中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院
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高层建筑结构设计 课程作业4（共 4 次作业） 学习层次：专升本 涉及章节：第7章 ——第9章
一、判断题
1 ．框架—剪力墙结构可根据需要横向布置抗侧力构件。抗震设计时，应按横向布置剪力墙。[ ]
2.框架—剪力墙结构中框架的抗震等级划分比纯框架结构的抗震等级低。[ ]
3.高层框架—剪力墙结构的剪力墙布置不宜过分集中，每楼层每道剪力墙承受的水平剪力不宜超过该楼层总剪力的 30 ％。[ ]
4.高层框架—剪力墙结构中，当剪力墙部分承受的地震倾覆力矩等于或小于结构总地震倾覆力矩的 50 ％时，其框架的抗震等级框架部分应按框架结构的抗震等级采用。[ ]
5.高层框架—剪力墙结构的计算中，对规则的框架一剪力墙结构，可采用简化方法不一定要按协同工作条件进行内力、位移分析。[ ]
二、问答题
1. 什么是框架—剪力墙结构计算简图中的铰结体系和刚接体系？如何区分铰结体系和刚结体系？
2. 铰结体系和刚结体系在计算方法和计算步骤上又什么不同？内力分配结果会有哪些变化？
3. 什么是框架—剪力墙结构的刚度特征值λ？它对结构的侧移和内力分配有何影响？ 4. 框剪结构有哪几种主要形式？ 5. 框剪结构受力有什么特点？
6．考虑抗震设防的框架结构体系中为什么不宜采用单跨框架？
7．为了使钢筋混凝土框架成为延性耗能框架，应采用以下的抗震概念设计？ 8．剪力墙墙肢内力组合是如何考虑的？ 9. 剪力墙抗震设计的原则是什么？
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参考答案 一、判断题
1．［×］ 2．［√］ 3 .［×］ 4 .［√］ 5. ［×］
二、问答题
1. 什么是框架—剪力墙结构计算简图中的铰结体系和刚接体系？如何区分铰结体系和刚结体系？
框架—剪力墙结构计算简图的铰结体系是在总框架和总剪力墙之间的每个楼层标高处，有一根两端铰结的连杆，将总框架和总剪力墙连成整体，共同抵抗水平荷载的作用，连杆代表各层楼板，其轴向刚度 EA 趋近无穷大，反应了刚性楼板的假定。
框架—剪力墙结构计算简图的刚结体系是在总框架和总剪力墙之间的每个楼层标高处有一列总连杆将两者连接为整体，连杆两端与总剪力墙和总框架刚结，总连梁代表了剪力墙与剪力墙之间，剪力墙与框架之间连梁的综合。
当一个结构单元内的剪力墙均为通长墙或联肢墙时，因无连梁或连梁的约束作用已经考虑在剪力墙的刚度内，且楼板在平面外的转动约束作用很小，可以忽略不计，则总框架与总剪力墙之间可按铰结考虑，计算简图为铰结体系。当一个结构单元内布置有单片剪力墙，框架与剪力墙之间有连梁连接，且需要考虑连梁的约束作用时，连梁两端可按刚结考虑，计算简图为刚结体系。
2. 铰结体系和刚结体系在计算方法和计算步骤上又什么不同？内力分配结果会有哪些变化？
铰结体系和刚结体系在计算方法和计算步骤上的不同包括： (1）结构的刚度特征值计算不同：对于铰结体系
，对于刚结体系
。
( 2 ）总框架剪力 Vf 的计算不同，对于铰结体系可直接计算得出总框架剪力 Vf , ，对于刚结体系计算出总框架的名义剪力 v’f ; ，该剪力包括总框架的剪力Vf和总连梁的线约束弯矩 m ，应将计算出的总框架名义剪力v’f按总框架的剪切刚度和总连梁的等效剪切刚度（线约束刚度）分配到总框架和总连梁。从而得到总框架的剪力 V 「和总连梁的线约束弯矩 m 。
( 3 ）总剪力墙的剪力计算不同。刚结体系总剪力墙的剪力计算中还应包括总连梁的线约束弯矩。
按刚接体系计算时，由于考虑了连梁的约束作用，剪力墙的弯矩图形将发生变化；剪力墙的剪力将增大，框架剪力减小。
3. 什么是框架—剪力墙结构的刚度特征值λ？它对结构的侧移和内力分配有何影响？
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框架—剪力墙结构的刚度特征值λ是一个与框架和剪力墙的刚度比有关的参 数，对于铰结体系
，对于刚结体系
，对框架—剪力墙结构的
受力和变形，刚度特征值有重大影响。
λ=0时，就是无框架的纯剪力墙体系，其侧移曲线与悬臂梁的变形相同，呈弯曲型变形；当λ为无穷大时，就是纯框架结构，其侧移曲线呈剪切型；当久介于二者间时，框架—剪力墙结构的侧移曲线介于弯曲型与剪切型之间，属弯剪型。
如果框架刚度与剪力墙刚度之比较小，λ较小，剪力墙承受的荷载比例较大，侧移曲线呈现以弯曲型为主的弯剪型；如果框架刚度与剪力墙刚度之比较大，λ较大，侧移曲线呈现以剪切型为主的弯剪型；一般认为，λ≤1 时，框架的作用已经很小，框架—剪力墙结构基本上为弯曲型变形，λ≥6时，剪力墙的作用已经很小，框架—剪力墙结构基本上为剪切型变形。
总框架与总剪力墙之间的剪力分配与结构刚度特征值久有很大关系。当λ=0 时，框架剪力为零，剪力墙承担全部剪力；当λ很大时，框架几乎承担全部剪力；λ为任意值时，框架和剪力墙各承受一定剪力。
随着λ值逐渐增大，框架最大剪力位置向结构底部移动。λ通常在 1.0—3.0 范围内变化，因此，框架最大剪力的位置大致处于结构中部附近，而不在结构底部。
4. 框剪结构有哪几种主要形式？
框架一剪力墙结构可采用下列形式：
( l ）框架与剪力墙（单片墙、联肢墙或较小井筒）分开布置； ( 2 ）在框架结构的若干跨内嵌人剪力墙（带边框剪力墙） ; ( 3 ）在单片抗侧力结构内连续分别布置框架和剪力墙； ( 4 ）上述两种或三种形式的混合。
5. 框剪结构受力有什么特点？
如前所述，框架结构由杆件组成，杆件稀疏且截面尺寸小，因而侧向刚度不大，在侧向荷载作用下，一般呈剪切型变形，高度中段的层间位移较大（图1b) ，因此适用高度受到限制己剪力墙结构的抗侧刚度大，在水平荷载下，一般呈弯曲型变形，顶部附近楼层的层间位移较大，其他部位位移较小（图1a) ，可用于较高的高层建筑，但当墙的间距较大时，水平承重结构尺寸较大，因而难于形成较大的使用空间，且墙的抗弯强度弱于抗剪强度，易于出现由于剪切造成的脆性破坏。
高层建筑结构设计阶段性作业41
