刘九员高层建筑结构设计试卷答案

1、高层建筑结构设计学校 班级 座号 姓名 得分 一、高层建筑结构有哪些特点（10分）？答、所谓的高层:层数大于一定的规定,高度大于一定的高度的建筑.其特点:（2分）1、水平荷载是设计的主要因素。     （2分）2、不仅要求结构具有足够的承载力，而且必须使结构具有足够的抵抗侧向力和刚度，使结构在水平力作用下所产生的侧向位移限制在规范规定的范围内.因此,高层建筑结构所需的侧向刚度由位移控制.结构因P-效应显著。且轴向变形和剪切变形不可忽略。（2分）3、重心高地震作用倾覆力矩大,对竖向构件产生很大的附加轴力,P-效应造成附加弯矩更大. （2分）4、地

2、基基础的承载力和刚度要与上部结构的承载力和刚度相适应。（2分）二、高层建筑结构体系有哪些？各有哪些受力特点（10分）？1、结构体系有：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、框架-支撑结构、筒体结构体系、框架核心筒 （3分）2、框架结构：由梁柱组成的单元，全部竖向荷载和侧向荷载由框架承受。为平面受力体系。（1分）3、剪力墙结构：用钢筋混凝土墙承受竖向荷载和抵抗侧向力的结构。一般采用现浇钢筋混凝土，整体性好，承载力及侧向刚度大。单一的剪力墙是平面构件。故一般双向布置。（1分）4、框架剪力墙结构：由框架和剪力墙共同承受竖向荷载和侧向力。其是一种双重抗侧力结构。剪力墙刚度大，承担大部分层

3、剪力，框架承担的侧向力相对较小。存在变形不协调。（1分）5、框架-支撑结构：在框架中设置支撑斜杆，即为支撑框架。一般用于钢结构。由框架和支撑框架共同承担竖向荷载和水平荷载。支撑框架形成竖向桁架，在水平力作用下所以杆件承受轴力。为双重抗侧力体系。（1分）6、筒体结构：有框筒结构、桁架筒、筒中筒；束筒；其受力为空间结构，也存在受力不协调，即或多或少的剪力滞后。（1分）7、框架核心筒：框架-核心筒的周边框架为平面框架，没有框筒的空间作用。核心筒成为抗侧力主体。（1分）8、板柱剪力墙结构：由钢筋混凝土无梁楼板和柱组成的结构。但节点抗震性能差。（1分）三、如何建立高层建筑的结构体系（5分）？1、结构体系

4、的确定：按：高度、风荷载、地震作用；功能、场地特征；经济因素、体型等因素确定采用以下结构体系；(4分)2、常用的结构体系有： 框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、框架-支撑结构、筒体结构体系、框架核心筒，巨型结构，板柱-剪力墙结构。(1分)四、陈述高层建筑结构的设计过程及相应内容（10分）1、结构方案的确定：包括（1）结构体系的确定；按：高度、风荷载、地震作用；功能、场地特征；经济因素、体型等因素确定采用以下结构体系；(2)构件的布置；（3）构件尺寸初选； （4分）2、荷载计算：对风荷载、地震作用；恒荷载、活荷载等进行计算； （1分）3、内力分析：（1）确定计算模型；（2）选定

5、计算方法；（3）内力组合；（4）截面位置及其最不利位置验算； （2分）4、性能指标校核：如位移比，刚重比，剪重比，周期等（1分）5、设计配筋：（1）校核结构要求；（2）配筋；（3）构造要求； （1分）6、生成计算书和施工图；（1分）五、简述钢筋混凝土框架-剪力墙结构的设计要点（5分）.1、在竖向荷载作用下，按各自的承载面积计算出每榀框架和剪力墙的竖向荷载，分别计算内力。（1分）2、在水平何在作用下，采用协同工作的方法得到侧移和各自的水平层剪力及内力。（2分）3、对联系梁的弯矩进行调幅，保证梁铰机制（1分）4、增大框架的总剪力（1分）六、陈述一个你所了解的高层建筑结构方案，内容包括工程名称、工程

6、简介、结构种类、层数、总高度、结构方案等（5分）1、工程介绍（1分）2、结构体系等介绍（3分）3、简要分析（1分）七、以自己确定的设计理念，构想一个100米以上的高层建筑，指出采用的结构体系，画出平面、立面或剖面草图（10分）。要点：结构合理，有创意，绘图清晰（(4分)） 结构体系说明（说明结构体系，高度等，以及简要评价）(2分) 平面图(2分) 立面或剖面图(2分)八、高层建筑结构可采用哪些计算模型。试分析这些计算模型的差异及各自的适用情况（10分）。1、平面协同计算模型；空间协同计算模型 ；空间结构计算模型；空间完全结构计算模型（2分）2、平面协同计算模型：采用平面结构假定、楼板平面内无限

7、刚性假定，且楼板只能平移。构件为平面杆件，每个结点有3个自由度。与近似的手算方法类似，不考虑扭转，不能计算平面复杂的结构，已基本不用。（2分）3、空间协同计算模型：采用平面结构假定和楼板平面内无限刚性假定，楼板有扭转角，每个楼层有3个自由度。可以计算不对称结构，可以计算结构扭转，比平面协调计算方法适用面广。只在结构允许划分为平面结构时可以应用。（2分）4、空间结构计算模型：楼板平面内无限刚性，杆件为空间杆件。空间结构是整体计算。应用十分广泛，基本符合实际，可以满足需要。（2分）5、完全空间结构计算模型：弹性楼板假定，空间杆件，既可得到梁、柱构件的所有变形和内力，又可以计算结构扭转和楼板变形，是

8、一种更为精确的计算方法，但是计算自由度及未知量大大增加，这种计算方法并不是在所有商业程序中都有。（2分）九、如何分析和验证框架结构、剪力墙结构程序计算结果的正确性（10分）。1、框架：（1）电算校核：采用两种以上不同的计算模型软件进行演算，或者采用有限元；（2分）（2）手算验算：竖向荷载采用分层法；水平荷载采用反弯点法或者D值法； （3分）2、剪力墙：（1）电算校核：采用两种以上不同的计算模型软件进行演算，或者采用有限元；（2分）（2）手算验算：可根据剪力墙的简化类型：整体墙、联肢墙、不规则开洞剪力墙、壁式框架等进行验算；（3分）十、分析剪力墙面内刚度和面外刚度（5分）9m0.3m1、面内刚度

9、大，面外刚度小；忽略平面外刚度；正交布置剪力墙 （2分）2、 （1分） （1分） （1分）十、粗略分析如图一个30层高剪力墙中连梁的内力，连梁截面为750mm×200mm（10分）。1、连梁截面为750mm×200mm （1分） （1分）2、连梁计算设计 （1分），（1分）（1分）（2分）（1分）（2分）十一、建筑结构的侧向位移来自于：倾覆力矩形成的轴力、水平和垂直的剪力，分析不同结构体系的变形特点（10分）1、框架结构的变形：（1）梁和柱的弯曲变形产生的侧移，侧移曲线呈剪切型；（主要的）（2）柱的轴向变形产生的侧移，侧移曲线弯曲型（2分）2、剪力墙结构：侧向位移曲线呈弯曲型，即层间位移由下至上逐渐增大。（2分）3、框架-剪力墙结构：在水平力作用下，框架和剪力墙的变形曲线分别为剪切型和弯曲型，由于楼板的作用，框架和墙的侧向位移必须协调。在