高层建筑结构与抗震期末复习题及参考答案(2012春)(2)

高层建筑结构与抗震期末复习题

一、选择题

1．下列关于多层与高层房屋结构荷载的说法，错误的是（D ）

A 主要包括竖向荷载、水平荷载和温度作用

B 对结构影响较大的是竖向荷载和水平荷载

C 水平荷载随房屋高度的增加而迅速增大

D 对于超高层房屋，水平荷载不可能对结构设计起控制作用

2．（A ）在水平荷载下表现出抗侧刚度较小，结构顶点位移和层间相对位移较大，使得非结构构件在地震时破坏较严重，在设计时一般控制在10～15层。

A 框架结构

B 剪力墙结构

C 砌体结构

D 筒体结构

3．（B ）在非地震区或地震区的高层建筑中应用广泛，此类结构在自身平面内的刚度大、强度高、整体性好，在水平荷载作用下侧向变形小，抗震性能较强，适用于10～30层的高层住宅。

A 框架结构

B 剪力墙结构

C 砌体结构

D 筒体结构

4．（D ）既具有极大的抗侧移刚度，又能因剪力墙的集中而获得较大的空间，使建筑平面获得良好的灵活性，适用于30层以上的超高层房屋。

A 框架结构

B 剪力墙结构

C 砌体结构

D 筒体结构

5．下列结构体系中，建筑抗震性能最差的是（C ）。

A 框架结构

B 剪力墙结构

C 砌体结构

D 筒体结构

6．我国《建筑结构抗震规范》以（ C ）作为抗震设计的依据，其数值应依据烈度、场地类别、设计地震分组以及结构自振周期和阻尼比确定。

A 地震系数

C 地震影响系数

D 冲击影响系数

7．框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用（ A ）。

A．分层法B．反弯点法

C．D值法D．底部剪力法

8．框架结构在水平荷载作用下的内力计算时宜近似地采用（ B ）。

A．分层法B．反弯点法或D值法

C．推覆分析法D．底部剪力法

9．采用分层法计算框架结构内力时，（ D ）的线刚度均应乘以0.9的折减系数。A．底层柱B．顶层柱

C．各层柱D．除底层以外其他各层柱

10．采用分层法计算框架结构内力时，（ D ）的弯矩传递系数取为1/3。

A．底层柱B．顶层柱

C．各层柱D．除底层以外其他各层柱

11．地震作用或风荷载对框架结构的水平作用，一般都可简化为作用于（ D ）上的水平力。

A 框架梁

B 框架柱

C 框架板

D 框架节点

12．框架结构在节点水平集中力作用下，（ C ）。

A．柱的弯矩图呈直线形，梁的弯矩图呈曲线形

B．梁的弯矩图呈直线形，柱的弯矩图呈曲线形

C．梁和柱的弯矩图都呈直线形

D．梁和柱的弯矩图都呈曲线形

13．框架结构在（ C ）的作用下，各杆的弯矩图都呈直线形，且一般都有一个弯矩为零的反弯点。

A．水平均布力

B．竖向均布力

C．节点水平集中力

D．节点竖向集中力

14．一般认为，当框架结构梁的线刚度与柱的线刚度之比（ D ）时，采用反弯点法计算所引起的误差能够满足工程设计的精度要求。

B．低于1

C．低于3

D．超过3

15．关于框架－剪力墙协同工作的特点，下列叙述正确的是（ A ）。

A 在房屋的上部，框架“帮”剪力墙

B 在房屋的下部，框架“帮”剪力墙

C 在房屋的上部，剪力墙“帮”框架

D 抗震方面，可将框架作为第一道防线，剪力墙作为第二道防线

16．关于框架－剪力墙协同工作的特点，下列叙述正确的是（ B ）。

A 在房屋的下部，框架“帮”剪力墙

B 在房屋的下部，剪力墙“帮”框架

C 在房屋的上部，剪力墙“帮”框架

D 抗震方面，可将框架作为第一道防线，剪力墙作为第二道防线

17．关于框架－剪力墙结构刚度特征值λ，下列叙述错误的是（ D ）。

A λ是框架抗推刚度与剪力墙抗弯刚度的比值

B λ值很大，结构的变形特性及受力将以框架为主

C λ值很小，结构的变形特性及受力将以剪力墙为主

D λ是剪力墙抗弯刚度与框架抗推刚度的比值

二、判断题

1．我国《高层建筑混凝土结构技术规程》把7层及7层以上或房屋高度大于28m的建筑物定义为高层建筑，7层以下的建筑物为多层建筑。（×）

2．框架结构广泛应用在多、高层建筑中，它的特点是建筑平面布置灵活，可以形成较大的使用空间以满足车间、餐厅、实验室、会议室、营业室等使用要求。（√）

3．剪力墙结构结构广泛应用在多、高层建筑中，它的特点是建筑平面布置灵活，可以形成较大的使用空间以满足车间、餐厅、实验室、会议室、营业室等使用要求。（×）

4．筒体结构广泛应用在多、高层建筑中，它的特点是建筑平面布置灵活，可以形成较大的使用空间以满足车间、餐厅、实验室、会议室、营业室等使用要求。（×）

5．震级的大小是地震释放能量多少的尺度，一次地震只有一个震级。（√）

6．烈度的大小是地震释放能量多少的尺度，一次地震只有一个烈度。（×）

7．地震烈度是指某一地区的地面及建筑物遭受到一次地震影响的强弱程度。（√）

8．震级是指某一地区的地面及建筑物遭受到一次地震影响的强弱程度。（×）

9．我国抗震规范提出的“三水准”抗震设防目标是小震不坏、中震可修、大震不倒。（√）

10．我国抗震规范将建筑按其重要程度不同，分为甲乙丙丁四类。（√）

11．一般认为，场地条件对建筑震害产生影响的主要因素是场地土的刚性和地基覆盖层厚度。（√）

12．框架结构的近似手算方法包括水平荷载作用下的分层法、竖向荷载作用下的反弯点法和改进反弯点法（D值法）。（×）

11．采用分层法进行框架结构竖向荷载作用下的内力计算时，必须考虑框架的侧移。（×）12．采用调整框架柱的线刚度来考虑支座转动的影响，其方法是：（1）除底层以外其他各层柱的线刚度均乘0.9的折减系数；（2）除底层以外其他各层柱的弯矩传递系数取为1/3。（√）13．一般认为，当梁的线刚度与柱的线刚度之比超过3时，反弯点法的计算误差能够满足工程设计的精度要求。（√）

14．框架结构中，如果柱上下端转角相同，反弯点就在柱高的中央；如果柱上下端转角不同，则反弯点偏向转角较大的一端，亦即偏向约束刚度较小的一端。（√）

14．框架结构中，若某层柱的上、下横梁线刚度不同，则该层柱的反弯点位置将向横梁刚度较大的一侧偏移。（×）

15．在水平荷载作用下，框架结构的变形曲线以剪切变形为主，称为剪切型曲线。（√）16．在水平荷载作用下，剪力墙结构的变形曲线以剪切变形为主，称为剪切型曲线。（×）17．框架－剪力墙结构布置的关键是框架柱的数量及位置，它直接影响到建筑使用功能和结构的整体抗侧刚度。（×）

三、简答题

1．什么叫做“概念设计”？概念设计对设计人员提出了怎样的要求？

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。

概念设计要求设计人员应具有多学科知识和实践经验，在设计中处处都要带着清晰的概念和正确的理解去处理理论和构造问题。

2．影响砂土液化的主要因素有哪些？

答：沙土的组成和相对密度、土层的埋深、地下水位、地震烈度大小和地震持续时间。3．框架、剪力墙和框架－剪力墙结构体系通常可以简化为平面体系进行计算，这是由于采用了哪两个基本假定？

答：平面结构假定、楼面刚度无限大假定。

4．与反弯点法相比较，改进反弯点法对哪些方面的计算方法作了改进？改进反弯点法为何又称为“D值法”？

答：改进反弯点法对反弯点法中柱的侧向刚度和反弯点高度的计算方法作了改进。改进反弯点法中，柱的侧向刚度以D表示，故此法又称为“D值法”。

5．什么叫做分层法？使用分层法计算竖向荷载作用下框架内力时采用了哪两个简化假定？答：

所谓分层法，就是先将整体框架按层分成若干个独立单元，用结构力学的方法分别计算各独立单元的内力后，再将其内力进行叠加，从而得到整体框架的内力。

使用分层法计算竖向荷载作用下框架内力时采用的两个简化假定是：1）在竖向荷载作用下，不考虑框架的侧移；2）每层梁上的荷载对其他各层梁的影响可忽略不计。

6．何谓剪力墙的等效抗弯刚度？

答：

剪力墙的等效抗弯刚度就是按剪力墙顶点侧移相等的原则，考虑弯曲变形和剪切变形后，折算成一个竖向悬臂受弯构件的抗弯刚度。

7．水平荷载作用下剪力墙结构内力与位移计算时，需做哪两个假定？

答：

（1）楼板在其自身平面内的刚度极大，可视其为刚度无限大的刚性楼盖。

（2）剪力墙在其自身平面内的刚度很大，而在其平面外的刚度又极小，可忽略不计。即剪力墙只承受在其自身平面内的水平荷载。

8. 简述扭转近似计算中刚度中心的定义及计算思路。

答：

所谓刚度中心，在近似计算中是指各片抗侧移结构的抗侧移刚度的中心，计算方法与形心计算方法类似，即把抗侧力单元的抗侧移刚度作为假想面积，则此假想面积的形心就是刚度中心。

9. 简述提高框架结构延性的基本措施。

答：

（1）“强柱弱梁”设计原则——控制塑性铰的位置；

（2）梁柱的延性设计；

（3）“强节点弱构件”设计原则。

10. 采用悬臂剪力墙作为抗震结构时，应主要从哪些方面采取措施以保证结构延性？

答：

（1）防止剪力墙过早出现剪切破坏；

（2）保证弯曲破坏时的延性；

（3）进行水平施工缝截面的抗滑移验算；

（4）满足有关规范规定的配筋构造要求。

四、计算题

1．某二层钢筋混凝土框架（如图1（a ）），集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等G 1=G 2=1200kN （如图1（b ）），H 1=4m ，H 2=8m 。结构总水平地震作用标准值（即底部剪力）80Ek F kN =，顶部附加地震作用系数0.085n δ=，求：作用在各质点上的水平地震作用标准值。 提示：)1(11

11n Ek n k k

k F G H

G H F δ-=∑=。

图1

解：

求作用在各质点上的水平地震作用标准值：

11

1112004(1)80(10.085)24.41200412008Ek n n k

k

k H G F F kN H G δ=?=-=?-=?+?∑（6分） 22

2112008(1)80(10.085)48.81200412008Ek n n k

k

k H G F F kN H G δ=?=-=?-=???∑（4分）

2．某二层钢筋混凝土框架（如图1（a ）），集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等

G 1=G 2=1200kN （如图1（b ）），H 1=4m ，H 2=8m 。主振型11 1.000x =，

21 1.618x =，12 1.000x =，220.618x =-。相应于第一振型的地震影响系数10.032α=；第一振型参与系数724.01=γ。相应于第二振型的地震影响系数20.078α=，第二振型参与系数276.02=γ。试用振型分解反应谱法确定钢筋混凝土框架水平地震作用j i F 。

提示：第一振型的水平地震作用公式i i i G x F 1111γα=；第二振型的水平地震作用公式

i i i G x F 2222γα=。

图1

解：

相应于第一振型的水平地震作用： 110.0320.724 1.000120027.80F kN =???=（3分） 210.0320.724 1.618120044.98F kN =???=（3分） 相应于第二振型的水平地震作用： 120.0780.276 1.000120025.83F kN =???=（2分） 220.0780.276(0.618)120015.97F kN =??-?=-（2分）