国家开放大学2016春本科作业及答案高层建筑结构设计综合测试答案16

高层建筑结构设计(专升本)综合测试1

总分: 100分考试时间:分钟

单选题

1、在7度地震取建造一栋高度为70m的高层办公楼,采用较好的结构体系为____

(C) 框架—剪力墙结构

(D) 筒中筒结构

参考答案:C

2、框架—剪力墙结构中,剪力墙不宜过分集中,每道剪力墙承受的力要作限制,下列哪项符合规定:_______。(2分)

(C) 底层剪力不宜超过总剪力的40%

(D) 底层剪力不应超过总剪力的40%

参考答案:C

3、对于下列何种情况,可以考虑对现浇框架梁的梁端弯矩M 值进行调幅处理____

(D) 在竖向荷载作用下框架(非悬挑部分)梁端产生的负弯矩

参考答案:D

4、高层建筑顶层取消部分墙、柱形成空旷大房间,底层采用部分框支剪力墙或中部楼层部分剪力墙被取消时,下列符合规定的就是_____。(2分)

(B) 应采取有效构造措施,防止由于刚度突变而产生的不利影响

参考答案:B

5、超过下列_______高度的高层建筑抗震设计时,应考虑风荷载效应与水平地震荷载效应的组合:(2分)

(B) 60m

参考答案:B

6、抗震设计时,一级框架梁支座的纵向受拉钢筋的最小配筋百分率为_______。(2

(D) 0、25 %

参考答案:D

7、提高钢筋混凝土柱延性的措施,下列_______为不正确。(2分)

(D) 采用高强钢筋

参考答案:D

8、高层剪力墙结构的剪力墙布置,下列哪项符合规定_______。(2分)

(A) 剪力墙应双向或多向布置,宜拉通对直,每个独立墙段的总高度与长度之比不宜小于 2 ,墙肢截面高度与厚度比不宜小于 3

参考答案:A

9、多遇地震作用下层间弹性变形验算的重要目的就是下列所述的哪种_______。(2

(C) 防止非结构部分发生过重的破坏

参考答案:C

判断题

10、剪力墙为偏心受力构件,其受力状态与钢筋混凝土柱相似。 (2分) 参考答案:正确

11、没有洞口的实体墙或洞口很小的剪力墙,其受力状态如同竖向悬臂构件。 (2 参考答案:正确

12、壁式框架的特点就是墙肢截面的法向应力分布明显出现局部弯矩,在许多楼层内墙肢有反弯点。 (2分)

参考答案:正确

13、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。 (2分)

参考答案:正确

14、高层结构应根据房屋的高度、高宽比、抗震设防类别、场地类别、结构材料、施工技术等因素,选用适当的结构体系。(2分)

参考答案:正确

15、为了避免墙肢过弱,要求墙肢截面高度与厚度之比不宜小于4 。 (2分) 参考答案:正确

16、建筑根据其抗震重要性分四类,当为2 类建筑时,可按本地区的设防烈度计算地震作用,按提高1 度采取抗震措施。(2分)

参考答案:正确

问答题

17、高层建筑结构设计时应考虑哪些荷载或作用？(10分)

参考答案:高层建筑与高耸结构主要承受竖向荷载、风荷载与地震作用等。与多层建筑有所不同,由于高层建筑的竖向力远大于多层建筑,在结构内可引起相当大的内力;同

时由于高层建筑的特点,水平荷载的影响显著增加。

解题思路:

18、本工程为10层现浇钢筋混凝土剪力墙住宅,平面尺寸见图,每层4户,每户建筑面积167 M2,层高3、2 M,总高25、6 M,内墙厚240毫米,外墙280毫米,8度设防,地基场地土按Ⅱ类考虑,混凝土C25,E c＝2、8×104MPa。试设计在横向水平地

震作用下②轴横墙的内力及截面设计。

(28分)

参考答案:(1)计算横向水平地震作用

每层自重:

建筑物总重力荷载的标准值

(2)水平地震作用计算

剪力墙自振周期经验公式

横向

纵向为层数

采用底部剪力法,有

,

Ⅱ类场地,近震,

横向总地震作用标准值

纵向总地震作用标准值

底部总弯矩的标准值横向

纵向

(3)横向剪力墙设计

②号横墙为小开口墙,等效刚度取组合截面刚度的80%,即I eq=0、8I0

各类型墙的几何特征计算见表

类型数量A j(m2) I j(m4) I0I e①2 2、8 29、9 23、92 ②4 2、376 25、5 1 20、488 ③4 2、108 25、67 20、535 ④1 2、616 25、90 25、90

∑A j=26、152 ∑I j=237、832

剪力墙结构中,在不考虑扭转影响时,水平力按各片剪力墙的等效刚度比例分配。

一层②号横墙的弯矩M j=15079、4kN·m

一层②号横墙的剪力V j=739、3kN

一层②号横墙的轴力N j=N Gj±N Ej

由于剪力墙住宅刚度很大,空间整体性很好,因此可以认为竖向荷载在墙肢截面上基本

就是均匀的。故(标准值)。

由水平地震作用产生的轴力可由小开口墙的计算公式求得:

内力组合后N=1、2×1870+1、3×356、75=2707、775kN/m2

(4)墙肢与连梁的配筋

为施工方便,墙肢的分布配筋1~5层取一种类型,6~10层取另一种类型。本工程中,

在同一层分布钢筋相同,端部钢筋也归并为一个类型,竖向也只变化一次。下表为参考

墙肢配筋。

层号水平与竖向分布钢筋端部钢筋6~10 Φ8@200双排4Φ16 1~5 Φ10@20 0双排4Φ20

解题思路:

19、高层建筑结构有何受力特点？(15分)

参考答案:高层建筑受到较大的侧向力(水平风力或水平地震力),在建筑结构底部竖向

力也很大。在高层建筑中,可以认为柱的轴向力与层数为线性关系,水平力近似为倒三

角形分布,在水平力作用下,结构底部弯矩与高度平方成正比,顶点侧移与高度四次方成正比。上述弯矩与侧移值,往往成为控制因素。另外,高层建筑各构件受力复杂,对截面承载力与配筋要求较高。

解题思路:

20、连续化方法的基本假定就是什么？它们对该计算方法的应用范围有什么影响？(15分)

参考答案:连续化方法的基本假定就是:假定每一面梁柱体系的框架可以由一个等效均匀的正交异性板来代替,正交异性板的物理特征应确定:其水平与竖直方向的弹性模量应能代表梁与柱的轴向刚度,其剪切模量应能代表框架的剪切刚度。

解题思路:

高层建筑结构设计(专升本)综合测试2

总分: 100分考试时间:分钟

单选题

1、正常情况下;当柱净高与截面长边之比小于4时,三级抗震,高层框架柱的轴压比的限值为_______。(2分)

(C) 0、85

2、抗震设计时,三级框架梁梁端箍筋加密区范围内的纵向受压钢筋截面A’s与纵向受拉钢筋截面面积As的比值应符合的条件就是_____。 (2分)

(B) A’s/As≥0、3

3、在剪力墙的结构布置中,《高层规程》要求单片剪力墙的长度不宜过大,总高度与长度之比不宜小于 2 ,从结构概念考虑,下列哪种理由就是正确的？_______(2分) C) 为了妙脆性的剪切破坏

参考答案:C

4、高层建筑抗震设计时,应具有_____抗震防线。、(2分)

(A) 多道;

参考答案:A

5、对于有抗震设防的高层框架结构以及框架—剪力墙结构,其抗侧力结构布置要求就是_____(2分)

(A) 应设计为双向抗侧力体系,主体结构不应采用铰接

参考答案:A

6、考虑抗震设防的框架应设计成“强柱弱梁”框架,所谓“强柱弱梁”就是指_____。(2

(D) 控制梁、柱相对强度,使塑性铰首先在梁端出现

参考答案:D

7、底部大空间剪力墙结构中,对于落地剪力墙或落地筒体的数量要求,下列何项就是符合规定的？_______(2分)

(A) 在平面为长矩形建筑中,其数目与全部横向剪力墙数目之比,非抗震设计时不宜少于30%,需抗震设防时不宜少于50%;

参考答案:A

8、框架结构在竖向荷载作用下,可以考虑梁塑性内力重分布而对梁端负弯矩进行调幅,下列哪种调幅及组合就是正确的？_______(2分)

(B) 竖向荷载产生的梁端弯矩应先行调幅,再与风荷载与水平地震作用产生的弯矩进行组合

参考答案:B

9、在设计高层建筑风荷载标准值时,下列何种情况风荷载应乘以大于1 的风振系数尽？_______(2分)

(B) 高度大于30m ,且高宽比小于1 、5 的高层建筑;

参考答案:B

10、高层框架—剪力墙结构中,对于周边有梁、柱剪力墙的厚度要求就是？______ _(2分)

(A) 厚度不应小于160mm,且不小于墙净高的1 / 20

参考答案:A

判断题

11、我国《高层建筑混凝土结构技术规程》规定,高层建筑不应采用严重不规则的各种结构体系。 (2分)

参考答案:正确

12、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。(2分)

参考答案:正确

13、有洞口的实体墙或洞口很小的剪力墙,其受力状态如同竖向悬臂构件。 (2分) 参考答案:正确

14、剪力墙洞口处的连梁,其正截面受弯承载力按一般受弯构件的要求计算。 (2 参考答案:正确

15、剪力墙的轴压比限值比柱的要求严格。 (2分)

参考答案:正确

16、剪力墙整体工作系数a 越大,说明连梁的相对刚度越小。 (2分) 参考答案:错误

17、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 ％。 (2分)

参考答案:错误

18、整体小开口剪力墙,墙肢的局部弯矩很大,且墙肢在大部分楼层有反弯点。 (2 参考答案:错误

问答题

19、如何利用构件的变形能力降低地震作用？(10分)

参考答案:从能量反应的观点进行分析时,某高层建筑结构在地震作用下将吸收一定的能量,如果结构构件能够抵抗与耗散的能量大于吸收的能量,刚结构不会发生破坏或倒塌。反过来,如果结构构件能够抵抗与耗散的能量小于其吸收的能量,结构则可能发生

破坏或倒塌。因此,进行结构抗震设计时,应该尽可能地使结构构件具有较大的耗能能力。结构构件的变形能力越大,其耗能能力越大,地震效应越小。

解题思路:

20、高层建筑结构的选型要注意什么问题？(10分)

参考答案:根据房屋高度、高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、结构材料与施工技术等因素考虑其适宜的结构体系。这个结构体系应符合以下要求:满足使用要求;尽可能地与建筑形式相一致;平面与立面形式规则,受力好,有足够的承载力、刚度与延性;施工简便;经济合理。

解题思路:

21、什么就是高层建筑结构的重力二阶效应？(10分)

参考答案:所谓重力二阶效应,一般包括两部分:一就是由于构件自身挠曲引起的附加重力效应,即P －δ效应,二阶内力与构件挠曲形态有关,一般中段大、端部为零;二就是结构在水平风荷载或水平地震作用下产生侧移变位后,重力荷载由于该侧移而引起的附加效应,即重力P －δ效应。

解题思路:

22、考虑杭震设防的框架结构体系中为什么不宜采用单跨框架？(10分)

参考答案:单跨框架的耗能能力较弱,超静定次数较少,一旦柱子出现塑性铰(在强震时不可避免),出现连续倒塌的可能性很大。例如1999 年台湾的集集地震,就有不少单跨框架结构倒塌的震害实例。但就是,带剪力墙的单跨框架结构可不受此限制,因为它有剪力墙作为第一道防线。当然,它的高度也不宜太高。

解题思路:

23、框剪结构在竖向荷载下的内力如何计算？(10分)

参考答案:框剪结构在垂直荷载作用下,可用假定各竖向承重结构之间为简支联系,将

竖向荷载按简支梁板简单地分配给框架与墙,再将各框架与各剪力墙按平面结构进行

内力计算。如:框架(分层法),或按分布荷载(均布)计算墙肢压力,梁下作局部受压验算。墙按轴压构件计算内力。梁按两端固定计算内力,支座弯矩可调幅。初步设计阶段,框架一剪力墙结构竖向总荷载可按12 一14kN ／㎡估算。

解题思路:

24、什么就是约束边缘构件？什么就是构造边缘构件？它们适用什么范围？(14分) 参考答案:对延性要求比较高的剪力墙,在可能出现塑性铰的部位应设置约束边缘构件,其她部位可设置构造边缘构件。约束边缘构件的截面尺寸及配筋都比构造边缘构件要求高,其长度及箍筋配置量都需要通过计算确定。两种边缘构件的应用范围:(1)约束边缘构件,在一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部设置;(2)

构造边缘构件,在一、二级抗震设计剪力墙的其她部位以及三、四级抗震设计与非抗震设计的剪力墙墙肢端部设置。

解题思路:

高层建筑结构设计(专升本)综合测试3

总分: 100分考试时间:分钟

单选题

1、限制房屋高宽比的目的就是_______。(3分)

(D) 控制侧移的大小

参考答案:D

2、框架结构可以考虑梁端塑性变形产生内力重分布,而对梁端负弯矩进玉行调幅,下列哪种叙述就是符合规定的_______。(3分)

(A) 仅在竖向荷载作用下可进行调幅

参考答案:A

3、高层建筑顶层取消部分墙、柱形成空旷大房间,底层采用部分框支剪力墙或中部楼层部分剪力墙被取消时,下列符合规定的就是_______。(3分)

(A) 应采取有效措施,使上下楼层刚度相差不超过30 % ;

(B) 应采取有效构造措施,防止由于刚度突变而产生的不利影响;

。

参考答案:B

4、钢筋混凝土高层结构房屋在确定抗震等级时,除考虑地震烈度,结构类型外,还应该考虑_______。(3分)

(A) 房屋高度

参考答案:A

5、抗震等级为二级的框架柱的最大轴压比为_______。(3分)

(A) 0、7

(B) 0、8

参考答案:B

6、对于抗震设防的高层框架角柱,下列哪项要求符合《高层规程》(JGJ3 -91)的规定_______。(3分)

(A) 应按双向偏心受压计算,一级角柱的弯矩、剪力设计值应乘以增大系数1、30 参考答案:A

7、有抗震设防的高层建筑结构,对竖向地震作用的考虑,下列哪项就是符合规定的__ _____。(3分)

(A) 8度、9度设防时应考虑竖向地震作用

(B) 9度设防时应考虑竖向地震作用与水平地震作用的不利组合

参考答案:B

8、框架抗震设计中应遵循_______原则。(3分)

(A) Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

(B) Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ

参考答案:B

9、某框架—剪力墙结构,抗震设防烈度8 度,Ⅱ类场地,高度82m ,剪力墙很多,框架柱净高与截面长边尺寸之比小于 4 ,设计柱时其轴压比取值_______。(3分)

(C) 0 、75

10、当高层建筑结构采用时程分析法进行补充计算所求得的底部剪力小于底部剪力法或振型分解反应谱法求得的底部剪力的80 ％时,其底部剪力应按下列何值取用__ (B) 至少按80 ％取用

参考答案:B

判断题

11、壁式框架的侧移刚度计算可采用D 值法进行计算,可以不考虑带刚域杆件的刚域影响。 (3分)

参考答案:错误

12、建筑设防烈度为8 度时,相应的地震波加速度峰值当量取0 、1259 ( g 为重力加速度)。 (3分)

参考答案:错误

13、异型柱框架结构与普通框架结构的受力性能与破坏形态就是相同的。 (3分)

参考答案:错误

14、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分)

参考答案:正确

15、当剪力墙高宽比过大,易发生剪切破坏。 (3分)

参考答案:错误

16、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(3分)

考答案:错误

17、竖向荷载作用下剪力墙内力的计算,可近似认为各片剪力墙不仅承受轴向力,而且还承受弯矩与剪力。 (3分)

参考答案:错误

问答题

18、归纳一下D值法与反弯点法都作了哪些假定,有哪些就是相同？为什么说二者都就是近似法。(9分)

参考答案:D值法作的假定有:同层各结点转角相等;反弯点法在考虑柱侧移刚度时,假设结点转角为0,亦即横梁的线刚度假设为无穷大,在计算反弯点高度时,假定柱上下结点转角相等。两者都假定了同层各结点转角相等这一点,正因为有这一假定,故它们的方法都就是近似的。

解题思路:

19、为什么要对高层建筑的水平位移进行限制？(10分)

参考答案:高层建筑层数多、高度大,为保证高层建筑结构具有必要的刚度,应对其层位移加以控制。这个控制实际上就是对构件截面大小、刚度大小的一个相对指标。国外一般对层间位移角(剪切变形角)加以限制,它不包括建筑物整体弯曲产生的水平位移,数值较宽松。在正常使用条件下,限制高层建筑结构层间位移的主要目的有两点: ( 1 )保证主结构基本处于弹性受力状态,对钢筋混凝土结构来讲,要避免混凝土墙或柱出现裂缝;同时,将混凝土梁等楼面构件的裂缝数量、宽度与高度限制在规范允许范围之内。( 2 )保证填充墙、隔墙与幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显损伤。

解题思路:

20、在计算地震作用时,什么情况下采用动力时程分析法计算,有哪些要求？(10分) 参考答案:采用动力时程分析时,应按建筑场地类别与设计地震分组选用不少于两组实际地震记录与一组人工模拟的加速度时程曲线,其平均地震影响系数曲线应与振型分

解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符;地震波的持续时间不宜小于建筑结构基本自振周期的3-4倍,也不宜小于12s ,时间间隔可取0、01s或0、0 2s;且按照每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法求得的底部剪力的65 % , 多条时程曲线计算所得的结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法求得的底部剪力的80 ％。

解题思路:

21、框剪结构受力有什么特点？(10分)

参考答案: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,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,其她部位位移较小,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。

框架一剪力墙结构中有框架也有剪力墙,在结构布置合理的情况下,可以同时发挥两者的优点与克服其缺点,即既具有较大的抗侧刚度,又可形成较大的使用空间,而且两种结构形成两道抗震防线,对结构抗震有利,因此,框架一剪力墙结构在实际工程中得到广泛地采用。

解题思路:

22、高层建筑结构设计的基本原则就是什么？(10分)

参考答案:高层建筑结构设计的基本原则就是:注重概念设计,重视结构选型与平、立面布置的规则性,择优选用抗震与抗风好且经济的结构体系,加强构造措施。在抗震设计中,应保证结构的整体性能,使整个结构具有必要的承载力、刚度与延性。结构应满足下列基本要求: ( l )应具有必要的承载力、刚度与变形能力; ( 2 )应避免因局部破坏而导致整个结构破坏; ( 3 )对可能的薄弱部位要采取加强措施; ( 4 )结构选型与布置合理,避免局部突变与扭转效应而形成薄弱部位; ( 5 )宜具有多道抗震防线。