高层建筑结构设计试卷及答案

华东交通大学理工学院高层建筑结构设计试卷
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一，填空（35个空，35分）
1一般而论，高层建筑具有 占地面积少 ， 建筑面积大 ， 造型特殊 ， 集中化程度高 的特点。

2. 从受力角度来看，随着高层建筑高度的增加， 水平荷载（风载及地震作用） 对结构起的作用将越来越大。

3. 现代高层建筑所采用的材料，主要是 钢材 ， 混凝土 两种。

4. 高层钢结构具有 结构断面小 ， 自重轻 ， 抗震性能好 等优点。

5. 不同国家、不同地区、不同结构形式所采用的结构材料不同，大致有以下几种形式： 钢结构 ， 钢筋混凝土结构 ， 钢-混凝土组合结构 。

6. 钢筋混凝土梁的破坏形态有两种形式： 弯曲破坏 和 剪切破坏 。

7. 一般用途的高层建筑荷载效应组合分为以下两种情况： 无地震作用组合 ， 有地震作用组合 。

8. 剪力墙中斜裂缝有两种情况：一是 弯剪斜裂缝 ，二是 腹剪斜裂缝 。

9. 垂直于建筑物表面的单位面积上的风荷载标准值K W （KN/m 2）可按下式计算： 0K Z Z S W W βμμ=
9. 剪力墙配筋一般为： 端部纵筋 、 竖向分布筋 和 水平分布筋 。

10. 影响柱子延性的因素主要是 剪跨比 、 轴压比 和 剪压比 。

11. 钢结构房屋建筑一般不设置 防震缝 （缝）
12.在内力组合时，根据荷载性质不同，荷载效应要乘以各自的 分项系数 和 组合系数 。

13.现浇框架支座负弯矩调幅系数为 0.8~0.9 。

装配整体式框架支座负弯矩调幅系数为0.7~ 0.8
14. 竖向荷载作用下的内力计算可采用分层法来计算。

15墙肢斜载面的破坏形态可以归纳为三种破坏形态：剪拉破坏、斜压破坏和剪压破坏。

二，选择（10题，共20分）
1.关于高层建筑考虑风荷载的概念，下列何项正确？（ C ）
[A]高层建筑的风荷载是主要荷载，其基本风压值的采用与多层建筑相同，按 30年一遇的最大 10 分钟平均风压来确定；
[B]高层建筑计算风振系数及风压高度变化系数时，都要考虑地面粗糙程度的影响；
[C]高层建筑的风振系数，与建筑物的刚度有密切关系，一般来说，刚度越大，建筑
物的风振影响就越大；
[D]所有的高层建筑，都要考虑风振系数>1.0的风振影响。

2.下列高层建筑中，计算地震作用时何者宜采用时程分析法进行补充计算？( A )
[1] 建筑设防类别为乙类的高层建筑；
[2] 建筑设防类别为甲类的高层建筑；
[3] 高柔的高层建筑；
[4] 刚度和质量沿竖向分布特别不均匀的的高层建筑。

[A] [1] [2]；
[B] [1] [3]；
[C] [2] [4]；
[D] [3] [4]；
3.框架结构在竖向荷载作用下，需要考虑梁塑性内力重分布而对梁端负弯矩进行调幅，下列调幅及组合中哪项是正确的？ ( B )
[A]竖向荷载产生的弯矩与风荷载及水平地震作用产生的弯矩组合后进行调幅；
[B]竖向荷载产生的弯矩与风荷载作用产生的弯矩组合后再进行调幅，水平地震作用产生的弯矩不调幅；
[C]竖向荷载产生的梁端弯矩应先调幅，再与风荷载及水平地震作用产生的弯矩
组合；
[D]对组合后的梁端弯矩进行调幅，跨中弯矩将相应加大。

4.在对一、二级抗震等级的框架体系中的框架柱进行截面设计时，往往需将其内力乘以一个增大系数，现有以下这些因素： ( C )
[1] 在梁柱节点以保持强柱弱梁和截面设计中的强剪弱弯的要求；
[2] 加强短柱（柱净高与柱截面尺寸之比小于 4）受力的要求；
[3] 提高角柱的抗扭能力；
[4] 保证底层柱的下端处不首先屈服；
[5] 考虑柱在整个框架结构中的重要性，宜适当扩大安全度的需要。

试指出乘以增大系数的正确原因，应是下列何项组合？
[A] [2] [3] [5]；
[B] [1] [2] [4]；
[C] [1] [3] [5]；
[D] [1] [3] [4]
5.联肢剪力墙中连梁的主要作用为： ( A )
[A]连接墙肢，把水平荷载从一墙肢传递到另一墙肢；
[B]连接墙肢，把竖向荷载从一墙肢传递到另一墙肢；
[C]连接墙肢，起整体作用；
[D]洞口上方连梁起构造作用。

6.在原框架结构中增加了若干榀剪力墙后，此结构是否安全可靠？ ( C )
[A]整个结构更安全；
[B]上部楼层中的原框架有可能不安全；
[C]下部楼层中的原框架有可能不安全；
[D]整个结构均不安全。

7.有一片联肢剪力墙，计算得到其整体系数α =11.5，，要初步计算其截面配筋，在下列方法中选择哪一个较好？( C )
[A]整体小开口方法；
[B]带刚域框架方法；
[C]连续化方法；
[D]程序计算；
8.一般剪力墙结构剪力墙的底部加强部位高度,下列何项符合规定（ B ）
[A]剪力墙高度的1/10,并不小于底层层高
[B]墙肢总高度的1/8和底部两层二者的较大值
[C]不步于两层层高
[D] 需根据具体情况确定
9.高层框架-剪力墙结构的剪力墙布置不宜过分集中,下列哪项符合规定?（ A
）
[A]单片剪力墙底部承担的水平剪力不腚超过结构底部总水平剪力的40%
[B]各楼层每道剪力墙承受的水平地震剪力不宜超过该楼层总剪力的30%
[C]各楼层每道剪力墙承受的水平剪力宜不超过该楼层总剪力的50%
[D]各楼层每道剪力墙承受的地震楼层剪力,不超过该楼层总地震剪力的1/3
10.关于框架结构的变形,哪个结论是正确的?（ B ）
[A]框架结构的整体变形主要呈现为弯曲型
[B]框架结构的弯曲型变形是由梁、柱的轴向变形引起的
[C]框架结构的层间变形一般为下小上大
[D]框架结构的层间位移仅与柱的线刚度有关，而与梁的线刚度无关
三，名次解释（5题，5X4分）
1.框架结构
答：由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。

2.地震设防三水准
答：小震不坏，中震可修，大震不倒
3.地震反应谱法
4.抗震概念设计
答：是指一些在计算中或在规范中难以作出具体规定的问题，必须由工程师运用“概念”进行分析，作出判断，以便采取相应的措施。

5.柱的轴压比
答：柱的轴向压力设计值抗压强度和截面面积的乘积的比值。

四，综合题（12分，13分）
1.为什么梁铰机制比柱铰机制对抗震有利?（12分）
答：梁铰机制是指塑性铰出在梁端,除柱脚外,柱端无塑性铰;柱铰机制是指在同一层所有柱的上下端形成塑性铰.梁铰机制之所以优于柱铰机制是因为:梁铰分散在各层,即塑性变形分散在各层,不至于形成倒塌机构,而柱铰集中在某一层,塑性变形集中在该层,该层为柔软层或薄弱层,形成倒塌机构;梁铰的数量远多于柱铰的数量,在同样大小的塑性变形和耗能要求下,对梁铰的塑性转动能力要求低,对柱铰的塑性转动能力要求高;梁是受弯构件,容易实现大的延性和耗能能力.柱是压弯构件,尤其是轴压比大的柱,不容易实现大的延性和耗能能力.实际工程设计中,很难实现完全梁铰机制,往往是既有梁铰又有柱铰的混合铰机制.设计中,需要通过加大柱脚固定端截面的承载力,推迟柱脚出铰;通过"强柱弱梁",尽量减少柱铰.
2. 试推导图1 所示标准框架中柱1-2 的侧移刚度公式：
解：柱1-2
有杆端相对线位移，且两端有转角，由转角位移方程可得杆端弯矩为：
根据平衡条件可以求出柱的剪力为：
令柱的侧移刚度；同时假定各层梁柱结点转角相等，即，各层层间位移相等，即。

取中间结点2 为隔离体，利用转角位移方程，由平衡条件，可得：
取中间结点1 为隔离体，利用转角位移方程，由平衡条件，可得：由，经整理可得：。