高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計試題及答案武漢理工大學(xué)

試試題紙（A卷）課程名稱高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(本)專業(yè)班級題號一二三四五六七八九十總分題分1515203020100一、填空題（每題3分，共15分）1.由梁、柱組成的結(jié)構(gòu)單元稱為框架，全部豎向荷載和側(cè)向荷載由它承受的結(jié)構(gòu)體系稱為框架結(jié)構(gòu)。2.我國房屋建筑采用三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)，即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。3.建筑物動力特性是指建筑物的自振周期、振型與阻尼，它們與建筑物的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的剛度有關(guān)。4.在任何情況下，應(yīng)當(dāng)保證高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和有足夠抵抗傾覆的能力。5.當(dāng)高層結(jié)構(gòu)高度較大，高寬比較大或抗側(cè)則度不夠時，可用加強(qiáng)層加層，加強(qiáng)層構(gòu)件有三種類型：伸臂、腰桁架和帽桁架和環(huán)向構(gòu)件。二、判斷題：（每題3分，共15分）1.框架結(jié)構(gòu)可以采用橫向承重、縱向承重，但不能是縱橫雙向承重。（×）2.平面形狀凹凸較大時，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻。（√）3.高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，要根據(jù)建筑高度、抗震設(shè)防烈度等合理選擇結(jié)構(gòu)材料、抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置可忽視。（×）4.為了避免收縮裂縫和溫度裂縫，房屋建筑可設(shè)置沉降縫。（×）5.抗震概念設(shè)計中，核芯區(qū)的受剪承載力應(yīng)大于匯交在同一節(jié)點的兩側(cè)梁達(dá)到受變承載力時對應(yīng)的核芯區(qū)的剪力。（√）三、單選題：（每題3分，共15分）1.A級高度鋼筋混凝土高層框架結(jié)構(gòu)在7度抗震設(shè)防烈度下的最大適用高度：（A）A.55B.45C.60D.702.鋼結(jié)構(gòu)框架房屋在8度抗震設(shè)防烈度下適用的最大高度：（B）A.110B.90C.80D.503.按照洞口大小和分布的不同，將剪力墻劃分類別，但不包括：（D）A.整體墻B.聯(lián)肢墻C.不規(guī)則開洞洞剪力墻D.單片墻4.梁支座截面的最不利內(nèi)力不包括：（D）A.最大正彎矩矩B.最大負(fù)彎矩矩C.最大剪力D.最大軸力5.框架柱的截面寬度和高度在抗震設(shè)計時，不小于：（C）A.200mmmB.250mmmC.300mmmD.350mmm四、簡答題（第一題10分，其它每題15分，共55分）1.工程中采取哪些措施可避免設(shè)置伸縮縫？工程中采取下述措施，可避免設(shè)置伸縮縫：（1）設(shè)后澆帶?；炷猎缙谑湛s占收縮量的大部分。施工時，每30～40m間距留出800～1000mm寬的施工后澆帶，暫不澆筑混凝土，兩個月后，混凝土收縮大約完成70%，再澆筑縫內(nèi)混凝土，把結(jié)構(gòu)連成整體?？梢赃x擇氣溫較低時澆筑后澆帶的混凝土，因為此時已澆筑的混凝土處于收縮狀態(tài)。后澆帶內(nèi)鋼筋要采用搭接接頭，使兩邊混凝土自由伸縮。后澆帶應(yīng)設(shè)置在受力較小的部位，可以曲折而行。（2）頂層、底層、山墻和縱墻端開間等溫度變化較大的部位提高配筋率，減小溫度和收縮裂縫的寬度，并使裂縫分布均勻，避免出現(xiàn)明顯的集中裂縫。（3）頂層采取隔熱措施，外墻設(shè)置外保溫層。房屋結(jié)構(gòu)頂部溫度應(yīng)力較大，采取隔熱措施可以有效減小溫度應(yīng)力；混凝土外墻設(shè)置外保溫層是減小結(jié)構(gòu)受溫度影響的有效措施。（4）高層建筑可在頂部設(shè)置雙墻或雙柱，做局部伸縮縫，將頂部結(jié)構(gòu)劃分為長度較短的區(qū)段。（5）來用收縮小的水泥，減小水泥用量，在混凝土中加入適宜的外加劑。（6）提高每層樓板的構(gòu)造配率或采用部分預(yù)應(yīng)力。2.什么是抗震設(shè)計的二階段方法？為了實現(xiàn)三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)，抗震設(shè)計采取二階段方法。第一階段為結(jié)構(gòu)設(shè)計階段。在初步設(shè)計及技術(shù)設(shè)計時，就要按有利于抗震的做法去確定結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)布置，然后進(jìn)行抗震計算及抗震構(gòu)造設(shè)計。在這階段，用相應(yīng)于該地區(qū)設(shè)防列席的小震作用計算及抗震構(gòu)造設(shè)計。在這階段，用相應(yīng)于該地區(qū)設(shè)防烈度的小震作用計算結(jié)構(gòu)的彈性位移和構(gòu)件內(nèi)力，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形驗算，用極限狀態(tài)方法進(jìn)行截面承載力驗算，按延性和耗能要求進(jìn)行截面配筋及構(gòu)造設(shè)計，采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施。雖然只用小震進(jìn)行計算，但是結(jié)構(gòu)的方案、布置、構(gòu)件設(shè)計及配筋構(gòu)造都是以三水準(zhǔn)設(shè)防為目標(biāo)，也就是說，經(jīng)過第一階段設(shè)計，結(jié)構(gòu)應(yīng)該實現(xiàn)小震不壞，中震可修，大震不倒的目標(biāo)。第二階段為驗算階段。一些重要的或特殊的結(jié)構(gòu)，經(jīng)過第一階段設(shè)計后，要求用與該地區(qū)設(shè)防烈度相應(yīng)的大震作用進(jìn)行彈塑性變形驗算，以檢驗是否達(dá)到了大震不倒的目標(biāo)。大震作用下，結(jié)構(gòu)必定已經(jīng)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，因此要考慮構(gòu)件的彈塑性性能。如果大震作用下，結(jié)構(gòu)必定已經(jīng)進(jìn)入彈塑性變形驗算，以檢驗是否達(dá)到了大震不倒的目標(biāo)。大震作用下，結(jié)構(gòu)必定已經(jīng)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，因此要考慮構(gòu)件的彈塑性性能。如果大震作用下的層間變形超過允許值（倒塌變形限值），則應(yīng)修改結(jié)構(gòu)設(shè)計，直到層間變形滿足要求為止。如果存在薄弱層，可能造成嚴(yán)重破壞，則應(yīng)視其部位及可能出現(xiàn)的后果進(jìn)行處理，采取相應(yīng)改進(jìn)措施。3.什么是控制截面及最不利內(nèi)力？結(jié)構(gòu)設(shè)計時，是分別按各個構(gòu)件進(jìn)行內(nèi)力組合，而且是針對各構(gòu)件控制截面進(jìn)行組合，獲得控制截面上的最不利內(nèi)力作為該構(gòu)件的配設(shè)計依據(jù)。控制截面通常是內(nèi)力最大的截面。對于框架梁或連梁，兩個支座截面及跨中截面為控制截面（短連梁只有支座截面為控制截面）；對于框架柱或墻肢，各層柱（墻肢）的兩端為控制截面。梁支座截面的最不利內(nèi)力為最大正彎矩及最大負(fù)彎矩，以及最大剪力；跨中截面的最不利內(nèi)力為最大正彎矩，有時也可能出現(xiàn)負(fù)彎矩。柱（墻）是偏壓構(gòu)件。大偏壓時彎矩愈大愈不利，小偏壓時軸力愈大愈不利。因此要組合幾種不利內(nèi)力，取其中配筋最大者設(shè)計截面?？赡苡兴姆N不利的M、N內(nèi)力：①及相應(yīng)的N；②及相應(yīng)的M；③及相應(yīng)的M；④較大及N較大（小偏壓）或較?。ù笃珘海?。柱（墻）還要組合最大剪力V。應(yīng)當(dāng)說明的是，在計算地震作用下的內(nèi)力時，經(jīng)過振型組合方法求出的內(nèi)力M、N、V都不是“相應(yīng)”的，并不同時發(fā)生，上述幾種不利內(nèi)力，是從概率統(tǒng)計意義上的不利內(nèi)力。4.對于框架及剪力墻而言，采用何種假定把空間結(jié)構(gòu)簡化為平面結(jié)構(gòu)而使計算大大簡化？（1）一片框架或一片剪力墻可以抵抗在本身平面內(nèi)的側(cè)向力，而在平面外的剛度很小，可以忽略。因而整個結(jié)構(gòu)可以劃分成若干個平面結(jié)構(gòu)共同抵抗與平面結(jié)構(gòu)平行的側(cè)向荷載，垂直于該方向的結(jié)構(gòu)不參加受力。（2）樓板在其自身平面內(nèi)剛度無限大，樓板平面外剛度很小，可以忽略。因而在側(cè)向力作用下，樓板可作剛體平移或轉(zhuǎn)動，各個平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)之間通過樓板互相聯(lián)系并協(xié)同工作。5.為了實現(xiàn)延性剪力墻，剪力墻的抗震設(shè)計應(yīng)符合哪些原則？（1）強(qiáng)墻弱梁連梁屈服先于墻肢屈服，使塑性變形和耗能分荼于連梁中，避免因墻肢過早屈服使塑性變形集中在某一層而形成軟弱層或薄弱層。（2）強(qiáng)剪弱彎側(cè)向力作用下變形曲線為彎曲型和彎剪型的剪力墻，一般會在墻肢底部一定高度內(nèi)屈服形成塑性鉸，通過適當(dāng)提高塑性鉸范圍及其以上相鄰范圍的抗剪承載力，實現(xiàn)墻肢強(qiáng)剪弱彎、避免墻肢剪切破壞。對于連梁，與框架梁相同，通過剪力增大系數(shù)調(diào)整剪力設(shè)計值，實現(xiàn)強(qiáng)剪弱彎。（3）限制墻肢的軸壓比和墻肢設(shè)置邊緣構(gòu)件與鋼筋混凝土柱相同，軸壓比是影響肢抗震性能的主要因素之一。限制底部加強(qiáng)部位墻肢的軸壓比、設(shè)置邊緣構(gòu)件是提高剪力墻抗震性能的重要措施。（4）加強(qiáng)重點部位剪力墻底部加強(qiáng)部位是其重點部位。剪力墻底部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢總高度的1／8和底部兩層高度二者中的較大值，且不大于15m；部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻，其部加強(qiáng)部位的高度，可取框支層加框支層以上的兩層的高度及落地剪力墻總高度的1／8