高层建筑结构设计试题2013(A)2修改

1 试卷装订线 装订线内不要答题 不要填写考生信息 试卷装订线 姓 名学 号专业班级学院 武汉理工大学考试试卷 A 卷 2013 2014 学年学年 1 学期学期 高层建筑结构设计高层建筑结构设计 课程课程 开开卷卷 时间时间 120 分钟 分钟 36 学时 学时 2 学分 总分学分 总分 100 分 占总评成绩分 占总评成绩 70 2013 年年 12 月月 日日 题号一二三四五六七八九十合计 满分100 得分 一 一 名词解释名词解释 每小题 3 分 风荷载 基本雪压 剪力墙 扭转偏心矩 刚度中心 二 单项选择题二 单项选择题 每小题 2 分 1 分层法计算框架内力时 第二层框架柱的传递系数为 A 1 2 B 1 3 C 1 D 1 4 2 高层建筑采用 限制来保证结构满足舒适度要求 A 层间位移 B 顶点最大位移 C 最大位移与层高比 D 顶点最大加速度 3 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 2I0 B 1 5I0 C 1 2I0 D I0 4 假设一栋底部商场 上部宾馆的建筑 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 框架 剪力墙结构 D 筒体结构 5 联肢剪力墙计算宜选用 分析方法 A 材料力学分析法 B 连续化方法 C 壁式框架分析法 D 有限元法 得分 得分 2 三 简答题三 简答题 每小题 5 分 1 高层建筑的基础为什么要有埋置深度的要求 2 试述剪力墙结构连续连杆法的基本假定 3 高层建筑结构为什么要限制结构的水平侧移 4 将框架结构柱截面由矩形调整为十 T 和 L 型时 称为异形柱框架结构 请从建筑结构实用性和 结构受力特性等方面说明异形柱框架结构的优缺点 5 在高层建筑结构计算中 假定楼盖在自身平面内为绝对刚性有何意义 如果不满足上述假定 则 在计算中应如何考虑 对 得分 3 四四 计算题计算题 每题 25 分 1 图示框架中 括号内为各杆的线刚度 用 D 值法求 AC 柱的弯矩图 A B CD F E 4 2m 3 6m 3 3 2 2 5 5 30kN 20kN 6m 得分 4 2 图示为一高层剪力墙结构 该地区标准风压为 0 35kN m2 地面粗糙度类别为 B 类 层高 5m 共 20 层 试求在该风荷载作用下 第 10 层风荷载对结构 处的弯矩标准值 0 000 得分 试 卷 装 订 线 装 订 线 内 不 要 答 题 不 要 填 写 考 生 信 息 5 试 卷 装 订 线 6 武汉理工大学教务处 试题标准答案及评分标准用纸 课程名称 高层建筑结构设计 A 卷 一 名词解释一 名词解释 每小题 3 分 风荷载 基本雪压 剪力墙 扭转偏心矩 刚度中心 风荷载 空气流动形成的风遇到建筑物时 就在建筑物表面产生压力和吸力 这种风力作用 称为风荷载 基本雪压 中国规定的基本雪压是一般空旷平坦地面按一定重现期统计而得的年最大积雪量 相当于该一定年限基准期最大积雪重量分布的某一分位值 剪力墙 房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载的墙体 防止结构剪 切破坏 扭转偏心矩 质心和刚心二者的距离 刚度中心 在近似方法计算中是指各抗侧力结构抗侧刚度的中心 二 单项选择题二 单项选择题 每小题 2 分 B D A C B 三 简答题三 简答题 每小题 5 分 1 高层建筑的基础为什么要有埋置深度的要求 答 1 防止在水平风力和水平地震作用下基础发生滑移和倾斜 提高基础的稳定性 2 增大埋深 可以提高地基的承载力 减少基础的沉降量 3 增大埋深后 由于箱基外侧墙的土压力 摩擦力 限制了基础的倾斜 基底下土反 力的分布能趋于平缓 减少集中程度 4 增大埋深后 地面运动时 阻尼增大 输入加速度减少 震害可以减轻 7 2 试述剪力墙结构连续连杆法的基本假定 答 1 忽略连梁轴向变形 即假定两墙肢水平位移完全相同 2 两墙肢各截面的转角和曲率都相等 因此连梁两端转角相等 连梁反弯点在中点 3 各墙肢截面 各连梁截面及层高等几何尺寸沿全高是相同的 3 高层建筑结构为什么要限制结构的水平侧移 答 原因是 防止主体结构开裂 损坏 防止填充墙及装修开裂 损坏 过大的侧向变形会 使人有不舒适感 影响正常使用 过大的侧移会使结构产生附加内力 4 将框架结构柱截面由矩形调整为十 T 和 L 型时 称为异形柱框架结构 请从建筑结构实 用性和结构受力特性等方面说明异形柱框架结构的优缺点 答 普通框架结构梁柱截面尺寸均比墙体及楼面屋面板厚度大 这样的建筑 室内墙角和顶 棚处均有阳角凸出 既不美观也不方便使用 为克服这一问题 将框架梁柱截面设计成 L 形 T 形及十字形 就较好地解决了这个问题 异形柱框架结构由于存在阴角和较长的突出边 在地震作用下 易发生破坏 5 在高层建筑结构计算中 假定楼盖在自身平面内为绝对刚性有何意义 如果不满足上述 假定 则在计算中应如何考虑 答 楼板在其自身平面内不发生相对变形 只作刚体运动 平动和转动 这样 可按楼板水 平位移线性分布的条件进行水平荷载的分配 如果结构无扭转 则同层水平位移相等 可 简化结构计算 如不满足刚性楼盖的要求 则可按弹性楼盖计算 或对刚性楼盖计算的结 构进行修正 四 计算题 1 解 1 柱刚度修正系数的计算 AB 柱 5 3 BE BA i k i 0 513 222 k k 2 5 分 22 121312 3 1 206 224 2 AB AB i D h EF 柱 5 2 EF BE i k i 8 0 52 23 k k 2 5 分 22 12212 2 0 907 34 2 EF EF i D h AB 柱的剪力 1 5 分 1 206 5028 54 1 2060 907 AB ABF ABEF D VVKN DD BC 柱 5 23 CDBE BC ii k i 5 211 k k 22 12512 3 1 263 113 6 BC BC i D h DE 柱 5 22 CDBE DE ii k i 5 29 k k 22 12512 2 1 029 93 6 DE DE i D h BC 柱的剪力 1 263 3016 53 1 263 1 029 BC BCF BCDE D VVKN DD 2 AB 柱反弯点高度的修正 由 查表可知 标准反弯点高度比 2n 1j 1 67k 1 分 0 0 58y 由于是底层柱 不考虑修正值 即 取 1 y 1 0y 2 3 65 0 857 4 23 k 查表可知 层高变化对反弯点的影响 2 0y 对于底层柱 不考虑修正值 即 取 3 y 3 0y 9 柱底至反弯点的高度 1 5 0123 0 58 4 22 436yhyyyy h 分 AB 柱梁端弯矩 28 54 2 43669 52 ABAB MVyhKN m 1 5 分 1 28 54 1 0 58 4 250 34 BAAB MVy hKN m BC 柱反弯点高度的修正 由 查表可知 标准反弯点高度比 2n 2j 1 67k 1 分 0 0 42y 由于 BC 柱上下横梁线刚度相同 不考虑修正值 即 取 1 y 1 0y 3 4 25 1 167 3 63 k 查表可知 层高变化对反弯点的影响 3 0y 对于顶层柱 不考虑修正值 即 取 2 y 2 0y 柱底至反弯点的高度 1 5 分 0123 0 42 3 61 512yhyyyy h BC 柱梁端弯矩 16 53 1 51224 99 BCBC MVyhKN m 1 5 分 1 16 53 1 0 42 3 634 51 CBBC MVy hKN m 10 AC 柱的弯矩图 kN m 2 分 2 解 风荷载标准值 3 分 0 ww zszk 对一般高层建筑 1 分 2 0 kN m385 0 35 0 1 1 w 对于剪力墙结构 可取 s 12005 0 05 0 1 nT 2222 10 mskN385 0 1385 0 Tw 故查表可得脉动增大系数 3 分 34 1 由 B 类粗糙度 H 100m 查表得脉动影响系数 2 分 100 2 86 35 H B 0 49 由 B 类粗糙度 Hi 50m 查表得风压高度变化系数 3 分 67 1 z 风振系数 3 分 20 1 67 1 49