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

柱形成空旷大房间，底层采用部分框支剪力墙或中部楼4. 高层建筑顶层取消部分墙、

层部分剪力墙被取消时，下列符合规定的是_____。(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

1

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)

2

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

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

当为2 类建筑时，可按本地区的设防烈度计算地16. 建筑根据其抗震重要性分四类，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：高层建筑和高耸结构主要承受竖向荷载、风荷载和地震作用等。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，Ec＝2.8×104 MPa。试设计在横向

3

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

4

②号横墙为小开口墙，等效刚度取组合截面刚度的80%，即Ieq=0.8I0 各类型墙的几何特征计算见表

类型 数量 Aj（m2） Ij（m4） I0 Ie ① 2 2.8 29.9 23.92 ② 4 2.376 25.51 20.488 ③ 4 2.108 25.67 20.535 ④ 1 2.616 25.90 25.90 ∑Aj=26.152 ∑Ij=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Mj=15079.4kN·m 一层②号横墙的剪力Vj=739.3kN 一层②号横墙的轴力Nj=NGj±NEj

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）墙肢和连梁的配筋

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 水平和竖向分布钢筋 端部钢筋 6~10 Φ8@200双排 4Φ16 1~5 Φ10@200双排 4Φ20 解题思路：

19. 高层建筑结构有何受力特点？(15分)

5

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和墙，再将各框架和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. 什么是约束边缘构件？什么是构造边缘构件？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，其他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他部位以及三、四级抗震设计和非抗震设计的剪力墙墙肢端部设置。 解题思路：

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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是_______。(3分) (D) 控制侧移的大小 参考答案：D

而对梁端负弯矩进玉行调幅，下2. 框架结构可以考虑梁端塑性变形产生内力重分布，列哪种叙述是符合规定的_______。(3分) (A) 仅在竖向荷载作用下可进行调幅 参考答案：A

柱形成空旷大房间，底层采用部分框支剪力墙或中部楼3. 高层建筑顶层取消部分墙、

层部分剪力墙被取消时，下列符合规定的是_______。(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

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(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

抗震设防烈度 8 度，Ⅱ类场地，高度 82m ，剪力墙很多，9. 某框架—剪力墙结构，

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

13

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. 异型柱框架结构和普通框架结构的受力性能和破坏形态是相同的。 (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，而且还承受弯矩和剪力。 (3分) 参考答案：错误

问答题

有哪些是相同？为什么说二者都是18. 归纳一下D值法和反弯点法都作了哪些假定，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

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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、宽度和高度限制在规范允许范围之内。( 2 ）保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好，避免产生明显损伤。 解题思路：

什么情况下采用动力时程分析法计算，有哪些要求？(10分) 20. 在计算地震作用时，

参考答案：采用动力时程分析时，应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于两组实际地震记录和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0.02s；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)

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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，其他部位位移较小，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和克服其缺点，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是什么？(10分)

参考答案：高层建筑结构设计的基本原则是：注重概念设计，重视结构选型与平、立面布置的规则性，择优选用抗震和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、刚度和延性。结构应满足下列基本要求： ( l ）应具有必要的承载力、刚度和变形能力； ( 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，避免局部突变和扭转效应而形成薄弱部位； ( 5 ）宜具有多道抗震防线。

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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，其他部位位移较小，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和克服其缺点，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是什么？(10分)

参考答案：高层建筑结构设计的基本原则是：注重概念设计，重视结构选型与平、立面布置的规则性，择优选用抗震和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、刚度和延性。结构应满足下列基本要求： ( l ）应具有必要的承载力、刚度和变形能力； ( 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，避免局部突变和扭转效应而形成薄弱部位； ( 5 ）宜具有多道抗震防线。

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