承載力開始降低,就達到極限狀態。延性比是極限變形與屈服變形的比值。
結構延性比:對于一個鋼筋混凝土結構,當某個桿件出現塑性鉸時,結構開始出現塑性變形,但結構剛度只略有降低;當塑性鉸達到一定數量以后,結構也會出現屈服現象”即結構進入塑性變形迅速增大而承載力略微增大的階段,是屈服”后的聯塑性階段。結構的延性比通常是指達到極限時頂點位移與屈服時頂點位移的比值。
3.對高層建筑結構進行豎向荷載作用下的內力計算時,是否要考慮活荷載的不利布置? 答:對高層建筑,在計算活荷載產生的內力時,可不考慮活荷載的最不利布置。因為樓面活荷載的最不利布置對內力產生的影響較小;另一方面,高層建筑的層數和跨數都很多,不利布置方式繁多,難以一一計算。為簡化計算,可按活荷載滿布進行計算,然后將梁跨中彎矩乘以1.1—1.2的放大系數。
4.高層建筑結構上的豎向荷載主要包括? 永久荷載和可變荷載
5.高層建筑結構上的水平荷載主要包括? 風荷載和水平地震作用
6.為什么要進行彈性位移驗算?
為了保證高層建筑中的主體結構在多遇地震作用下基本處于彈性受力狀態,以及填充墻、隔墻和幕墻等非結構構件基本完好,避免產生明顯損傷,應限制結構的層間位移。
框架,剪力墻近似計算方法
1.平面結構和樓板在自身平面內具有無限剛性這兩個基本假定是什么意義?
1)一片框架或一片剪力墻可抵抗本身平面內的側向力,而在平面外的剛度很小,可以忽略。因而,整個結構可劃分成若干個平面結構共同抵抗與平面結構平行的側向荷載,垂直于該方向的結構不參加受力。
2)樓板在其自身平面內剛度無限大,樓板平面外剛度很小,可以忽略。因而在側向力作用下,樓板可作剛體平移或轉動,各個平面抗側力結構之間通過樓板互相聯系并協同工作。2.在高層建筑結構計算中,假定樓蓋在自身平面內為絕對剛性有何意義?如果不滿足上述假定,則在計算中應如何考慮?
答案: 樓板在其自身平面內不發生相對變形,只作剛體運動,平動和轉動;這樣,可按樓板水平位移線性分布的條件進行水平荷載的分配,如果結構無扭轉,則同層水平位移相等,可簡化結構計算。如不滿足剛性樓蓋的要求,則可按彈性樓蓋計算,或對剛性樓蓋計算的結構進行修正。3.框架計算假定?
(1)豎向荷載作用下,假定結構無側移(2)忽略梁,柱軸向變形及剪切變形
(3)桿件等剛度,以桿件軸線作為框架計算軸線。4.D值法的基本假定是什么?
答:(1)水平荷載作用下,框架結構同層各結點轉角位移相等;(2)梁、柱軸向變形均忽略不計。
5.D值法與反彎點法的區別?
(1)D是對反彎點法的改進,精度高;(2)修正兩點:a節點轉動影響柱的抗側移剛度,故柱的抗側移剛度不但與本身的線剛度和層高有關,還與梁的線剛度有關。B節點的轉動還影響反彎點的高度,故柱的反彎點高度應是一個變數,而不是一個定數。6.反彎點法計算彎矩時,與框架中節點相連的梁端彎矩計算公式說明了什么?
答:反彎點法計算彎矩時,與框架中節點相連的梁端彎矩計算公式說明了梁端彎矩不當與相連的柱端彎矩有關,而且還與該梁的線剛度成正比。7.簡述D值法和反彎點法的適用條件并比較它們的異同點
答:對比較規則的、層數不多的框架結構,當柱軸向變形對內力及位移影響不大時,可采用D值法或反彎點法計算水平荷載作用下的框架內力和位移。
用D值法計算水平荷載下框架內力有三個基本假定:假定樓板在其本身平面內剛度為無限大,忽略柱軸向變形,忽略梁、柱剪切變形。
D值法是更為一般的方法,普遍適用,而反彎點是D值法特例,只在層數很少的多層框架中適用。相同點求解過程一樣,區別是反彎點法反彎點在各層固定,而D值法隨梁柱剛度比而進行修正。
8.剪力墻有哪幾種類型?
答:剪力墻根據有無洞口、洞口的大小和位置以及形狀等可分為四類,即整截面墻、整體小開口墻、聯肢墻、壁式框架。
(1)整截面墻,指沒有洞口的實體墻或洞口很小的剪力墻,其受力狀態如同豎向懸臂構件。當剪力墻高寬比較大時,受彎變形后截面仍保持平面,法向應力呈線性分布。
(2)整體小開口墻,指洞口稍大且成列分布的剪力墻,截面上法向應力稍偏離直線分布,相當于整體彎矩直線分布和墻肢局部彎矩應力的疊加。墻肢的局部彎矩一般不超過總彎矩的15%,且墻肢在大部分樓層沒有反彎點。
(3)聯肢墻,指洞口更大且成列布置,使連梁剛度比墻肢剛度小得多,連梁中部有反彎點,各墻肢單獨作用較顯著,可看成若干個單肢剪力墻由連梁聯結起來的剪力墻。當開有一列洞口時為雙肢墻,當開有多列洞口時為多肢墻。
(4)壁式框架,當洞口寬而大,墻肢寬度相對較小,墻肢剛度與連梁剛度相差不太遠時,剪力墻的受力性能與框架結構相類似。其特點是墻肢截面的法向應力分布明顯出現局部彎矩,在許多樓層內墻肢有反彎點。
9.在水平荷載作用下,計算剪力墻結構時的基本假定是什么? 答:(1)樓蓋在自身平面內的剛度為無限大。
(2)各片剪力墻在其平面內的剛度較大,忽略其平面外的剛度。10.高層建筑結構有何受力特點?
答:高層建筑受到較大的側向力(水平風力或水平地震力),在建筑結構底部豎向力也很大。在高層建筑中,可以認為柱的軸向力與層數為線性關系,水平力近似為倒三角形分布,在水平力作用卞,結構底部彎矩與高度平方成正比,頂點側移與高度四次方成正比。上述彎矩和側移值,往往成為控制因素。另外,高層建筑各構件受力復雜,對截面承載力和配筋要求較高。
11.什么是高層建筑結構的概念設計?在進行概念設計時的要點主要有哪些?
①結構簡單規則均勻;②剛柔適度,性能高③加強連接,整體穩定性強;④輕質高強、多道設防。
12.進行延性結構設計時應采用什么方法才能達到抗震設防三水準目標?
進行延性結構設計時是通過驗算薄弱層彈塑性變形,并采取相應的構造措施使結構有足夠的變形能力來達到抗震設防三水準目標。13.多道抗震防線的意義: 一是指一個抗震結構體系,應有若干個延性較好的分體系組成,并由延性較好的結構構件將各分體系聯系起來協同工作;二是指抗震結構體系應有最大可能數量的內部、外部贅余度,有意識的建立起一系列分布的屈服區,以使結構能吸收和消耗大量的地震能量,一旦遭受破壞也易于修復。
14.什么是剛度特征值?它有哪些方面的影響?
答:剛度特征值是框架抗側剛度與剪力墻抗側剛度比值的物理量。
當框架抗側剛度較大,剪力墻抗側剛度較小時,λ值較大,隨著λ增大,結構性能體現為以框架為主,當λ→∞時,EIw→0,即相當于純框架結構,相反,隨著剪力墻抗側剛度大,框架抗側剛度小,λ值較小,隨著λ值減小,結構性能體現為以剪力墻結構為主,當λ→0時,CF→0,相當于純剪力墻結構。λ對結構側移、水平剪力分配,對外荷載分配都有影響 15.計算水平地震作用有哪些方法? 計算等效水平地震作用是將地震作用按水平和豎直兩個方法分別來進行計算的。具體計算方法又分為反應譜底部剪力法和反應譜振型分解法兩種方法。16.如何計算水平荷載作用下的框架的頂點位移?
計算水平荷載作用下的框架的頂點位移按如下步驟進行:1)反彎點法或D值法計算框架各層的抗側剛度;
2)計算各層的層剪力;3)由1)和2)計算各層的層間側移;4)各層層間側移的和即為框架的頂點位移。
17.計算地震作用的底部剪力法適用于什么情況?
答:高度不超過40m,以剪切變形為主,剛度與質量沿高度分布比較均勻的建筑物,可采用底部剪力法計算地震作用。
框架構件設計
1.延性框架的主要設計原則有哪些?
1)強柱弱梁:交匯在同一節點的上、下柱端截面在軸壓作用下的受彎承載力之和應大于兩側梁端截面受彎承載力之和,實現塑性鉸先出現在梁端,推遲或避免柱端形成塑性鉸。2)強剪弱彎:梁柱的受剪承載力應分別大于其受彎承載力對應的剪力,推遲或避免其剪切破壞,實現延性的彎曲破壞。
3)強核芯區、強錨固:核芯區的受剪承載力應大于交匯在同一節點的兩側梁達到受彎承載力時對應的核芯區剪力。在梁柱塑性鉸充分發展之前,核芯區不破壞。伸入核芯區的鋼筋應有足夠的錨固長度。
4)限制軸壓比、加強箍筋對混凝土的約束、局部加強。2.框架結構構件設計中,“強剪弱彎”要求是如何實現的?
答:在設計中采用將承載力不等式轉化為內力設計表達式,對不同抗震等級采用不同的剪力增大系數,從而使強剪弱彎的程度有所差別。3.梁截面抗彎,抗剪配筋與延性?
應按適筋梁設計,為實現延性鋼筋混凝土梁,應限制梁端塑性鉸區上部受拉鋼筋的配筋率,同時,必須在梁端下部配置一定量的受壓鋼筋,以減小框架梁端塑性鉸區截面的相對受壓高度。
為了使塑性鉸區有良好的塑性轉動能力,同時為了防止混凝土壓潰前受壓鋼筋過早壓屈,在梁兩端設置箍筋加密區。4.框架梁截面尺寸應滿足什么要求?
承載力要求,構造要求,剪壓比要求。承載力要求通過承載力驗算實現,后兩者通過構造措施實現。
5.影響梁延性和耗能的主要因素?
破壞形態,截面混凝土相對壓區高度,塑性鉸區混凝土約束程度。6.保證框架柱結構構件具有足夠延性的措施:
限制框架柱的剪跨比、軸壓比、剪壓比、縱筋配筋率、箍筋配箍率。
(1)剪跨比:指框架柱端截面彎矩設計值M和剪力與截面高度乘積之比。>2為長柱,壓彎破壞;1.5~2為短柱,一般發生剪切破壞,若配有足夠的箍筋,也可能實現延性較好的剪壓破壞;剪跨比不大于1.5為極短柱,一般發生剪切斜拉破壞。
(2)軸壓比:對稱配筋柱截面的混凝土相對受壓區高度與其軸壓比有關,因此柱的破壞形態也與軸壓比有關。增大軸壓比,也就是增大相對受壓區高度。相對受壓區高度超過界限值,就成為小偏壓破壞。
(3)箍筋:抵抗剪力,約束混凝土,防止縱筋壓屈。7.框架結構的破壞機理是什么?
答:豎向荷載作用下,一般情況,梁端抗彎承載力首先達到其極限承載力,出現塑性鉸區域,相應地梁端截面轉角位移顯著加大,內力向跨中發生轉移,導致跨中彎矩進一步提高,跨中撓曲變形增大,直至破壞。水平荷載作用下,框架柱承受水平剪力和柱端彎矩,并由此產生水平側移,同時由水平力引起的傾覆力矩,使框架的近側柱拉伸、遠側柱壓縮,形成框架的整體彎曲變形,水平力也引起樓層剪力,使梁、柱產生垂直其桿軸線的剪切變形和彎曲變形,形成框架的整體剪切變形,直至破壞。
5.框架結構梁、柱構件截面幾何尺寸的初選方法是什么?
1111hb?(~)lbb?(~)hb1018 ;梁寬:23 答:答:(1)梁:梁高:
?n??(2)柱:柱截面面積一般根據軸壓比限值
NfcA估算,同時截面的高度、寬度要滿足11bc、hc?(~)Hc1520以下要求:
6.框架柱剪跨比、軸壓比、剪壓比定義是什么?它們與框架柱破壞形態有什么樣的關系?
答:剪跨比:對于柱指框架柱端截面彎矩設計值M和剪力與截面高度乘積之比,即1VlM20l0????VhVhh,剪跨比大于2的柱,其破壞形式一般為延性的彎曲破壞,而剪跨比小于2的柱,一般導致脆性的剪切破壞。軸壓比:指柱組合的軸壓力設計值與柱的全截面面積和混凝土抗壓強度設計值乘積之比,即Nbhfc;軸壓比是影響柱的延性重要因素之一,試驗研究表明,柱的延性隨軸壓比的增大急劇下降,軸壓比較高時,將導致混凝土壓碎而受拉鋼筋尚未屈服的小偏心受壓脆性破壞。剪壓比:柱內平均剪應力與混凝土抗壓強度設計值之比;柱構件截面剪壓比過大,混凝土過早地發生剪切破壞。7.為何要限制剪壓比?
由試驗可知,箍筋過多不能充分發揮鋼箍作用,因此,在設計時要限制梁截面的平均剪應力,使箍筋數量不至于太多,同時,也可有效防止裂縫過早出現,減輕混凝土碎裂程度。
剪力墻設計
1.剪力墻結構定義:由剪力墻組成的承受豎向和水平作用的結構。2.短肢剪力墻?
指截面厚度不大于300mm,各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4不大于8的剪力墻。3.連梁:上下窗間部分。墻肢:左右窗間部分。4.剪力墻破壞特征?
彎曲破壞、彎剪破壞、剪切破壞、滑移破壞
5.剪力墻抗震設計的原則有哪些?為什么要設置剪力墻的加強部位?試說明剪力墻加強部位的范圍。
強墻弱梁、強剪弱彎、限制墻肢軸壓比和墻肢設置邊緣構件、加強重點部位、連梁特殊措施。
因為剪力墻加強部位的彎矩和剪力均很大;
總高1/8和底部2層高度中的較大值,且不大于15m.6.在剪力墻內,水平鋼筋和豎向鋼筋設計原則是什么?
答:在剪力墻內,水平鋼筋滿足抗剪,豎向鋼筋滿足抗彎。分布鋼筋抗剪,抗彎,減少收縮裂縫。
7.剪力墻截面設計包括幾個方面? a.正截面偏心受壓承載力計算.b.正截面偏心受拉承載力計算.c.斜截面受剪承載力計算.框剪
1.框架—剪力墻結構的計算方法主要有哪些,他們的共同點和不同點?答:計算有兩種方法:一是計算機借助單元矩陣位移法,另一種是簡化的手算近似法。共同點:一是基于樓板在平面內剛度無限大的假定;二是基于平面結構的假定;三是解決問題的目標都是解決結構共同工作后,框架與剪力墻之間的簡歷分配。不同點:計算機借助單元矩陣位移法進行求解中將剪力墻簡化為桿件或化為帶剛域的平面壁式框架,同時考慮桿件的軸向,剪切及彎曲等變性影響,計算結構較準確,手算的近似方法將所有剪力墻合并成總剪墻,總框架將連桿切開進行求解,從而求得未知力。
2.框架-剪力墻結構的定義?其變形特點與框架結構、剪力墻結構有什么不同?
框架-剪力墻結構簡稱框架結構,是在框架結構中布置一定數量的剪力墻構成既靈活自由的使用空間。滿足不同建筑功能多的要求。具有足夠的水平剛度。框架變形以剪力型變為主。剪力墻變形以彎曲型變形為主,框架結構由于樓板平面內剛度無限大迫使框架剪力墻在同一樓層處具有相同水平位移,框架除了承擔外荷載產生水平力外還要承擔將剪力墻拉回來的附加水平力。
3.簡述:框架-剪力墻結構作為雙重抗側力結構,在地震作用下兩道抗震防線的工作原理。
答案: 框-剪結構中:多肢剪力墻為第一道防線,框架為第二道防線。地震不大時:結構彈性,剪力墻主要受力。大震時:剪力墻間的連梁先屈服,剪力墻整體剛度降低。框架開始承受更大的地震作用-發揮作用。連梁起到耗能的作用。
4.什么是框架與剪力墻協同工作?試從變形方面分析框-剪力墻是如何協同工作的。答:框架-剪力墻結構中,由于剛性樓蓋的連接,在水平荷載作用下,框架與剪力墻協同變形而共同工作,稱為協同工作。框架和剪力墻是兩種變形形式不同的抗側力構件,單獨的框架的變形為整體的剪切型變形,單獨的剪力墻的變形為彎曲型變形,在結構的底部框架的側移大,剪力墻的側移小;在結構的上部,框架的側移小;剪力墻的側移大,這樣變形就不協調。由于剛性樓蓋的連接,兩種結構互相制約而使變形協調并共同工作。5.怎樣建立框架-剪力墻結構的計算簡圖?
答:框架-剪力墻結構的計算簡圖分:剛結方案和鉸結方案。首先根據剪力墻的布置及是否考慮連梁的約束作用確定計算方案,若不考慮連梁的約束作用,則選用鉸結方案;若考慮連梁的約束作用,則選用剛結方案。然后,將結構內的各榀框架,各片剪力墻及連梁形成總框架、總剪力墻和總連梁(若為剛結方案)。
第三篇:Q345GJB高層建筑結構用鋼板
Q345GJB高層建筑用鋼板
本標準規定了建筑結構用鋼板的尺寸、外形、重量、技術要求、試驗方法、檢驗規則、包裝、標志和質量證明書等。
適用于制造高層建筑結構、大跨度結構及其他重要建筑結構用厚度為8~100mm的鋼板。
訂貨內容
產品名稱、產品標準號、牌號、交貨狀態、產品規格、尺寸外形精度、重量、包裝方式、其他特殊要求。
牌號表示方法
鋼板的牌號由代表屈服的漢語拼音字母(Q)、屈服強度數值、代表高性能建筑結構用鋼的漢語拼音字母(GJ)、質量等級符合(B、C、D、E)組成,如Q345GJC;對于厚度方向性能鋼板,在質量等級后加上厚度方向性能級別(Z15、Z25、Z35),如Q345GJCZ25。
尺寸、外形、重量及允許偏差
鋼板的尺寸、外形、重量及允許偏差應符合GB/T709的規定,厚度負偏差限定為-0.3mm。
經供需雙方協議,可供應其他尺寸、外形及允許偏差的鋼板。
技術要求
1.鋼的牌號及化學成分(熔煉分析)應符合表1的規定。
2.對于厚度方向性能鋼板,P≤0.020,S含量符合GB/T5313的規定。
3.允許用全鋁量來代替酸溶鋁含量的要求,此時全鋁含量應不小于0.020%。
4.Cr、Ni、Cu為殘余元素時,其含量應各不大于0.30%。
為了改善鋼板的性能,可添加微合金化元素V、Nb、Ti等,當單獨添加時,微合金化元素含量應不低于表中所列的下限;若混合加入,則表中其下限含量不適用。混合加入時,V、Nb、Ti總和不大于0.22%。
化學成分
交貨狀態
鋼板的交貨狀態為熱軋、正火、正火+回火。
力學性能
第四篇:《高層建筑結構》作業題(華工網絡教育)
《高層建筑結構》作業題
一、選擇題
1.高層建筑抗震設計時,應具有(A)抗震防線。A.多道;
B.兩道;
C.一道; D.不需要。2.下列敘述滿足高層建筑規則結構要求的是(D)。
A.結構有較多錯層;
B.質量分布不均勻;
C.抗扭剛度低;
D.剛度、承載力、質量分布均勻、無突變 3.高層建筑結構的受力特點是(C)。
A.豎向荷載為主要荷載,水平荷載為次要荷載; B.水平荷載為主要荷載,豎向荷載為次要荷載; C.豎向荷載和水平荷載均為主要荷載;
D.不一定
4.鋼筋混凝土高層結構房屋在確定抗震等級時,除考慮地震烈度、結構類型外,還應該考慮(C)。
A.房屋高度;
B.高寬比;
C.房屋層數;
D.地基土類別 5.與基礎類型的選擇無關的因素是:(B)
A.工程地質及水文地質條
B.相鄰建筑物的基礎類型
C.建筑物的荷載
D.施工條件 6.基礎的埋置深度一般是指:(C)
A.自標高±0.00處到基礎底面的距離
B.自標高±0.00處到基礎頂面的距離 C.自室外地面到基礎底面的距離
D.自室外地面到基礎頂面的距離 7.框筒結構中剪力滯后規律哪一個是不對的?(D)
A、柱距不變,加大梁截面可減小剪力滯后
B、結構上部,剪力滯后減小 C、結構正方形時,邊長愈大,剪力滯后愈大
D、角柱愈大,剪力滯后愈小 8.在下列地點建造相同的高層建筑,什么地點承受的風力最大?(A)
A.建在海岸
B.建在大城市郊區
C.建在小城鎮
D.建在有密集建筑群的大城市市區
9.有設計特別重要和有特殊要求的高層建筑時,標準風壓值應取重現期為多少年?(D)
A.30年;
B.50年;
C.80年;
D.100年
10.多遇地震作用下層間彈性變形驗算的重要目的是下列所述的哪種?(C)
A.防止結構倒塌;
B.防止結構發生破壞; C.防止非結構部分發生過重的破壞;
D.防止使人們驚慌 11.在抗震設計時,下列說法正確的是(D)。
A.在剪力墻結構中,應設計成為強連梁、弱墻肢
B.在剪力墻結構中,應設計成為強墻肢、弱連梁;
C.在框架結構中,應設計成強彎弱剪;
D.在框架結構中,應設計成強梁弱柱
12.鋼筋混凝土框架梁的受拉縱筋配筋率越高,則梁的延性(B)。
A.越好
B.越差
C.不變
D.不確定
13.計算中發現連梁配筋過大時,可以采用減少連梁的內力的方法是(A)。
A.降低連梁截面高度
B.增加連梁截面高度
C.增加墻肢截面高度
D.增加連梁截面寬度
14.在7度地震區建造一幢高度為70m的高層辦公樓,采用較好的結構體系為:(C)。
A.框架結構
B.剪力墻結構
C.框架—剪力墻結構
D.筒中筒結構 15.高層建筑頂層取消部分墻、柱形成空曠大房間,底層采用部分框支剪力墻或中部樓層部分剪力墻被取消時,下列符合規定的是。(C)A.應采取有效措施,使上下樓層剛度相差不超過30% B.應采取有效構造措施,防止由于剛度突變而產生的不利影響 C.應通過計算確定內力和配筋
D.應計算內力和配筋,并采取加強措施
二、簡答題
1、結構沿豎向不規則類型包括哪些情況?
答:(1)剛度突變,相鄰層剛度變化大于70%或連續三層變化大于80%,參見GB50011-3.4.2。(2)尺寸突變,豎向構件位置縮進大于25%,或外挑大于10%和4m,多塔,參見JGJ3-4.4.5。(3)構件間斷,上下墻、柱、支撐不連續,含加強層、連體類參見,B50011-3.4.2。(4)承載力突變,相鄰層受剪承載力變化大于80%,參見GB50011-3.4.2。
2、確定建筑結構基礎埋深時應考慮哪些問題? 答:確定建筑結構基礎埋深時應考慮以下方面:
(1)建筑物的用途,有無地下室、設備基礎和地下設施,基礎的形式和構造;(2)作用在地基上的荷載大小和性質;(3)工程地質和水文地質條件;(4)相鄰建筑物的基礎埋深;(5)地基土凍脹和融陷的影響
3、計算地震作用的底部剪力法適用于什么情況?
答:高度不超過40m,以剪切變形為主,剛度與質量沿高度分布比較均勻的建筑物,可采用底部剪力法計算地震作用。
4、為何要限制剪壓比?
答:由試驗可知,箍筋過多不能充分發揮鋼箍作用,因此,在設計時要限制梁截面的平均剪應力,使箍筋數量不至于太多,同時,也可有效防止裂縫過早出現,減輕混凝土碎裂程度。
5、剪力墻有哪幾種類型,各有何特點?
答:剪力墻根據有無洞口、洞口的大小和位置以及形狀等可分為四類,即整截面墻、整體小開口墻、聯肢墻和壁式框架。
(1)整截面墻,指沒有洞口的實體墻或洞口很小的剪力墻,其受力狀態如同豎向懸臂構件。當剪力墻高寬比較大時,受彎變形后截面仍保持平面,法向應力呈線性分布。
(2)整體小開口墻,指洞口稍大且成列分布的剪力墻,截面上法向應力稍偏離直線分布,相當于整體彎矩直線分布和墻肢局部彎矩應力的疊加。墻肢的局部彎矩一般不超過總彎矩的15%,且墻肢在大部分樓層沒有反彎點。
(3)聯肢墻,指洞口更大且成列布置,使連梁剛度比墻肢剛度小得多,連梁中部有反彎點,各墻肢單獨作用較顯著,可看成若干個單肢剪力墻由連梁聯結起來的剪力墻。當開有一列洞口時為雙肢墻,當開有多列洞口時為多肢墻。
(4)壁式框架,當洞口寬而大,墻肢寬度相對較小,墻肢剛度與連梁剛度相差不太遠時,剪力墻的受力性能與框架結構相類似;其特點是墻肢截面的法向應力分布明顯出現局部彎矩,在許多樓層內墻肢有反彎點。
6、為什么要設置剪力墻的加強部位?試說明剪力墻加強部位的范圍。
答:強墻弱梁、強剪弱彎、限制墻肢軸壓比和墻肢設置邊緣構件、加強重點部位、連梁特殊措施。因為剪力墻加強部位的彎矩和剪力均很大; 總高1/8和底部2層高度中的較大值,且不大于15m.。
7.延性框架的主要設計原則有哪些?
答:鋼筋混凝土框架結構是最常用的結構形式。結構抗震的本質就是延性,提高延性可以增加結構抗震潛力,增強結構抗倒塌能力。為了利用結構的彈塑性變形能力耗散地震能量,減輕地震作用下結構的反應,應將鋼筋混凝土框架結構設計成延性框架結構。
鋼筋混凝土結構的各類構件應具有必要的強度和剛度,并具有良好的延性性能,避免構件的脆性破壞,從而導致主體結構受力不合理,地震時出現過早破壞。因此,可以采取措施,做好延性設計,防止構件在地震作用下提前破壞,并避免結構體系出現不應有的破壞。
8、高層建筑結構有何受力特點?
答:(1)自重大,對材料強度和豎向構件截面直接相關。
(2)由于其抗震要求,對結構的延性有更加嚴格的要求,需要通過控制軸壓比等措施來實現。
(3)對風荷載更加敏感,且頂端在風荷載作用下有較大位移,會有不是干,對舒適度需要進行校核。
9、在什么情況下需要考慮豎向地震作用效應?
答: 8度及9度抗震設防時,水平長懸臂構件、大跨度結構以及結構上部樓層外挑部分要考慮豎向地震作用。8度和9度設防時豎向地震作用的標準值,可分別取該結構或構件承受的重力荷載代表值的10%和20%進行計算。
10、什么是高層建筑結構的概念設計?在進行概念設計時的要點主要有哪些?
答:高層建筑的概念設計是指工程結構設計人員運用所掌握的理論知識和工程經驗,在方案階段及初步設計階段,從宏觀上總體上和原則上去決策和確定高層建筑結構設計中的一些最基本,最本質也是最關鍵的問題,主要涉及結構方案的選定和布置,和在和作用傳遞路徑 的設置關鍵部位和薄弱環節的判定和加強、結構整體穩定性保證和耗能作用的發揮,以及承載力和結構剛度在平面內和沿高度的均勻分配,結構分析理論的基本假定。要點是:結構簡單、規則、均勻;剛柔適度、延性良好;加強連接,整體穩定性強;輕質高強、多道設防。
11、框架結構定義及優點、缺點及其適用范圍如何? 答:
一、框架結構框架建筑的主要優點:
1、空間分隔靈活,自重輕,有利于抗震,節省材料;
2、具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優點,利于安排需要較大空間的建筑結構;
3、框架結構的梁、柱構件易于標準化、定型化,便于采用裝配整體式結構,以縮短施工工期;
4、采用現澆混凝土框架時,結構的整體性、剛度較好,設計處理好也能達到較好的抗震效果,而且可以把梁或柱澆注成各種需要的截面形狀。
二、框架結構體系的缺點為:
1、框架節點應力集中顯著;
2、框架結構的側向剛度小,屬柔性結構框架,在強烈地震作用下,結構所產生水平位移較大,易造成嚴重的非結構性破性;
3、鋼材和水泥用量較大,構件的總數量多,吊裝次數多,接頭工作量大,工序多,浪費人力,施工受季節、環境影響較大。
三、框架結構適用范圍:不適宜建造高層建筑,一般適用于建造不超過15層的房屋。
12、框架-剪力墻結構中剪力墻布置應滿足什么要求?
答:(1)剪力墻宜均勻布置在建筑物的周邊附近、樓梯間、電梯間、平面形狀變化及恒載較大的部位,剪力墻間距不宜過大;
(2)平面形狀凹凸較大時,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻;(3)縱、橫剪力墻宜組成L形、T形和[形等形式;
(4)單片剪力墻底部承擔的水平剪力不應超過結構底部總水平剪力的30%;
(5)剪力墻宜貫通建筑物的全高,宜避免剛度突變;剪力墻開洞時,洞口宜上下對齊形成聯肢墻;
(6)樓、電梯間等豎井宜布置剪力墻作為抗側力結構;
(7)抗震設計時,剪力墻的布置宜使結構各主軸方向的側向剛度接近。
第五篇:大工14春《高層建筑結構》作業
大工14春《高層建筑結構》作業 CABBB
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BABCD 作業1 DBAAD ABBAB作業2 DCDCD AABAB作業3 BADAC
BAABA ABAABBABAAAABBB