高层建筑结构思考题
标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
1.高层建筑的定义。
10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑,以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑混凝土结构房屋,称之为高层。
2.和普通多层建筑相比,高层建筑结构设计有何特点。
水平荷载和地震作用是设计主要因素;结构侧移成为主要控制指标;轴向变形和剪切变形不可忽略;延性成为结构设计的重要指标;结构材料用量明显增加。
3.高层建筑为何对侧移限制要求严格
防止主体结构及填充墙、装修等非结构构件的开裂与损坏,电梯轨道变形;过大的侧向变形会使人有不舒适感,影响正常使用;过大的侧移还会使结构产生较大的附加内力,甚至引起倒塌。
4.高层建筑的主要结构类型和优缺点。
(1)框架结构:优:布置灵活,能获得大空间,也可按需做成小房间;施工方便;较经济;计算理论比较成熟;在一定高度范围内造价较低。缺:侧向刚度小,侧移大;对支座不均匀沉降敏感。
(2)剪力墙结构:优:承载力和侧向刚度均很大,侧移小;室内墙面平整。缺:结构自重较大,吸收地震能量大;平面布置局限性大,较难获得大空间;施工较麻烦,造价高。
(3)框架-剪力墙结构:由框架和剪力墙组成的结构体系,具有两种结构的优点,既能形成较大的使用空间,又具有较好的抵抗水平荷载的能力,因而使用广泛。
(4)筒体结构:是空间结构,抵抗水平作用的能力更大,因而特别适合超高层。
5.高层建筑各类结构的受力变形特点。
(1)框架结构:层数不多时,轴力和轴向变形较小;层数多时,轴力和轴向变形较大,轴向变形将使得内力和变形发生改变。在水平荷载下,会产生较大的水平位移,一部分是框架结构的整体弯曲变形,另一部分是剪切变形。
(2)剪力墙结构:在水平荷载作用下,剪力墙可视为竖向悬臂伸梁,其水平位移由弯曲变形和剪切变形组成。在高层结构建筑中,框架柱的变形以剪切变形为主,而剪力墙的变形以弯曲变形为主,其位移曲线呈弯曲形,特点是结构层间位移随楼层的增高而增加。
(3)框架-剪力墙结构:在同一层中由于刚性楼板的作用,两者的变形协调一致。剪力墙较大的侧向刚度使得他分担了大部分的水平剪力,这对减小截面的梁柱尺寸,改善框架的受力状态和内力分布非常有利。框架所承受的水平剪力较小且分布均匀,因此柱子的断面尺寸和配筋都比较均匀。越靠近底部剪力墙所承受的剪力也就越大,这有利于控制框架的变形;而结构上部,框架的水平位移又比剪力墙的位移小,剪力墙还承受框架约束的负剪力。
6.高层建筑设计中如何避免不规则结构
(1)结构平面布置时,需考虑抵抗水平和竖向荷载,平面宜简单、规则、对称,刚度和承载力分布均匀,减少偏心,不应采用严重不规则平面布置。
(2)结构竖向布置,竖向体型宜规则、均匀,避免有过大的外挑和内收,结构的侧向刚度宜下大上小,逐渐均匀变化,不应采用竖向布置严重不规则结构。
(3)立面设计时,应优先考虑几何形状和楼层刚度变化均匀的建筑形式,避免建筑物竖向结构刚度、承载力和质量突变,以及错层和夹层。
7.在高层建筑设计中,为何要对房屋的高宽比进行控制
高宽比对房屋结构的刚度、整体稳定、承载力和经济合理性有重大影响,设计时应对其进行控制。
8.变形缝的种类有哪些,高层建筑中对变形缝的要求是什么,应采取怎样的措施实现
变形缝是指:伸缩缝、沉降缝、防震缝。
(1)伸缩缝:a.伸缩缝只设置在上部结构,基础可不设伸缩缝;
b.伸缩缝处宜做双柱,伸缩缝最小宽度为50mm;
c.伸缩缝与结构平面布置有关,结构平面布置不好时,可能导致房屋开裂。
(2)沉降缝:a.防止地基不均匀或房屋层数高度相差很大引起房屋开裂而设的缝,沉降等不但要将上部断开,也要将基础断开。
b.一般场合,当差异沉降小于5mm时,其影响较小,可忽略不计;当已知或预知差异沉降量大于10mm时,必须计其影响,并采取相应的构造加强措施。
c.当高层建筑与裙房之间不设置沉降缝时,宜在裙房一侧设置后浇带。
d.不设置沉降缝的措施:采用端承桩基础; 主楼与裙房用不同形式的基础; 先施工主楼后施工裙房。
(3)防震缝:地震地区为防止房屋或结构单元在发生地震时相互碰撞而设置的缝
下列情况宜设防震缝:a.平面长度和外伸长度超出了规程限值而又没有采取加强措施时;
b.各部分结构刚度相差很远,采用不同材料和不同结构体系时;
C.各部分质量相差很大;
d.各部分有较大错层时。
9.风荷载的计算中包括哪几项参数,各参数的使用条件是什么
wk=βz·μs·μz·wo
风荷载标准值wk;
基本风压wo:取当地50年一遇、10m高度上的10min平均风压值来确定