高层建筑结构设计模拟题.doc

中国地质大学（北京）继续教育学院 2016年09课程考试
《高层建筑结构设计》模拟题

一． 填空题
1一般而论，高层建筑具有 ， ， ， 的特点。
2. 从受力角度来看，随着高层建筑高度的增加， 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 ， 两种。
4. 高层钢结构具有 ， ， 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： ， ， 。
6. 钢筋混凝土梁的破坏形态有两种形式： 和 。
7. 一般用途的高层建筑荷载效应组合分为以下两种情况： ， 。
8. 剪力墙中斜裂缝有两种情况：一是 ，二是 。
9. 垂直于建筑物表面的单位面积上的风荷载标准值（KN/m2）可按下式计算： 10. 剪力墙配筋一般为： 、 和 。
11. 影响柱子延性的因素主要是 、 和 。

二．选择题
1. 关于高层建筑考虑风荷载的概念，下列何项正确？（）
[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？( )
[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？ ( )
[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： ( )
[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] 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？ ( )
[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？( )
[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．与基础类型的选择无关的因素是：（ ）。
A 工程地质及水文地质条件 B 相邻建筑物的基础类型
C 建筑物的荷载 D 施工条件
9．基础的埋置深度一般是指：（ ）。
A 自标高±0.00处到基础底面的距离 B 自标高±0.00处到基础顶面的距离
C 自室外地面到基础底面的距离 D 自室外地面到基础顶面的距离
10．关于基础埋深，下列错误的是：（ ）。
A 在满足地基稳定和变形条件的前提下，基础宜浅埋
B 当上层土的承载力大于下层土时，宜利用上层土作为持力层
C 基础宜埋置在地下水位以下
D 位于岩石地基上的高层建筑，其基础埋深应满足抗滑要求
11．下列说法正确的是：（ ）。
A 无限长梁中梁一端的挠度始终不为零
B 当任意荷载作用点距近梁端的距离 ，同时距较远端的距离 时，则对该荷载的作用而言，此梁属半无限长梁；
C 当荷载作用点距基础梁两端的距离均小于 时，则对该荷载的作用而言，此梁称为有限长梁；
D 对柔度较大的梁，可直接按有限长梁进行简化计算。
12．条形基础梁的内力按连续梁计算后，（ ）。
A 直接按内力计算结果配筋
B 边跨跨中弯矩宜乘以1.1的系数，第一内支座的弯矩值宜乘以1.2的系数
C 边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩值宜乘以1.1的系数
D 边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩值宜乘以1.2的系数
13．对无地下室及抗震设防等级为二级的框架结构，其筏板基础设计时，应将柱根组合的弯矩设计值乘以增大系数：（ ）。
A 1.2 B 1.25 C 1.3 D 1.5
14．设防烈度为7度，屋面高度为H=40m高层建筑结构，哪种结构类型的防震缝的最小宽度最大。（ ）
A 框架结构 B 框架—剪力墙结构
C 剪力墙结构 D 三种类型的结构一样大
15．两幢相邻建筑，按8度设防，一幢为框架—筒体结构，50m高，另一幢为框架结构，30m高。若设沉降缝，需设多大缝宽。（ ）
A 保证地下室墙之间有100mm宽的缝即可 B 170mm
C 303mm D 大于170mm；
三、判断题
1．当存在相邻建筑物时，新建建筑物基础的埋深一般不宜大于原有建筑基础的埋深。（ ）
2．文克尔地基模型是将地基看作是由无数小土柱组成，并假定各土柱之间存在着摩擦力。（ ）
3．无限长梁是指在梁上任一点施加荷载时，沿梁长度方向上各点的挠度随离荷载距离的增加而逐渐减小，最终两端挠度趋近于零。（ ）
4．柱下条形基础的混凝土强度等级不应低于C15。（ ）
5．筏形基础的混凝土强度等级不应低于C25。（ ）
6．只有当梁板式筏基的基础混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，才应验算底层柱下基础梁顶面的局部受压承载力。（ ）
7．“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。所谓小震是指50年设计基准期内，超越概率大于10％的地震。（ ）
8．建筑设防烈度为8度时，相应的地震波加速度峰值当量取0.125g(g为重力加速度)。（ ）
四、名词解释（大题共10小题，每小题2分，共20分）
1．框架—剪力墙结构
2．转换结构构件
3．结构转换层
4．剪重比
5．刚重比
6．抗推刚度（D）
7．结构刚度中心

五．简答题
1. 什么是地震作用？抗震结构设计的标准是什么？
2.. 连续连杆法的基本假设有哪些？
3. 限制结构侧向位移的主要原因是什么？
4. 设计延性联肢墙的基本措施有哪些？
5．简述高层建筑结构布置的一般原则。
6．确定建筑结构基础埋深时应考虑哪些问题？
7．简述片筏基础设计的主要内容。

六．公式推导题
1. 试推导图 1 所示标准框架中柱 1-2 的侧移刚度公式：

2. 试推导图 2 所示框架－剪力墙绞结体系在水平荷载作用下的基本微分方程：

七、结构分析题
1. 试分析图 3 所示结构平面在横向地震力作用下，边柱、中柱、连梁各有多少根？并在图中用符号“△”标出连梁所在位置；

2. 试分析图 4 所示结构平面在纵向地震力作用下，有多少榀框架？多少片剪力墙？多少根连梁？并在图中用符号“△”标出连梁所在位置。

八、计算题
1．某十二层的框架—剪力墙结构（阻尼比为0.05），抗震设防烈度为8度，地震加速度为0.2g（即），Ⅰ类场地，设计地震分组为第二组（即），结构基本周期，结构总重力荷载代表值，按底部剪力法计算结构多遇地震下总水平地震作用标准值。

参考答案：
一．填空题
1. 占地面积少，建筑面积大，造型特殊，集中化程度高 2. 水平荷载（风载及地震作用）
3. 钢材，混凝土 4. 结构断面小，自重轻，抗震性能好
5. 钢结构，筋混凝土结构，钢—混凝土组合结构 6. 弯曲破坏，剪切破坏
7. 无地震作用组合，有地震作用组合 8. 剪弯斜裂缝 ，腹剪斜裂缝
9.
10.端部纵筋 、竖向分布筋，水平分布筋 11. 剪跨比、轴压比，剪压比

二．选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
C
A
B
C
A
C
C
B
9
10
11
12
13
14
15

C
C
B
D
B
A
D

三．判断题
1
2
3
4
5
6
7
8
T
T
T
F
F
F
F
F

四．名词解释
1．由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。
2．完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构件，包括转换梁、转换桁架、转换板等。
3．不同功能的楼层需要不同的空间划分，因而上下层之间就需要结构形式和结构布置轴线的改变，这就需要在上下层之间设置一种结构楼层，以完成结构布置密集、墙柱较多的上层向结构布置较稀疏、墙术较少的下层转换，这种结构层就称为结构转换层。（或说转换结构构件所在的楼层）
4．楼层地震剪力系数，即某层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值。
5．结构的刚度和重力荷载之比。是影响重力 效应的主要参数。
6．是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。
7．各抗侧力结构刚度的中心。
五．简答题
1. 什么是地震作用？抗震结构设计的标准是什么？
答：地震时，由于地震波的作用产生地面运动，并通过房屋基础影响上部结构，使结构产生的动态作用，这就是地震作用。三水准抗震设计目标：小震不坏，中震可修，大震不倒。
[1] 小震作用下，结构应维持在弹性状态，保证正常使用；
[2] 中等地震作用下，结构可以局部进入塑性状态，但结构不允许破坏，震后经修复可
以重新使用；
[3] 强烈地震作用下，应保证结构不能倒塌。
2.. 连续连杆法的基本假设有哪些？
答：连续连杆法的基本假设为：
[1] 将每一楼层处的连梁简化为均匀分布在整个楼层高度上的连续连杆，这样就把双肢仅在楼层标高处通过连系梁连接在一起的结构变成在整个高度上双肢都由连续连杆连接在一起的连续结构，将有限点的连接变成无限点的连接的这一假设，是为了建立微分方程的需要而设的；
[2] 连梁的轴向变形可以忽略不计，即两肢墙在同一标高处的水平位移是相同的；
[3] 假设在同一标高处，两肢墙的转角和曲率都相等；
[4] 假定各连梁的反弯点均在梁的跨中；
[5] 层高 h ，墙肢惯性矩及截面积，连梁截面惯性矩和截面积沿高度均为常数。
3. 限制结构侧向位移的主要原因是什么？
答：限制结构侧向位移的主要原因为：
[1] 过大的侧向位移，特别是过大的层间侧移会使填充墙及一些建筑装修出现裂缝或损坏，也会使电梯轨道变形过大，影响使用；
[2] 过大的侧向位移会使主体结构出现裂缝甚至破损，为了限制结构裂缝宽度就要限制
结构的侧向位移及层间侧移；
[3] 过大的侧向位移会使结构产生附加内力，严重时会加速结构的倒塌，这是因为侧移
后，建筑物上的竖向荷载会产生附加弯矩，侧移愈大，附加弯矩也愈大；
[4] 过大的侧移会使人不舒服，影响正常使用，为此新《高层规程》增加了舒适度要求。
4. 设计延性联肢墙的基本措施有哪些？
答：设计延性联肢墙的基本措施为：联肢剪力墙是多次超静定结构，设计时应使联肢剪力墙的连梁上首先出现塑性铰吸收地震能量，从而避免墙肢的严重破坏，它会具有比悬臂剪力墙更好的抗震性能。
[1] 按照“强墙弱梁” 的设计要求设计联肢墙，首先要保证墙肢不过早出现脆性的剪切破坏，即设计延性的墙肢；其次应使连梁屈服早于墙肢屈服，同时尽可能避免连梁中过早出现脆性的剪切破坏；
[2] 按照“强剪弱弯”的设计要求设计连梁，使连梁的剪力设计值等于或大于连梁的抗弯极限状态相应的剪力，即要使连梁也具有延性；
[3] 连梁采用扁梁、交叉配筋梁和开缝连梁；
[4] 采用多道设防方法设计联肢墙。
5．简述高层建筑结构布置的一般原则。
高层房屋平面宜简单、规则、对称，尽量减少复杂受力和扭转受力，尽量使结构抗侧刚度中心、建筑平面形心、建筑物质量中心重合，以减少扭转。高层建筑，其平面形状可以是方形、矩形和圆形，也可以采用L形、T形、十字形和Y形。但平面尺寸要满足有关规范要求。
高层结构房屋竖向的强度和刚度宜均匀、连续，无突变。避免有过大的外挑和内收，避免错层和局部夹层，同一楼层楼面标高尽量统一，竖向结构层间刚度上下均匀，加强楼盖刚度，以加强连接和力的传递。同时，建筑物高宽比要满足有关规定，并按要求设置变形缝。
6．确定建筑结构基础埋深时应考虑哪些问题？
(1)建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设施，基础的形式和构造；
(2)作用在地基上的荷载大小和性质；
(3)工程地质和水文地质条件；
(4)相邻建筑物的基础埋深；
(5)地基土冻胀和融陷的影响。
7．简述片筏基础设计的主要内容。
片筏基础是多、高层房屋中常用的一种基础形式，有平板式和肋梁式两类。设计内容包括确定基础尺寸、基底反力计算和地基承载力验算、基础内力和配筋计算、构造要求等。具体内容略。

六．公式推导题
1. 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：

2. 解：对悬臂墙来说，弯曲变形、内力和荷载间有如下的关系：

对框架而言，当变形为时，框架所受的剪力为：

引入符号：结构刚度特征值；相对坐标ξ =x/H，坐标原点取在固定端处。
则方程可变为：

七．结构分析题
1. 解：结构平面在横向地震力作用下： 有 18 根边柱； 有 7 根中柱； 有 4 根连梁。

2. 解：结构平面在横向地震力作用下： 有 5 榀框架；有 4 片剪力墙； 有 2 根连梁。

八．计算题
1. 解：

考试时、、会给出，其他公式要记住。

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