《高层建筑结构及抗震》期末复习题指导

《高层建筑结构与抗震》期末复习题
1.在高层建筑结构设计中，（ C ）起着决定性作用，
A.地震作用
B.竖向荷载与地震作用
C.水平荷载与地震作用
D.竖向荷载与水平荷载
2.（ A ）的优点是建筑平面布置灵活，可以做成有大空间的会议室，餐厅、车间、营业室教室等，需要时，可用隔断分割成小房间，外墙用半承重构件，可使立面灵活多变。

A.框架结构体系 B.剪力墙结构体系 C.框架—剪力墙结构体系 D.筒体结构体系
3.（ A ）具有造价低廉，取材丰富，并可浇筑各种复杂断面形状，而且强度高、刚度大、耐火性和延性良好、结构平面布置方便，可组成多种结构体系等优点。

A.钢筋混凝土结构 B.钢结构 C.钢—钢筋混凝土组合结构 D.钢—钢筋混凝土组合结构
4.（ D ）最主要的特点是它的空间受力性能。

它比单片平面结构具有更大的抗侧移刚度和承载力，并具有较好的抗扭刚度。

因此，该种体系广泛用于多功能、多用途、层数较多的高层建筑中。

A.框架结构体系
B.剪力墙结构体系
C.框架—剪力墙结构体系
D.筒体结构体系
5. 下列关于荷载对结构的影响叙述中，错误的是（ C ）。

A .低层和多层建筑的竖向荷载为主要荷载 B .高层建筑的水平荷载为主要荷载
C .左右建筑都必须考虑风荷载作用的影响
D .在地震区需要考虑地震作用的影响
6.“小震不坏，中震可修，大震不倒”是建筑抗震设计三水准的设防要求，所谓小震，下列叙述正确的是（ C ）。

A.6度或7度的地震
B.50年设计基准期，超越概率大于10%的地震
C.50年设计基准期内，超越概率为63.2%的地震
D.6度以下的地震
7.在目前，国内设计规范，仍沿用（ A ）方法计算结构内力，按弹塑性极限状态进行截面设计。

A.弹性
B. 塑性
C.弹塑性
D.都不对
8.框架梁的弯矩调幅只对（ C ）作用下的内力进行。

A.地震荷载 B.水平荷载 C.竖向荷载 D.风荷载
9. 在修正反弯点法中，梁、柱的线刚度比值越大，修正系数α植（ A ）。

A ．也越大
B ．不变
C ．越小
10. 剪力墙设计时应首先判断它属于哪一种类型，当满足（ D ）时，按整体墙计算。

I ．10≥α
II ．ξ≤J J n /
III ．洞口面积与剪力墙立面总面积之比不大于0.15 IV ．洞口净距及孔洞至墙边的净距大于洞口的长边尺寸
A ．I+II
B ．I
C ．II
D ．III+IV
11.下列关于高层建筑结构平面布置的一般规定中，不正确的是（ D ）。

A ．平面宜简单、规则、对称减少偏心
B ．平面长度不宜过长，突出部分长度宜减小
C ．宜选用风压较小的形状，并应考虑临近高层建筑对其风压分部的影响
D ．应尽量设置变形缝来划分结构单元
12.框架—剪力墙协同工作的特点是（ A ）。

A.在房屋的上部，框架帮剪力墙；在房屋的下部，剪力墙帮框架
B.在房屋上部，剪力墙帮框架；在房屋下部，框架帮剪力墙
C.不论在房屋的上部还是下部，都是剪力墙帮框架
D.不论在房屋的上部还是下部，都是 框架帮剪力墙
13. 框架结构和框架——剪力墙结构在水平荷载作用下的侧向变形分别为（ A ）。

A ．剪切型和弯曲型
B ．弯曲型和剪切型
C ．弯曲型和弯剪型
D ．弯剪型和剪切型
14.进行抗震设防的高层框架角柱，下列（ C ）要求符合规定。

A.对一二级框架角柱应按双向偏心受力构件进行正截面承载力计算，取调整后的弯矩剪力设计值宜乘以增大系数1.30
B.对一级框架角柱按应按双向偏心受力构件进行正截面承载力计算，取调整后的弯矩、建立设计值应乘以增大系数1.30
C.对一二级框架角柱应按双向偏心受力构件进行正截面承载力计算，取调整后的弯矩剪力设计值乘以不小于1.30的增大系数
D.对一二三级框架角柱应按双向偏心受力构件进行正截面承载力计算，取调整后的弯矩剪力设计值乘以不小于1.1的增大系数
15. 剪力墙墙肢的相对受压区高度（D ）时，为大偏心受压破坏。

A ．b ξξ>
B ．b ξξ<
C ．b ξξ≥
D ．b ξξ≤
16.在水平荷载作用下，（ A ）的变形曲线是以剪切变形为主，称为剪切型曲线。

A.框架 B.剪力墙 C.框架—剪力墙 D.筒体
17.框架—剪力墙的国内高度特征值λ是框架抗推刚度（或广义抗推刚度）与剪力墙抗弯刚度的比值，当λ较大（6=λ时）结构的侧移刚度曲线接近于（ C ）。

A.弯曲型 B.弯剪型 C.剪切型
18.下列结构体系中，建筑抗震性能差的是（ A ）。

A.砌体结构 B.框架结构 C.剪力墙结构 D.筒体结构
19. 结构计算中如采用刚性楼盖假定，相应地在设计中不应采用（ A ）。

A. 现浇钢筋混凝土楼板
B.装配式楼板
C.装配整体式楼板
D.楼板局部加厚、设置边梁、加大楼板配筋等措施
20.（ B ）在水平荷载作用下，利用材料力学公式计算内力和侧移，再考虑局部弯曲应力的影响，进行修正。

A.整体剪力墙
B.小开口剪力墙
C.双肢剪力墙
D.多肢剪力墙
21.框架—剪力墙的刚度特征值λ是框架抗推刚度（或广义的抗推刚度）与剪力墙抗弯刚度的比值，当λ值较小时，结构的侧移曲线接近（ A ）。

A.弯曲型 B.弯剪型 C.剪切型
22.有 地震组合作用的框架梁端箍筋加密区：二三级抗震等级时，（ B ）。

A.025.0h x ≤ B. 035.0h x ≤ C. 0h x b ξ≤
23.剪力墙结构的特点如下：其中不正确的是（ C ）。

A .在自身平面内刚度大，强度高，整体性好 B .在水平荷载作用下侧向变形小，抗震性能好 C .可布置成大空间，使用灵活
D .采用大模板或滑升模板等方法施工，施工进度快 24.在水平荷载作用下，当用D 值法计算框架柱的抗侧移刚度时，随着梁柱节点转角的增大，（ B ）。

A .D 值法比反弯点法计算的侧移刚度高
B . D 值法比反弯点法计算的侧移刚度低
C .
D 值法与反弯点法计算的侧移刚度相同
26.下列（ A ）为可不进行天然地基与基础抗震承载力验算的建筑。

A .砌体结构 B .多层框架厂房
C .有山墙的钢筋混凝土柱等高多跨厂房
D .有山墙的砖柱单跨厂房
27. 高层多跨结构在水平集中力作用下的弯矩图（ A ）。

A .各杆均为直线 B .柱为直线，梁为曲线 C .柱为曲线，梁为直线 D .各杆均为曲线 28.钢筋混凝土框架结构的特点是（ D ）。

I.由楼盖承受竖向荷载，框架承受水平荷载 II.框架梁和柱刚接
III.在竖向荷载作用下，梁端承受负弯矩，跨中承受正弯矩 IV.在竖向荷载作用下，框架柱外压弯构件 A. I 、II 、III B. I 、II 、IV C. I 、II 、III 、IV D. II 、III 、IV
29. 随着房屋高度的增加，（ B ）产生的内力越来越大，会直接影响结构设计的合理性、经济性，成为控制荷载。

A ． 结构自重和楼（屋）盖上的均布荷载
B ．风荷载和地震作用
C．结构自重和地震作用D．结构自重和风荷载
30.在水平荷载作用下的总侧移，可近似地看作（ C ）。

A．梁柱弯曲变形B．柱的轴向变形
C．梁柱弯曲变形和柱的轴向变形的叠加
31. 无洞口的剪力墙或剪力墙上开有一定数量的洞口，但洞口的面积不超过墙体面积的（ C ），且洞口至墙边的净距及洞口之间的净距大于洞孔长边尺寸时，可以忽略洞口对墙体的影响，这种墙体称为整体剪力墙
A．5% B．10%
C． 15% D．25%
32.为体现“强梁弱柱”的设计原则，三级抗震等级框架柱端弯矩应大于等于同一节点左、右梁端弯矩设计值之和的（A）。

A． 1.10倍B． 1.15倍
C． 1.20倍D． 1.40倍
33. （B ）具有强度高、构件断面小、自重轻、延性及抗震性能好等优点。

A．钢筋混凝土结构B．钢结构
C．钢——钢筋混凝土组合结构D．砌体结构
34. 剪力墙结构不适用于（ D ）建筑。

A．高层住宅B．高层旅馆
C．高层公寓D．高层大空间工业厂房
35. 我国颁布的建筑抗震规范(GBH11-89)提出的抗震设防目标为：（ A ）。

A．三水准两阶段B．三水准三阶段
C．两水准三阶段D．单水准单阶段
36. 框架—剪力墙结构的剪力分布的特点之一是，框架剪力与剪力墙剪力的分配比例随截面所在位置的不同而不断变化。

其中（ B ）。

A．剪力墙在下部受力较大，而框架在上部受力较大
B．剪力墙在下部受力较大，而框架在中部受力较大
C．剪力墙在下部受力较小，而框架在中部受力较大
D．剪力墙在下部受力较小，而框架在上部受力较大
37. 框架中允许梁端出现塑性铰，对于现浇框架，支座弯矩的调幅系数采用（ C ）。

A． 0.6—0.7 B． 0.7—0.8
C． 0.8—0.9
二、判断题
1. 在高层建筑结构中，水平荷载和地震作用起着决定性作用。

（√）
2. 单独基础和条形基础是高层建筑结构常用的形式。

（×）
3.地震烈度是指地震时震中的强烈程度。

（×）
4.实际上，建筑物主要是通过抗震构造措施保证结构构件的变形能力，来提高结构的安全性，防止建筑物倒塌。

（√）
5. 把高层结构看成一根最简单的竖向悬臂构件，轴力与高度成正比，水平力产生的弯矩与高度的二次方成正比，水平力产生的侧向顶点位移与高度的四次方成正比。

（√）
6.在由节点弯矩平衡求各梁端弯矩时，中间节点处的梁端弯矩可将该节点处柱端不平衡弯矩按梁的相对线刚度进行分配。

（√）
7. 反弯点处的弯矩为零，剪力不为零。

（√）
8.在反弯点法中，在同一楼层内，各柱按侧移刚度的比例分配楼层剪力。

（√）
9.下图所示的框架支座形式，可分别简化为固定支座和铰支座。

（√）
10.框架横梁在采用塑性调幅法时，支座弯矩降低后，必须相应加大梁跨中弯矩。

（√）
11.所谓框架的抗推刚度，是使框架产生单位剪切角所需的剪力值。

（√）
12.单独的剪力墙在水平荷载作用下以弯曲变形为主，位移曲线呈弯曲型，而单独的框架以剪切变形为主，位移曲线呈剪切型。

（√）
13.我国抗震设计的原则与设计方法是三水准设防原则，二阶段设计方法。

（√）
14.由于水平荷载均可简化为水平集中力的形式，所以高层框架在水平荷载作用下的弯矩图通常柱为直线形、梁为曲线形（×）
15. “三水准，二阶段”抗震设防目标是小震不坏，中震不修，大震不倒。

（×）
16.当结构重度和刚度沿高度分部比较均匀、高层不超过40m，并以弯曲变形为主的结构，可按底部剪力法求水平地震作用。

（×）
17.分层法中，除底层柱外，各柱的刚度均应乘以折减系数0.9，弯矩传递系数为1/3。

（√）
18.反弯点法的计算步骤与D值法相同，计算简单实用，精度比D值法高，因而在高层建筑结构设计中得到广泛应用。

（×）
19.等效地震荷载的合力作用点，与各片抗侧移刚度有关，称为刚度中心。

（×）
20.反弯点处的剪力为零，弯矩不为零。

（×）
21.框架结构是由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构，节点一般为刚性节点。

（√）
22.框架—剪力墙结构中剪力墙宜均匀对称布置，是为了减少结构的扭转效应。

（√）
23.对于框架横梁，其两端要组合最大负弯矩及最大剪力，也要组合可能出现的正弯矩；而跨中控制截面常常是最大正弯矩作用处。

（√）
24.一个地区的地震的基本烈度是指该地区在紧后50年期限内，在一般场地条件下不可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。

（√）
25.高层建筑结构分布时，为了简化计算，采用的两个假定：平面结构假定与楼面刚度无限大假定。

（√）
26.剪力墙斜截面斜拉破坏和斜压破坏比剪压破坏显得更脆性，设计中应尽量避免。

（√）
27.框架—剪力墙所以能协同工作是由于楼屋盖自身平面刚度很大，因而协调变形。

（√）
28.考虑地震作用参加内力组合时，材料强度应予以降级使用。

（×）
29.剪力墙腹板中存在竖向及水平分布钢筋，二者都可阻止斜裂缝展开，维持混凝土抗剪压的面积，从而改善沿斜裂缝剪切破坏的脆性性质。

她们各自所起作用的大小与剪跨比、斜裂缝倾斜度有关。

（√）
30. 竖向荷载产生的梁弯矩应进行调幅，再与风荷载和水平地震作用产生的弯矩进行组合，求出各控制截面的最大最小弯矩值。

（√）
31. 质量中心与刚度中心之间的垂直距离为扭转偏心矩。

（√）
32. 规则框架在水平荷载作用下，柱轴向变形由轴力产生，相当于弯矩M产生的变形，所以变形曲线呈弯曲型。

（√）
33. 整体剪力墙就是剪力墙上没有洞口的剪力墙。

（×）
34. 7、8度时的大跨度结构和长悬臂结构及8度时的高层建筑，应计算竖向地震作用。

（×）
35.目前国内设计规范，仍沿用弹性方法计算结构内力，按弹塑性极限状态进行截面设计。

（√）
36.在框架结构中，层剪力按各柱的抗侧刚度在各柱间分配；在剪力墙结构中，层剪力按各片墙的等效抗弯刚度在各片墙间分配。

（√）
37. D值法相对于反弯点法，主要从以下两个方面做了修正：修正同一楼层各柱剪力的分配和调整反弯点高度。

（×）
38. 地震烈度是指地震时在一定地点振动的强烈程度。

对于一次地震，表示地震大小的震级只有一个，但它对不同地点的影响程度是不一样的。

（√）
三、简答题
1. 何谓“概念设计”？
答：“概念设计”是指对一些难以做出精确计算分析，或在某些规程中难以具体规定的问题，应该由设计人员运用概念进行判断和分析，以便采取相应的措施，做到比较合理地进行结构设计。

2. 平面结构的空间协同计算分哪两步进行？
答：平面结构的空间协同计算分两步进行：
（1）按位移协调条件，将水平力（风力或地震作用）分配到各片壁式框架（包括框架、剪力墙），得到每片壁式框架的各层作用的水平力；
（2）逐片壁式框架进行单片平面框架分析，计算杆件内力。

3. D值法的修正反弯点高度随哪些因素变化？
答：D值法的修正反弯点高度随以下因素变化：
①梁柱线刚度比；
②该柱所在楼层位置；
③上下层梁的线刚度；
④上下层层高；
⑤框架总层数。

4. 框架—--剪力墙结构在水平荷载作用下的内力计算可分为哪两步？
答：框架—--剪力墙结构在水平荷载作用下的内力计算可分两步：首先求出水平力在各榀框架和剪力墙之间的分配；然后再分别计算各榀框架或剪力墙的内力。

5. 作为抗震设计的指标，为什么应是双控制条件？
答：作为抗震设计的指标，应是双控制条件，使结构能同时满足极限强度和极限变形。

这是因为一般结构并不具备足以抵抗强烈地震的强度储备，而是利用结构的弹塑性性能吸收地震能量，以达到抗御强震的目的。

6. 地震作用与一般静载荷有何不同？
答：地震作用与一般静载荷不同，它不仅取决于地震烈度大小，而且与建筑物的动力特性（结构的自振周期、阻尼）有密切关系，而一般静荷载与结构的动力特性无关，可以独立地确定。

例如，屋面的雪载只与当地的气候条件有关；楼面的使用荷载只取决于房间的用途等等。

7. 为什么还要正确运用“概念设计”？
答：理论和实践均表明，一个先进而合理的设计，不能仅依靠力学分析来解决，因为对于较复杂的高层建筑，某些部位无法用解析方法精确计算，特别是在地震区，地震作用的影响因素很多，要求精确计算是不可能的。

因此，不能仅仅依赖于“计算设计”，还要正确运用
概念设计。

8. 剪力墙按受力特性的不同主要可分为哪几种？剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于什么？
答：剪力墙按受力特性的不同主要可分为整体剪力墙、小开口整体剪力墙、双肢墙（多肢墙）和壁式框架等几种类型。

剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙上的开洞情况。

9. 场地土的刚性一般用什么表示？场地条件对建筑震害的主要影响因素有哪些？
答：场地土的刚性一般用土的剪切波速表示。

一般人认为，场地条件对建筑震害的主要影响因素有：场地土的刚性（即坚硬或密实程度）大小和场地覆盖层厚度。

震害经验指出，土质愈软，覆盖层愈厚，建筑物震害愈严重，反之愈轻。

10. 为什么“规范规定，在框架梁端、柱端塑性铰区，箍筋必须加密”？
答：在塑性铰区配置足够的箍筋，可约束核心混凝土，显著提高塑性铰区混凝土的极限应变值，提高抗压强度，防止斜裂缝的开展，从而可充分发挥塑性铰的变形和耗能能力，提高梁、柱的延性；而且钢箍作为纵向钢筋的侧向支承，阻止纵筋压屈，使纵筋充分发挥抗压强度。

所以规范规定，在框架梁端、柱端塑性铰区，箍筋必须加密。

11.梁柱的延性设计的措施有哪些？
答：措施有：
1）强剪弱弯设计原则——控制构件的破坏形态；
2）梁柱剪跨比限制；
3）梁柱剪压比限制；
4）柱轴压比限制及其它措施； 5）箍筋加密区； 6）纵筋配筋率。

12.将空间结构简化为平面结构的两个假定是什么？
答：将空间结构简化为平面结构的两个假定是“平面结构假定”与“楼面刚度无限大假定”。

13.框架—剪力墙结构的剪力分布有何特点？
答：1）框架上下各层剪力趋于均匀，而剪力墙上下各层剪力很不均匀。

2）框架剪力1V 与剪力墙V 的分配比例随截面所在位置的不同而不断变化。

其中，剪力墙在下部受力较大，而框架在中部受力较大，所以设计框剪结构时应着重底部和中部。

3）结构的顶部，尽管外荷载所产生的总剪力应该等于零，但框架和剪力墙的顶部剪力均不为零，它们大小相等，方向相反。

14.如何判别剪力墙的大小偏心受压？
答：与偏心受压柱相似，在极限状态下，当剪力墙的向对手呀去高度()b h x ξξ<0时，为大偏心受压破坏；b ξξ>时为小偏心受压破坏。

15. 《建筑抗震设计规范》根据建筑使用功能的重要性，将建筑抗震设防类别分为哪四个抗震设防类别？ 答：《建筑抗震设计规范》根据建筑使用功能的重要性，将建筑抗震设备的类别分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防的类别。

甲类建筑为属于中大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑； 乙类建筑为属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑； 丙类建筑属于甲乙丁类建筑以外的一般建筑； 丁类建筑属于抗震次要的建筑。

16.框架柱设计控制截面在哪里？柱子弯矩和轴力组合要考虑哪四种可能情况？ 答：柱子弯矩和轴力组合要考虑下述四种可能情况：
1）max
M
及相应的N ；
2）max N 及相应的M ， 3）min N 及相应的M ，
4）M 比较大（不是绝对大），但N 比较小或比较大（不是绝对最小或最大）。

17.抗震设计中，构件承载力验算的一般表达式：RE E E R S γ≤,公式中为什么要引入承载
力抗震调整系数RE γ?
答：公式中引入承载力抗震调整系数RE γ的原因是：当有地震作用参与内力组合时，
考虑到地震作用的时间很短，快速加载时材料强度会有所提高，因此，将其截面承载力除以承载力调整系数RE γ来近似考虑这一影响。

18.在延性框架设计中，为何采用“强节点弱构件”的设计原则？高层框架—剪力墙及结构中，为何在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位宜布置剪力墙？ 答：由于节点区的受力情况非常复杂，所以在结构师设计时只有保证结构各节点不出现脆性剪切破坏，才能使梁、柱充分发挥其承载能力和变形能力，实现延性框架。

因此设计 时尽量保证梁、柱塑性铰顺序出现完成之前，节点区不能过早破坏。

将剪力墙布置在楼梯间、电梯间、平面形状变化处是因为，楼板的刚度在这些位置受到削弱，地震时由于应力集中而发生较严重的震害，所以布置剪力墙予以加强。

四、计算题
已知：某二层钢筋混凝土框架（如图2.1a ），集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等G 1=G 2=1200kN （图4.1b ）,H 1=4m ，H 2=8m 。

自振周期s 028.1=；s T 393.02=。

主振型,618.1,000.12111==x x 618.0,000.12212-==x x 。

相应于第一振型自振周期1T 的地震影响系数：033.01=α；第一振型参与系数724.01=γ。

相应于第二振型自振周期2T 的地震影响系数08.02=α，第二振型参与系数276.02=γ。

第一振型的水平地震作用用公式i i i G x F 1111γα=； 第二振型的水平地震作用采用公式i i i G x F 2222γα=。

求：试用振型分解反应谱法确定钢筋混凝土框架的多遇水平地震作用j i F 。

（10分）
图4.1
解：
相应于第一振型的水平地震作用
kN F 67.281200000.1724.0033.011=⨯⨯⨯= kN F 39.461200618.1724.0033.021=⨯⨯⨯=
相应于第二振型的水平地震作用
已知：某二层钢筋混凝土框架（如图4.1a ），集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等G1=G2=1200kN （图1.1b ），H 1=4m ，H 2=8m 。

结构总水平地震作用标准值（即底部剪力）
kN G a F eq Ek 32.671==，顶部附加地震作用系数092.001.008.01=+=T n δ，已知
)1(1
1
11n Ek n
k k
k
F G H
G H F δ-=
∑=。

求：作用在各质点上的水平地震作用标准值。

（10分）
解：求作用在各质点上的水平地震作用标准值
地震作用力
kN F G H
G H F n Ek n
k k
k
37.20)092.01(32.678
1200412004
1200)1(11
11=-⨯⨯+⨯⨯=
-=
∑=δ
kN F G H
G H F n Ek n
k k
k
75.40)092.01(32.678
1200412008
1200)1(1
2
22=-⨯⨯⨯⨯⨯=
-=
∑=δ。