高层建筑结构设计复习试题.docVIP

第一章 高层建筑结构概述 特别提示： 结构－构件 概念－计算－构造措施 1.我国对高层建筑的分类： 我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)中规定： 10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高层民用建筑为高层建筑。 建筑高度超过100m的建筑均为超高层建筑。 2.高层建筑的特点 A高层建筑中，水平荷载和地震作用对结构设计起着决定性的作用; B水平位移要给予限制； C动力反应不可低估; D结构轴向变形、剪切变形以及温度、沉降的影响加剧; E轴向变形在水平变形中占重要比例。 F材料用量、工程造价呈抛物线关系增长。 建筑物高度与水平荷载效应的关系 随着高度增大，位移增加最快(4次方关系)， 弯矩次之(平方关系)， 轴力则是高度的线性函数。 高层建筑结构受力特点 (a) 空间整体作用 (b)水平力起控制作用 (c)侧向变形必须限制 (d)柱、墙的轴向变形影响 过大的侧向变形会使人不舒服，影响使用。 过大的侧向变形会使填充墙或建筑装修出现裂缝或损坏，也会使电梯轨道变形。 过大的侧向变形会使主体结构出现裂缝，甚至损坏。 过大的侧向变形会使结构产生附加内力，甚至引起倒塌。 钢结构: 优点：强度高、韧性大、抗震性能好、易于加工，能缩短现场施工工期，施工方便。 缺点：用钢量大，造价很高，而且耐火性能差。 深圳地王大厦，(81层，383.95m) 北京的京广中心(56层，208m) 钢筋混凝土结构: 优点：造价较低，材料来源丰富，可浇注成各种复杂断面形状，可以组成多种结构体系；可节省钢材，承载能力较高，经过合理设计，可获得较好的抗震性能。 缺点：构件断面大，占据面间大，自重大 广州广东国际大厦(63层，200.18m) 底层柱尺寸已达1.8*2.2m 组合结构: （1）优点： 在钢筋混凝土结构基础上，充分发挥钢结构优良的抗拉性能以及混凝土结构的抗压性能 进一步减轻结构重量，提高结构延性 （2）类型 1)用钢材加强钢筋混凝土构件,钢骨钢筋混凝土构件,钢管钢筋混凝土构件. 2)部分抗侧力结构用钢结构，另一部分采用钢筋混凝土结构（或部分采用钢骨钢筋混凝土结构） 高层建筑结构的结构体系？ 基本结构体系：1) 框架体系；2) 剪力墙体系；3) 筒体体系。 组合结构体系：1) 框架-剪力墙体系＝框架＋剪力墙2) 框架-筒体体系＝框架＋筒体；3) 成束筒体系＝并列的若干筒体。4) 筒中筒体系＝内筒＋外筒 从建筑的角度看各种结构体系 框架的大空间和布置灵活 剪力墙和筒体的大抗侧刚度 板式 缺点：板式结构中，因为宽度较小，平面短边方向抗侧移刚度较弱。当长度较大时，在地震或风荷载作用下，结构会产生扭转、楼板平面翘曲等现象。 应对板式结构的长宽比L/B加以限制，一般情况下L/B不宜超过4；当抗震设防烈度等于或大于8时，限制应更加严格。同时，板式结构的高宽比也需控制的更严格一些。 高层建筑的－塔式 塔式：建筑物长度和宽度相近的平面形状 平面形状：不局限于方形或圆形，可以是多边形、长宽相近的矩形、Y形、井字形、三角形等。 特点：塔式结构中，两个方向抗侧移刚度相近。尤其是平面形状对称时，扭转相对要小的多。在高层建筑、尤其是超高层建筑中，多采用塔式平面形状。 各种结构按抗震性能的优劣排序： 1钢结构；2型钢混凝土结构；3钢—混凝土组合结构；4现浇钢筋混凝土结构；5预应力混凝土结构；6装配式钢筋混凝土结构；7配筋砌体结构；8砌体结构。 高层建筑结构设计的特点：规范规定(强制性条文)：抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑必须进行抗震设计。(地震作用与水平荷载) 1.强度设计 水平荷载成为决定因素 抗风、抗震是高层建筑结构设计中主要考虑的因素 抗侧力结构的设计是高层建筑结构设计的主要问题。 2.刚度设计 侧移成为重要的控制指标 低层结构，水平荷载产生内力和位移很小，通常可以忽略；多层建筑中水平荷载效应(内力和位移)逐渐增加； 3.延性设计 延性结构是重要的设计思想 保证在构件进入屈服后有足够的塑性变形能力实现“大震不倒”。 第二章 抗侧力结构与布置 各种结构抗侧移刚度的比较连接越强，抗侧刚度越大 2.1. 框架结构 1框架结构的定义和一般描述 框架---由梁、柱组成的结构单元。 框架结构---（frame structure）由梁、柱构件通过节点连接构成，如整幢房屋均采用这种结构形式，则称为框架结构体系或框架结构房屋，图2.1.1是框架结构房屋几种典型的结构平面布置和其中一个剖面示意图。 全部竖向荷载和侧向荷载由框架承受的结构体系。 框架结构可以建到30层左