高层建筑结构设计模拟题

1 院 系领导 审批并签名 A B 卷 广州大学广州大学 2011 2012 学年第学年第 1 学期补考试卷学期补考试卷 课程 高层建筑结构 考试形式 开卷 闭卷 考试 考查 土木工程学院 建筑工程 系 土木 专业 2008 级 班级 学号 姓名 题次一二三四五六七八九十 总 分 评卷人 分数103060100 评分 一 概念选择题一 概念选择题 均为单选题 答案请填写在答题卡上 每小题 1 分 总共 10 分 概念选择题答题卡概念选择题答题卡 题号12345678910 答案 A DAABCCBAA 1 某建筑物高 33m 抗震设防烈度为 7 度 拟建层数 10 层 仅从结构分析的角度来看 采用 A 最为合适 A 框架结构 B 框架 剪力墙结构 C 剪力墙结构 D 筒体结构 2 框架一剪力墙结构体系中 框架和剪力墙协剪力分配特征为 D A 框架和剪力墙按侧向刚度分担水平力 B 剪力墙承受全部水平力 C 剪力墙承受 80 的水平力 框架承受 20 的水平力 D 底部剪力墙承受绝大部分的水平力 顶部则相反 框架承担大部分剪力 3 结构的自振周期 T 只与 A A 结构自身质量及刚度大小有关 B 结构的质量 C 结构的初始加速度 质量有关 D 结构的刚度 阻尼有关 2 4 下列说法正确的有 A A 考虑砌体填充墙的刚度影响 地震作用计算偏于安全 B 连梁跨小而梁高 在往复的约束弯矩作用下易产生较大弯曲变形 C 在剪力墙截面配筋计算时 为了计算方便 假定分布钢筋不参与受力 D 整体小开口剪力墙 墙肢在大部分楼层有反弯点 不出现反弯点 p117 5 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 边框架取 I B A I0 B 1 5I0 C 1 2I0 D 2I0 6 下列说法正确的有 C A 只要柱截面尺寸大于梁截面尺寸 即为强柱弱梁 B 竖向及水平荷载下产生的梁端弯矩 均可进行调幅 竖向 C 剪力墙的轴压比限值比柱轴压比限值的要求严格 D 框架剪力墙结构中 框架顶点剪力为零 7 限制轴压比的目的是保证框架柱具有一定 C A 强度 B 承载力 C 延性 D 刚度 8 高层建筑中限制刚重比的目的是保证建筑物不发生 B A 整体扭转 B 整体失稳 C 过大弯曲变形 D 过大剪切变形 9 近似计算中 下列剪力墙的类型中 在水平荷载作用下哪类剪力墙的截面正应力按直 线规律分布 A p119 A 整体墙 B 整体小开口墙 C 联肢剪力墙 D 壁式框架 10 设计框筒结构时 应设计成密排柱和高跨比很大的裙梁 主要的原因为了 A A 提高裙梁的抗剪刚度 减小剪力滞后效应 B 提高裙梁的抗弯刚度 减小剪力滞后效应 C 提高柱子的抗剪刚度 减小剪力滞后效应 D 提高柱子的抗弯刚度 减小剪力滞后效应 轴压比指柱 墙 的轴压力设计值与柱 墙 的全截面面积和混 凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值 进一步理解为 柱 墙 的轴心压力设计值与柱 墙 的轴心抗压力设计值之比值 刚重比 是指结构的侧向刚度和 重力荷载设计值之比 是影响重 力二阶效应的主要参数 3 二 简答题二 简答题 每题 6 分 共 30 分 1 画出图 1 所示水平荷载作用下框架结构的弯矩图 剪力和轴力图 只画形状 不必标大 小 图 1 弯矩图 轴力图 弯矩图 剪力图 4 2 什么是延性 如何实现延性框架结构 什么是延性 如何实现延性框架结构 延性是指结构或构件能维持承载能力而又具有较大的塑性变形能力的性能延性结构 设计原则 1 强柱弱梁 是指框架结构中 塑性铰应首先在梁端出现 尽量避免或减少在柱中出 现 争取使结构形成 梁铰机制 避免结构形成 柱铰机制 即要求同一节点处的梁 端实际受弯承载力小于柱端实际受弯承载力 2 强剪弱弯 是指构件在弯曲屈服之前 不允许出现脆性的剪切破坏 即要求构件 的受剪承载力大于其受弯承载力对应的剪力 3 强节点 强锚固 3 什么是框架 什么是框架 剪力墙结构体系的刚度特征值剪力墙结构体系的刚度特征值 它对框架 它对框架 剪力墙结构体系有何影剪力墙结构体系有何影 响 响 1 征值 是框架抗推刚度 或广义抗推刚度 与剪力墙抗弯刚度的比值 它集中反 映了结构的变形状态及受力状态 2 对侧移曲线的影响 框架 剪力墙结构体系的侧向位移曲线呈弯剪型 结构侧移曲线刚度特征值 的变 化而变化 当 值较小时 总框架的抗推刚度较小 总剪力墙的等效抗弯刚度相对较大 结构的侧移曲线接近弯曲型 这时剪力墙起主要作用 而当 较大 如 6 时 总框 架的抗推刚度相对较大 总剪力墙的等效抗弯刚度相对较小 框架的作用愈加显著 所 以结构的侧移曲线接近剪切型 当 在 1 6 之间时 结构侧移曲线介于二者之间 表现 为弯剪型 即下部以弯曲变形为主 越往上部逐渐转变为剪切型 3 对结构内力的影响 框架 剪力墙之间的剪力分配关系随 变化 当 很小时 剪力墙承担大部分剪力 当 很大时 框架承担大部分剪力 框架和剪力墙之间的剪力分配关系随楼层的不同而变化 剪力墙的下部受力较大 而框架的中部受力较大 4 高层建筑结构平面布置一般原则是什么高层建筑结构平面布置一般原则是什么 答 简单 规则 均匀 对称 应使其平面的 质量中心 和 刚度中心尽可能靠近 以 减小 结构扭转 平面长度和突出部分应满足规范要求 5 5 井字形平面建筑如图 2 所示 列举不少于两项加强结构的整体性和改善楼板刚度的措 施 图 2 答出以下 2 点即给分 1 增加楼板厚度 提高板的配筋率 采用层双向配筋 或加配斜向钢筋 2 洞口边梁设置边连 暗柱 3 在楼板洞口边角部设置斜向钢筋 三 计算选择题三 计算选择题 选择答案 在答题卡填写选择答案 并写出计算过程或理由 共 计 60 分 选对答案给 1 分 计算过程分步给分 计算选择题答题卡计算选择题答题卡 题号题号123456789101112 答案答案 本部分内容中可能用到的材料性能参数 本部分内容中可能用到的材料性能参数 C30 混凝土 混凝土 fc 14 3N mm2 ft 1 43N mm2 E 3 104N mm2 G 0 42E 一 一 如图 3 所示某三层框架结构 混凝土强度等级为 C30 梁截面尺寸为 200 400mm 柱截面尺寸为 400 400mm 水平荷载和竖向荷载见图 3 计算结果精确 到小数点后两位 弹性模量取 E 长度以 mm 为单位 共 40 分 楼电梯间 6 q 20kN 5000 4000 3000300030004500 5000 40kN 40kN 60kN q 20kN q 20kN q 20kN ABCD E F GH I JK L M N PQ 图 3 计算选择题 一 图 问题 1 用分层法计算竖向荷载作用下框架结构内力时 在进行 A 节点弯矩分配时 梁 AB 的 A 端的分配系数接近 a 5 分 a 0 23 b 0 32 c 0 33 d 0 77 23 0 300012 400400 500012 400200 500012 400200 300012 400400 500012 400200 33 3 3 3 EE E Ei Ei AB AE AB 2 在竖向荷载作用下 假设梁 CD 两端弯矩 MC和 MD分别为 55kN m 35kN m 绕杆 端顺时针为正 图 3 框架结构梁 CD 的 D 端的剪力 绕杆端顺时针为正 最接近 C 5 分 a 75kN b 75kN c 46kN d 56 67kN 7 02 5 2035555 2 DC V kNVDC46 3 假设 单位 N mm 则柱 BF 的侧移刚度 1010 105 3105 7 BFBCAB iii D 最接近 d 5 分 a 12554 4N mm b 14270 5N mm c 30000N mm d 24300N mm k 底层柱 12 c ii k i 0 5 2 k k 其他柱 1234 2 c iiii k i 2 k k 52 0 14 2 2 14 2 2 K K mmN h i D c 242673000 105 31252 0 12 210 2 4 假设顶层柱子 AE 和 DH 的刚度为 D 柱 BF CG 刚度分别为 1 2D D 10000N mm 求框架顶层的在水平荷载作用下的层间侧移最接近 a 5 分 a 1 36mm b 4 7mm c 0 45mm d 0 68mm 36 1 10 22 121 1060 4 3 5 假设顶层柱子 AE 和 DH 的刚度为 D 柱 BF CG 刚度分别为 1 2D 顶层柱反弯点高 度比均为 0 3 求在水平荷载作用下 柱子 DH 的 D 弯矩最接近 a 5 分 a 14 32kN m b 6 14kN m c 9 56kN m d 18 14kN m 14 2 5 32 5 72 k 8 剪力 V 60kN 柱剪力 kN E D V D D VV AE DHAE 82 6 30 4 4 1 DH 柱弯矩 mkNhVM DHDH 32 1437 082 6 7 0 6 假设柱 CG DH 剪力分别为 20kN 10kN 反弯点在柱子中点 则柱 DH 的轴力最接近 C 5 分 a 30kN b 12kN c 6kN d 15kN 0 50 3 20 30kN m 0 50 3 10 15kN m 上 CG M 上 DH M 分配系数 iAC iAC iCE 左梁 0 5右梁 0 5 0 50 30 15kN m 15kN m 左 CD M 右 CD M 15 15 5 6kN 6kN CD V DH V 7 假设柱 DH 的轴力设计值为 1000kN 则柱 DH 的轴压比最接近 b 5 分 a 0 88 b 0 44 c 0 60 d 0 56 44 0 400400 3 14 101000 3 8 梁 AB 承受的重力荷载代表值为均布荷载 q 20kN m 设计值 在地震作用下产生 的两端弯矩设计组合值为 170kN m 530kN m 则梁 AB 的 A 端的剪 左端 AB M 右端 AB M 力设计值接近 a a 215kN b 46kN c 200kN d 300kN1 1 vbGb n r b l b Vb V l MM V kNqlV nGB 466 4205 0 2 1 kNV l MM V Gb n r b l b Vb 21346 4 05 530170 1 1 A 端剪力设计值为 213kN 9 题 二 2 如图 4 所示某剪力墙结构 12 层 已知墙厚 200mm 混凝土 C30 试求 图 4 9 结构底部内力 M0 V0 c 5 分 a 12960kN m 720 kN b 8640kN m 240kN c 8640kN m 360kN d 12960kN m 360 kN 答 mkNqlM 86403620 3 1 3 1 22 0 kNqlV3602 36202 0 10 请问连梁的刚度 不考虑剪切效应影响 最接近 a 5 分 320 bb acID a 0 14 b 0 28 c 0 53 d 0 066 解 连梁 计算跨度 mai85 0 4 16 0 mci3 27 16 0 43 0167 0 12 1 2 0mIb 144 0 85 0 3 2 0167 0 3232 ib acID p 20kN m 3 4m 1 2m 3 4m 12 3 36m 3m 2m 1m 8m 2m 2m 10 11 假设 剪力墙的整体系数接近 a 5 分 3 159 0 mD 6 iA DI H hI I a 19 1 b 25 c 15 2 d 9 6 43 21 m655 0 4 32 0 12 1 II 42 21 m5044 83 2 3 2 2 0 4 3 2655 0 22 AyIII 85 0 50 8 19