高层建筑结构设计考题精选

1、我国国家标准GB50011-2010《建筑抗震设计规范》中规定设防烈度为 6度及以上的地区，建筑物必须进行抗震设计。

2、高层框架结构的水平位移计算中，总水平位移可分为梁柱弯曲变形引起侧移和柱轴向变形引起侧移两部分。 3、受力钢筋的连接接头宜设置在构件受力较小部位，抗震设计时，宜避开梁端、柱端箍筋加密区范围。 4、带边框剪力墙结构中的框架梁可以保留，也可以做成宽度与墙厚相同的暗梁，其截面高度可取为墙厚的 2 倍或与该片框架梁截面高度相同。

5、除可用简化方法计算薄弱层的弹塑性变形的高层建筑结构外，其余高层建筑结构的薄弱层弹塑性变形可采用弹塑性静力或动力分析方法验算来计算。

6、筒体可以是由剪力墙构成的空间薄壁筒体，也可以是由密柱框架形成的框筒构成。

7、验算高层建筑结构稳定时，考虑到二阶效应分析的复杂性，可只考虑结构的重力对二阶效应的影响。

8、在框架-剪力墙结构中，框架与剪力墙连系的方式可分为两种：通过刚性楼板连系的铰接体系和通过连系梁框架和前力墙连系的刚性体系。

9、运用分层法计算竖向荷载作用下结构的内力，上层柱线刚度取为原线刚度的 0.9 倍。

10、框架梁的控制截面为梁两端支座截面及跨中截面，框架柱的控制截面为柱上端、下端三个截面。

11、框架柱全部纵向钢筋的配筋率，抗震设计时不应大于 4.0% 。 12、抗震设计时，梁端截面的底面和顶面纵向钢筋截面面积的比值，除按计算确定外，一级抗震设计时不应小于 0.5 ，二、三级抗震设计时不应小于 0.3 。

13、框架柱考虑地震作用组合的轴压力值与柱全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值称为柱轴压比。

14、一、二、三级剪力墙底层墙肢截面的轴压比不大于规定数值时，可设置构造边缘构件。

15、筒中筒结构由内外两个筒体组合而成，内筒为心腹筒，外筒是由密柱组成的框筒。

16、在剪力墙设计时，需配置竖向钢筋来承受弯矩，配置水平钢筋来承受水平剪力。剪力墙的连梁应进行斜截面受剪和正截面受弯承载力的计算。

17、悬臂剪力墙在水平作用下可能会发生的破坏情况有剪切破坏和滑移破坏。 18、荷载效应是指由作用引起的结构或结构构件的反应，可体现为内力、变形及裂缝等。

19、一般剪力墙竖向和水平分布筋的配筋率，一、二、三级抗震设计时均不应小于 0.25% ，四级抗震设计和非抗震设计时均不应小于 0.2% 。 20、当一、二、三级剪力墙底层墙肢底截面的轴压比大于规定数值时，应布置约束边缘构件，其高度不应小于底部加强部位及其以上一层的总高度。 21、整体抗倾覆稳定性验算要求决定了建筑结构的稳定度和安全度。

22、框架-剪力墙结构中，框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的 50% 时，按剪力墙结构设计。

23、剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁。

24、框剪-剪力墙结构中，刚度特征值是框架抗侧刚度与剪力墙抗侧刚度比值的

一个物理量，时，结构呈现弯剪变形。 1、剪力墙的布置原则是什么？

答：1.剪力墙宜均匀布置在建筑物的周围附近，楼梯间、电梯间、平面形状及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大；2.平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙；3.纵、横剪力墙宜组成L形、T形和工字形等形式；4.剪力墙宜贯通建筑的全高，宜避免刚度突变；剪力墙开洞时，洞口宜上下对齐；5.楼、电梯间等竖井和平面宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置。 2、框架-剪力墙结构设计主要步骤是什么？

答：首先是了解结构布置和基本要求，其次了解框架—剪力墙结构中剪力墙的布置，包括剪力墙数量和剪力墙的布置；再次是了解板柱-剪力墙结构的布置；最后是梁、柱截面尺寸及剪力墙数量的初步拟定。 3、什么是高层建筑结构的概念设计？

答：高层建筑结构的概念设计是指工程结构设计人员运用所掌握的理论知识和工程经验，在方案阶段和初步设计阶段，从宏观上，总体上和原则上去决策和确定高层建筑结构设计中的一些最基本、最本质也是最关键的问题上，主要涉及结构方案的选定和布置、荷载和作用传递及承载力和结构刚度在平面内和沿高度的均匀分配，结构分析理论的基本假定等。 4、梁端弯矩调幅原因是什么？调幅大小有何依据？

答：梁弯矩调幅原因是按照框架结构的合理破坏形式，在梁端出现塑性铰是允许的，为了便于浇捣混凝土，也往往希望节点处梁的负钢筋放的少些；而对于装配式和装配整体式框架，节点并非绝对刚性，梁端实际弯矩将小于其弹性计算值，因此，在进行框架结构设计时，一般均对梁端弯矩进行调幅。

调幅大小依据，考虑竖向荷载作用下梁端塑性变形内力理分布，对梁端负弯矩进行调幅，现浇框架调幅系数为0.8～0.9，装配式框架调幅系数为0.7～0.8，梁端负弯矩减少后，应按平衡条件计算调幅后的跨中弯矩，且要求梁跨中正弯矩至少应取按简支梁计算的跨中弯矩的1/2。

5、为什么要对高层建筑进行罕遇地震作用下薄弱层的抗震变形验算？是怎么验算的？

答：在大量的震害表明，建筑中如果存在薄弱层或薄弱部位，在强烈地震作用下，结构薄弱部位强产生弹塑性变形，结构严重破坏甚至引起结构倒塌，对于生命线工程而言，工程关键部位一旦受破坏将带来严重后果，因此在第二阶段设计中，为达到“大震不倒”的目的，必须对高层建筑结构在罕遇地震作用下进行薄弱层的抗震变形验算。

抗震变形验算：结构薄弱层（部位）层间弹塑性位移应符合Δup≤[θp]h 对于7、8、9度搞震设计的高层建筑结构，在罕遇地震作用下，薄弱层（部位）弹塑性变形Δup计算采用以下方法

方法1：层间弹塑性位移计算式（不超过12层且层侧刚度无突变的框架结构） Δup＝ηpΔue 或

方法2：采用弹塑性时程分析方法计算薄弱层层间弹塑性位移（适用方法1中以外的建筑结构）

6、说明高层建筑结构设计时应着重考虑的几个问题。

答：应考虑的几个问题：1.框架-剪力墙体系。当框架体系的强度和刚度不能满足要求时,往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架,便形成了框架-剪力墙体系。在承受水平力时,框架和剪力墙通过有足够刚度的楼

板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平剪力。框架-剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置,增大了结构的侧向刚度,使建筑物的水平位移减小,同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀,所以框架-剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。

2.剪力墙体系。当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时,即形成剪力墙体系。在剪力墙体系中,单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。剪力墙体系属刚性结构,其位移曲线呈弯曲型。剪力墙体系的强度和刚度都比较高,有一定的延性,传力直接均匀,整体性好,抗倒塌能力强,是一种良好的结构体系,能建高度大于框架或框架-剪力墙体系。

3.筒体体系。凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系。筒体是一种空间受力构件,分实腹筒和空腹筒两种类型。筒体体系具有很大的刚度和强度,各构件受力比较合理,抗风、抗震能力很强,往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。

7、说明高层建筑结构布置的总原则。

答：1、结构平面布置：确定梁、柱、基础等在平面的位置。2、结构竖向布置：确定结构竖向型式、楼层高度、电梯机房、屋顶水箱、电梯井和楼梯间的位置和高度，是否设置地下室、转换层、加强层、技术夹层以及他们的位置和高度。 8、工程中常用的剪力墙计算软件有何特点？

答：剪力墙计算软件的计算特点是自由度少，使复杂的结构分析得到了极大的简化，因而运算速度快，计算简单，对硬件要求较低。但是实际工程中的许多复杂结构的剪力墙很难满足其基本假定，这时则需要我们把实际工程的计算模型进行简化，这样经过人为修改而达到理想化的模型又同实际工程具有一定差别，就难以保证其计算的准确性。

9、工程中常用的剪力墙计算软件有何特点？

答：剪力墙计算软件的计算特点是自由度少，使复杂的结构分析得到了极大的简化，因而运算速度快，计算简单，对硬件要求较低。但是实际工程中的许多复杂结构的剪力墙很难满足其基本假定，这时则需要我们把实际工程的计算模型进行简化，这样经过人为修改而达到理想化的模型又同实际工程具有一定差别，就难以保证其计算的准确性。

10、小开口整体墙是如何被划定的？水平荷载作用下内力特点是什么？

答：当剪力墙上所开洞口面积稍大且超过墙体面积的15%时，通过洞口的正应力分布已不再成一直线，而是在洞口两侧的部分横截面上，其正应力分布各成一直线。这说明除了整个墙截面产生整体弯矩外，每个墙肢还出现局部弯矩，因为实际正应力分布，相当于在沿整个截面直线分布的应力之上叠加局部弯矩应力。但由于洞口还不很大，局部弯矩不超过水平荷载的悬臂弯矩的15％。因此，可以认为剪力墙截面变形大体上仍符合平面假定，且大部分楼层上墙肢没有反弯点。内力和变形仍按材料力学计算，然后适当修正。

在水平荷载作用下，这类剪力墙截面上的正应力分布略偏离了直线分布的规律，变成了相当于在整体墙弯曲时的直线分布应力之上叠加了墙肢局部弯曲应力，当墙肢中的局部弯矩不超过墙体整体弯矩的15%时，其截面变形仍接近于整体截面剪力墙，这种剪力墙称之为小开口整体剪力墙。 11、对框架-剪力墙结构进行抗震设计时，为什么要对各层框架总剪力进行调整？应如何调整？

答：根据高规和抗规的规定：抗震设计时，框架-剪力墙结构中剪力墙的数量必须满足一定要求。这就是说，在地震作用时剪力墙作为第一道防线承担了大部分的水平力。但这并不意味着框架部分可以设计得很弱。相反，框架部分作为第二道防线必须具备一定的抗侧力能力，这就需要在计算时，对框架部分所承担的剪力进行调整。在高规中，对 Vf ≧0.2V0的楼层框架总剪力不要调整，对 Vf <0.2V0的楼层，设计时 Vf 取 1.5Vf,max和 0.2V0 的较小值。V0为地震作用产生的结构底部总剪力，Vf,max为各层框架所承担的总剪力中的最大值。这种调整方法对于框架柱沿竖向的数量变化不大的情况是合适的，但是对于那些框架柱沿竖向的数量变化较大的建筑，这样调整会造成上部楼层框架柱所承担的剪力明显偏大，是不合理的。因此，高规规定：对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构，当Vf<0.2V0 时，V0应取每段最下一层结构对应于地震作用标准值的总剪力；Vf,max 应取每段中对应于地震作用。 12、按剪力墙结构的几何形式可将其分为几种类型？

答：1.整体墙；2.小开口整体墙；3.联肢剪力墙；4.壁式框架。

13、高层建筑结构地震作用的计算方法有哪些？他们的适用条件是什么？

答：高层建筑结构地震作用的计算方法主要有底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法。

适用条件：1.高层建筑结构应采用分解反应谱法。对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及高度超过100m的高层建筑结构应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法。2.高度不超过40m、以剪力变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的高层建筑结构，可采用底部剪力法3.7-9度抗震设防的高层建筑，下列情况应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算：A.甲类高层建筑结构。B表2.4所列的乙、丙类高层建筑结构。C结构竖向布置特别不规则的高层建筑结构。D.带转换层、带加强层、错层、连体、多塔楼等复杂高层建筑结构。E.质量沿竖向分布特别不均匀的高层建筑结构。

14、设沉降缝的目的是什么？在设计中如何处理？

答：设沉降缝的目的是避免不均匀沉降的影响，避免由于地基不均匀沉降的生的结构内力。

常用的处理方法：1.采取利用压缩性小的地基，减少总沉降量及沉降差。2.对于有不同高度及基础设计成整体的结构，在施工时它们暂时断开，待主体结构施工完毕，已完成大部分沉降量以后再浇灌连接部分的混凝土。3.将裙房做在高层建筑的悬挑基础上，达到裙房与高层部分沉降一致。4.综合采用上述方法处理。 15、框筒结构的剪力滞后指的是什么？是怎样形成的？采取哪些措施可以减小剪力滞后？

答：框筒结构有单筒和束筒之分，单筒是梁柱在平台内侧形成的闭合体，束筒是在平台内侧形成的多个闭合体。无论单筒和束筒，腹板框架承担绝大部分剪力而翼缘框架承担绝大部分弯矩，它们之间通过框筒束联系，如果角柱很弱，则达不到上述效果。由于梁的弹性变形，在侧向荷载的作用下，截面并不保持为平面，角柱处轴向变形为最大，离角柱越远的各柱轴向变形为最小，这种现象称为剪力滞后。简单的说的话，墙体上开洞形成的空腹筒体又称框筒，开洞以后，由于横梁变形使剪力传递存在滞后现象，使柱中正应力分布呈抛物线状，称为剪力滞后现象。剪力滞后现象使框筒结构的角柱应力集中。在结构设计中往往全长加密角柱箍筋，目的之一就是增加角柱的抗剪能力，增加延性。剪力滞后的大小与梁的刚度、柱距、结构长宽比等有关。梁刚度越大、柱距越小、

结构长宽比越小，剪力滞后越小。

1、什么是高层建筑和高层建筑结构？JGJ3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》和JGJ3-1998《高层民用建筑钢结构技术规程》是如何规定的？

答：①JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》将10层及以10层以上或高度超过28m的住宅建筑结构和房屋高度大于24m的其他民用建筑，划为高层民用建筑。

JGJ3-1998《高层民用建筑钢结构技术规程》将10层及10层以上的居住建筑和24m以上的其他民用建筑为高层建筑。

②用于高层建筑的结构形式或体系称为高层建筑结构，多见于各种居民住宅、办公室、旅馆、商贸中心、多功能综合大厦等

2、高层建筑结构抗震设防的三水准要求是什么？为达到这些要求，应采用哪几个阶段抗震设计方法？ 答：①三水准要求：“小震不坏，中震可修，大震不倒”，即高层建筑结构在小震作用下应维持在弹性状态，建筑物一般不受损坏或不需修理仍可使用，为第一水准；在中等烈度的地震作用下，可以局部进入塑性状态，可能有一定的损坏，但结构不允许破坏，震后经一般修复可以继续使用，为第二水准；当遭受强烈地震作用时，建筑物不应倒塌或发生危机生命的严重破坏，为第三水准。 ②应采用两阶段抗震设计方法：

第一阶段设计：是针对所有进行抗震设计的高层建筑。除了在确定结构方案和进行结构布置时应考虑抗震要求外，还应按照小震作用进行抗震计算和保证结构延性的抗震构造设计，以达到小震不坏，中震可修，大震不倒。

第二阶段设计：主要针对甲级建筑和特别不规则的结构。用大震作用进行结构易损部位（薄弱层）的塑性变形验算。

3、高层建筑结构的工作特点有哪些？其布置原则是什么？ 答：①工作特点有：

（1）结构设计时，应考虑高层建筑结构的整体工作性能； （2）水平作用对高层建筑结构的影响占主导地位；

（3）高层建筑结构具有刚度大、延性差、易损的特点； （4）在进行结构设计时，应考虑结构的薄弱层。

②结构布置原则：在综合考虑使用要求，建筑美观，结构合理及便于施工等各种因素后确定，高层建筑不应采用严重不规则的结构体系；宜采用规则【即体型（平面、立面）规则，结构平面布置均匀、对称，并具有较好的抗扭刚度；结构竖向布置均匀，结构的刚度、承载力和质量分布均匀，无突变的结构】；应使结构具有必要的承载力、刚度和变形能力；避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构上市承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力。无论采用哪种结构体系，结构的水平和竖向布置宜具有合理的刚度和承载力分布，避免局部突变和扭转效应而形成薄弱部位；对可能出现的薄弱部位应此案去有效措施予以加强；宜设置多道防线。

4、什么是高层建筑结构的概念设计？在进行概念设计是的要点主要有哪些？ 答：①高层建筑结构的概念设计是指工程结构设计人员运用所掌握的理论知识和工程经验，在方案阶段及初步设计阶段，从宏观上、总体上和原则上去决策和确定高层建筑结构设计中的一些最基本、最本质也是最关键的问题。主要涉

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