高层建筑结构设计练习题及答案

1、 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w0 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； C 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； 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 2 4； B 1 3；C 1 2；

2、D 3 4； 3. 抗震设计时，超过多少高度的高层建筑应考虑风荷载效应与水平地震作用效应的组合？ A 40m； B 60m；C 80m； D 100m； D 所有的高层建筑，都要考虑风振系数大于1.0 的风振影响。 4、高层建筑中（ ）在结构分析和设计中起主要作用。 A、水平作用 B、竖向作用C、风荷载 D、结构自重 5、假设一栋住宅建筑，采用现浇钢筋混凝土结构，结构高度为80米，抗震设防烈度为7度，采用 结构体系最合适。 A、框架结构 B、剪力墙结构C、筒体结构 D、框筒结构 6、计算框架结构梁截面惯性矩I时考虑楼板影响，对现浇楼盖，中框架取I=（ ）。 A、2I B、1.5IC、1.2I

3、D、I 000 填空、不设或增大伸缩缝间距的措施有 、留后浇带、高层建筑结构的抗震设计是，按其重要性可分 三 3、水平荷载下的内力计算方法有； 、 、 4、变形缝指： 、 、 。 简答题 1. 框架结构和框筒结构的结构平面布置有什么区别? 框架是平面结构，主要由于水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩。 框筒是空间结构，沿四周布置的框架参与抵抗水平力，层剪力由平行于水平力作用方向的腹板框架抵抗。倾覆力矩由腹板框架和垂直于水平力方向的翼缘框架共同抵抗。框筒结构的四榀框架位于建筑物周边，形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒，使建筑材料得到充分的利用。因此，框筒结构的适用高度比框架结构高得多。

4、2.计算水平地震作用有哪些方法? 计算等效水平地震作用是将地震作用按水平和竖直两个方法分别来进行计算的。具体计算方法又分为反应谱底部剪力法和反应谱振型分解法两种方法。 3.什么是抗震设计的二阶段设计方法?为什么要采用二阶段设计方法? 第一阶段为结构设计阶段，第二阶段为验算阶段。保证小震不坏、中震可修、在震不倒的目标实现。 ?9.什么是地震系数、动力系数和地震影响系数 的比值。 地震系数：地面运动最大加速度与g 动力系数：结构最大加速度反应相对于地面最大加速度的最大系数。 地震影响系数：地震系数与动力系数的积。 ?延性和延性比是什么?为什么抗震结构要具有延性4.且有足够塑性变形能力具有承载力不降

5、低或基本不降低、 延性是指构件和结构屈服后， 的一种性能。构件刚度降低，进入塑性状态，对于钢筋混凝土构件，当受拉钢筋屈服后， 构件延性比：延性比是构件承载力略有增大，当承载力开始降低，就达到极限状态。随着变形迅速增加， 极限变形与屈服变形的比值。结构开始出现塑性当某个杆件出现塑性铰时，结构延性比：对于一个钢筋混凝土结构， 当塑性铰达到一定数量以后，结构也会出现“屈服现象”即;变形，但结构刚度只略有降低结构的是“屈服”后的联塑性阶段。结构进入塑性变形迅速增大而承载力略微增大的阶段， 延性比通常是指达到极限时顶点位移与屈服时顶点位移的比值。 ?5.什么是概念设计结构概念设计是保证结构具有优良抗震性

6、能的一种方法。概念设计包含极为广泛的内 设计延性结选择对抗震有利的结构方案和布置，采取减少扭转和加强抗扭刚度的措施，容，避免薄弱层过早破坏，防止局分析结构薄弱部位，并采取相应的措施，构和延性结构构件，布置、应该说，从方案、部破坏引起连锁效应，避免设计静定结构，采取二道防线措施等等。 计算到构件设计、构造措施每个设计步骤中都贯穿了抗震概念设计内容。 什么是内力组合和位移组合?6.位移组合主要是组合水平荷载作用下的结构层内力组合是要组合构件的控制截面处的内力， 间位移。组合工况分为无地震作用组合及有地震作用组合两类。 ?如何进行调幅13.为什么钢筋混凝土框架梁的弯矩能作塑性调幅? 降低跨中弯矩。提

7、高延性等。给一定系数的折减。 ?7.为什么梁铰机制比柱铰机制对抗震有利柱铰机制是指在同一层所有柱的上;除柱脚外,柱端无塑性铰梁铰机制是指塑性铰出在梁端,即塑性变形分散,:梁铰分散在各层下端形成塑性铰.梁铰机制之所以优于柱铰机制是因为该层为柔软层或,塑性变形集中在该层,不至于形成倒塌机构,而柱铰集中在某一层在各层,在同样大小的塑性变形和耗能要求下,形成倒塌机构;梁铰的数量远多于柱铰的数量薄弱层容易实现大的梁是受弯构件,对柱铰的塑性转动能力要求高;对梁铰的塑性转动能力要求低实.尤其是轴压比大的柱,不容易实现大的延性和耗能能力延性和耗能能力.柱是压弯构件,需设计中,.很难实现完全梁铰机制,往往是既有

8、梁铰又有柱铰的混合铰机制际工程设计中, .强柱弱梁,尽量减少柱铰通过要通过加大柱脚固定端截面的承载力,推迟柱脚出铰; 为什么梁、柱构件应按“强剪弱弯”设计8.?;构件的耗能能力差-梁、柱剪切破坏是脆性破坏，延性小，力变形滞回曲线“捏拢”严重，梁、因此，构件的耗能能力大。而弯曲破坏为延性破坏，滞回曲线呈“梭形”或捏拢不严重， 柱构件应按”强剪弱弯“设计。 影响水平荷载下柱反弯点位置的主要因素是什么?9.即与柱端约束有关。当两端固定时，或两端转角相等时，反柱反弯点位置与柱端转角有关，当柱的一端约束较小，即转角较大时，反弯点向该端靠近，极端情况为一端弯点在柱中点; 0，即反弯点在铰接端，规律就是反弯

9、点向约束较弱的一端靠近。铰接，弯矩为 上层梁与下层梁刚度比、上下层层高比。具体来讲：结构总层数、梁柱线刚度比、荷载形式、 10.简述剪力墙边缘构件的作用及类型。改善剪力墙延性的重要剪力墙载截面两端设置边缘构件是提高墙肢端部混凝土极限压应变、 措施。边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件两类。 填空题1.承承担，竖向荷载由 钢筋混凝土剪力墙结构的水平荷载一般由 ，即结构的层间侧移随楼层的担。其整体位移曲线特点为 等优点。而 。与框架结构相比，有 两种结构共同结合在一起形成的结构 和2框架剪力墙结构体系是把 承担。其整体位移曲线 体系。结构的竖向荷载由 承担，而水平作用主要由 。 ，即结构的层间位

10、移 特点为 。 、 3.框架结构水平荷载作用近似手算方法包括 结构在水平力作用下会发生扭转。中心和 中心不重合时，4. 当结构的 、合理选 B A、合理设置沉降缝、B、C ）、抗震设防结构布置原则（1 A 、增加基础埋深、增大自重E择结构体系C、足够的变形能力 D ）、C 2、框架梁最不利内力组合有（ A ，V、端区M及对应N，A、端区-M，+MV Bmaxmaxmaxmax ，VN及对应M、跨中M及对应N，V E、端区 DC、跨中+Mmaxmaxmax ）分析方法。3、整体小开口剪力墙计算宜选用（A 、有限元法C、壁式框架分析法 D A、材料力学分析法 B、连续化方法 ）等几类。、D A、B

11、、C、高层建筑剪力墙可以分为（4 D、联肢剪力墙、整体小开口墙、整体剪力墙 B、壁式框架CA ）。、C、D 5、高层建筑基础埋置深度主要考虑（ A 、增加自重 D、沉降量E、施工便利性A、稳定性 BC、抗震性2，图示为一高层剪力墙结构平面外轮廓图，该地区标准风压0.3kN/m四、计算题 层的总风荷载值。，共3m10层，试求第10C类粗糙度，各层层高均为 30m风向30m 2?m/.03KN? 解：基本风压：0 27mC对类粗糙度，高度为处的风压高度系数计算为 2027? ?0.00?0.84?(84.)?0.85121?z2030? （3分） （3分）因结构总高为30m，故 ?1?z 因此第九

12、层的总风荷载为?h?aa?)BW?cosw(cosB 2122sZ1sz013)?.5?30?(0.8?30031?0.8512?0. KN.88?3?29?9.96 （分）9 填空题 一、 增加而增大。结构整体性好，刚度大，结构高度， 1剪力墙，剪力墙。弯曲型 可以更大。 ，在 框架和剪力墙， 剪力墙，弯剪型2框架，剪力墙结构，结构的竖向荷载由 结构底部层间位移随层数的增加而增大，到中间某一位置，层间位移随层数的增 。加而增大 值法。D3反弯点法、 质量中心、刚度中心4 ）366三、简答题（6 、试述剪力墙结构连续连杆法的基本假定。1、剪力墙结构连续连杆法的基本假定：忽略连梁的轴向变形，假定

13、两墙肢的水平位1移完全相同；各墙肢截面的转角和曲率都相等，因此连梁两端转角相等，反弯点在中 点；各墙肢截面，各连梁截面及层高等几何尺寸沿全高相同。 2、剪力墙按受力特性的不同分为哪几类？各类的受力特点是什么？剪力墙按受力特性的不同分为整体墙、整体小开口墙、联肢墙和壁式框架。整体墙的受力特点类似于悬臂构件，故按材料力学方法求解，整体小开口墙的受力特点也类似于悬臂构件，但由于洞口的削弱，故按材料力学方法求解后，要考虑洞口的影响，对计算结果进行修正，联肢墙的洞口增大，结构的整体性减弱，其受力有别于悬臂构件，故用连续连梁法进行内力计算；壁式框架受力后在壁柱上出现反弯点， 值法求解？D更接近于框架，故用

14、 3、试述对结构延性的理解，延性系数有何物理意义结构延性是指结构的弹塑性变形能力，结构屈服后，在承载力保持基本不变的前提下，结构的变形能力越强，说明结构的延性就越好。延性系数为结构或构件的变形?的比值来表示，即能力，一般用结构或构件破坏时的变形与屈服时的变形yu?/ 越大，结构或构件的延性就越好。，yu 4、高层结构应满足哪些设计要求？ 满足承载力要求，即结构应有足够的极限承载力；层间位移限制条件，为保证在建筑中可以正常的工作学习和生活，应限制结构的层间侧移，舒适度要求，对高度超过的高层建筑，应限制在风荷载作用下的结构顶点加速度峰值，满足规范要求；150m 对结构进行稳定和抗倾覆验算，使结构具

15、有足够的稳定和抗倾覆能力。 5、如何计算水平荷载作用下的框架的顶点位移值法计）反弯点法或D计算水平荷载作用下的框架的顶点位移按如下步骤进行：1）计算各层的层间侧）和23）由12算框架各层的抗侧刚度；）计算各层的层剪力； ）各层层间侧移的和即为框架的顶点位移。移；4 当梅花的幽香随冬天的到来而传出，那么半空中漂泊的雪花，也会依偎这香气，随之飘舞。当万物凋零，充斥于世界的凄凉席卷而来时，在一个角落里梅花却悄然盛放了，它似乎在告诉世人，它只是缺少一个盛放的机会。其实，世上最温暖的语言，“ 不是我爱你，而是在一起。” 所以懂得才是最美的相遇！只有彼此以诚相待，彼此尊重，相互包容，相互懂得，才能走的更远

16、。 相遇是缘，相守是爱。缘是多么的妙不可言，而懂得又是多么的难能可贵。否则就会错过一时，错过一世！ 择一人深爱，陪一人到老。一路相扶相持，一路心手相牵，一路笑对风雨。在平凡的世界，不求爱的轰轰烈烈；不求誓言多么美丽；唯愿简单的相处，真心地付出，平淡地相守，才不负最美的人生；不负善良的自己。 人海茫茫，不求人人都能刻骨铭心，但求对人对己问心无愧，无怨无悔足矣。大千世界，与万千人中遇见，只是相识的开始，只有彼此真心付出，以心交心，以情换情，相知相惜，才能相伴美好的一生，一路同行。 然而，生活不仅是诗和远方，更要面对现实。如果曾经的拥有，不能天长地久，那么就要学会华丽地转身，学会忘记。忘记该忘记的人，忘记该忘记的事儿，忘记苦乐年华的悲喜交集。 人有悲欢离合，月有阴晴圆缺。对于离开的人，不必折磨自己脆弱的生命，虚度了美好的朝夕；不必让心灵痛苦不堪，弄丢了快乐的自己。擦汗眼泪，告诉自己，日子还得继续，谁都不是谁的唯一，相信最美的风景一直在路上。 人生，就是一场修行。你路过我，我忘记你；你有情，他无意。谁都希望在正确的时间遇见对的人，然而事与愿违时，你越渴望的东西，也许越是无情无义地弃你而去。所以美好的愿望，就会像肥皂泡一样破灭，只