2025年《高层建筑设计》期末考试试卷附答案

2025年《高层建筑设计》期末考试试卷附答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某28层办公建筑（檐口高度98m）采用钢筋混凝土结构，其结构体系选择最合理的是（）A.纯框架结构B.框架-剪力墙结构C.筒中筒结构D.板柱-剪力墙结构2.根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2022），高度为120m的一类高层公共建筑，其防烟楼梯间前室的使用面积不应小于（）A.4.5㎡B.6.0㎡C.10.0㎡D.12.0㎡3.超高层建筑抗风设计中，以下哪种措施对减小风振响应最有效？（）A.增加结构阻尼比B.采用方形平面C.减少建筑高度D.降低外维护结构刚度4.高层住宅建筑中，剪刀楼梯间作为安全疏散通道时，其梯段之间的防火分隔应采用（）A.普通隔墙B.防火玻璃墙C.实体防火墙D.金属格栅5.某30层酒店建筑（高度105m）需设置消防电梯，其井底应设置排水设施，排水井容量最小应为（）A.1.0m³B.2.0m³C.3.0m³D.4.0m³6.高层建筑混凝土结构中，当采用泵送混凝土时，100m以上高度的混凝土强度等级不宜低于（）A.C30B.C40C.C50D.C607.高层办公建筑标准层核心筒设计中，若采用双列布置电梯，两列电梯之间的净距应至少满足（）A.1.2mB.1.5mC.1.8mD.2.0m8.超高层建筑采用伸臂桁架加强层时，其设置位置通常优先考虑（）A.设备层B.避难层C.顶层D.中间楼层9.高层建筑绿色设计中，下列哪项不属于被动式节能策略？（）A.优化建筑朝向B.采用Low-E玻璃C.设置屋顶绿化D.安装太阳能光伏板10.根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2024），7度抗震设防区，乙类高层建筑的最大适用高度比丙类建筑（）A.降低10%B.提高10%C.降低15%D.提高15%二、填空题（每空1分，共20分）1.高层建筑结构设计中，风荷载的体型系数主要与建筑的________和________有关。2.一类高层公共建筑的疏散楼梯间应采用________楼梯间，其疏散门应采用________级防火门。3.超高层建筑的避难层（间）应设置直接对外的可开启窗口或独立的机械防烟设施，外窗的有效面积不应小于________㎡。4.高层住宅建筑中，消防电梯应与________电梯兼用，其载重量不应小于________kg。5.框架-核心筒结构中，核心筒的平面尺寸不宜小于标准层面积的________，且核心筒外墙与框架柱的间距不宜大于________m。6.高层建筑幕墙设计中，高度超过________m时，应采用单元式幕墙；幕墙与主体结构的连接螺栓应进行________验算。7.绿色高层建筑的三星级评价中，可再生能源利用率应不低于________，非传统水源利用率应不低于________。8.高层建筑结构转换层的形式主要有________转换、________转换和桁架转换。9.高层医疗建筑的避难间应靠近楼梯间，每间服务的护理单元不应超过________个，净面积不应小于________㎡。10.高层建筑抗连续倒塌设计中，关键构件的拆除后的剩余结构应能通过________或________机制承受荷载。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述框架-核心筒结构与筒中筒结构的主要区别及适用范围。2.超高层建筑风荷载设计需考虑哪些特殊因素？请列举至少4项。3.高层住宅建筑疏散楼梯间的设计应满足哪些防火要求？（需结合最新规范）4.高层建筑垂直交通系统设计中，如何确定电梯的服务户数或人数？需考虑哪些参数？5.绿色高层建筑中，屋顶空间的复合利用可采取哪些技术措施？举例说明。四、论述题（每题15分，共30分）1.结合《建筑高度分类和耐火等级》（GB51249-2021），论述超高层建筑（＞250m）在防火设计上的特殊要求，需涉及避难层、消防设施、结构抗火等方面。2.以某30层（高度100m）办公建筑为例，论述其标准层核心筒的优化设计策略，需包括功能分区、交通组织、设备管线布置及空间效率提升等内容。五、案例分析题（30分）某城市中心区拟建一栋45层（高度160m）的超高层综合建筑，功能为办公（1-35层）+酒店（36-45层），场地位于7度抗震设防区（0.15g），基本风压0.65kN/㎡（100年重现期），地面粗糙度B类。设计团队提出以下方案：结构体系：钢筋混凝土框架-核心筒（核心筒壁厚底部1.2m，顶部0.6m）；垂直交通：办公区设8部客梯（4部低区、4部高区），酒店区设4部客梯（2部低区、2部高区），消防电梯2部（兼用办公低区）；避难层设置：在15层、30层设置，每层避难区净面积80㎡；幕墙设计：采用明框玻璃幕墙（玻璃厚度6+12A+6mm），开启扇比例15%。请结合相关规范和设计原理，指出方案中的不合理之处，并提出优化建议。答案--一、单项选择题1.B2.C3.A4.C5.B6.C7.C8.B9.D10.B二、填空题1.平面形状；立面体型2.防烟；甲3.2.04.客；8005.15%；126.100；抗拔7.15%；30%8.梁式；板式9.2；2510.内力重分布；悬索三、简答题1.区别：框架-核心筒由外围框架与中央核心筒组成，核心筒承担主要水平力；筒中筒由内筒与外筒（密柱深梁框架）组成，通过剪力滞后效应共同抵抗水平力。适用范围：框架-核心筒适用于100-200m建筑；筒中筒适用于200m以上超高层建筑。2.特殊因素：①风的动力效应（涡激振动、颤振）；②顺风向、横风向及扭转风振响应；③群楼对主楼的干扰效应；④高空风环境（风速增大、湍流度变化）；⑤等效静力风荷载的组合方法。3.防火要求：①应采用防烟楼梯间（《建规》5.5.25）；②楼梯间内不应设置烧水间、可燃材料储藏室；③前室或合用前室的使用面积：住宅建筑≥4.5㎡（与消防电梯合用≥6.0㎡）；④疏散门应向疏散方向开启，且为乙级防火门；⑤楼梯间及前室内禁止敷设甲、乙类液体管道。4.确定方法：根据《民用建筑设计统一标准》（GB50352-2019），电梯服务人数=标准层人数×使用系数（0.8-0.9）。需考虑参数：高峰时段候梯时间（≤30s）、电梯额定速度（m/s）、载重量（kg）、停层模式（单/双/分区）、建筑功能（办公/住宅/酒店差异）。5.技术措施：①光伏一体化屋顶（如铺设BIPV组件，兼顾发电与遮阳）；②空中花园（设置覆土种植层，降低屋顶传热系数，改善微气候）；③雨水收集系统（结合屋顶绿化，设置蓄水池，用于灌溉或冲厕）；④设备机房隐蔽设计（将冷却塔、空调机组与景观小品结合，提升美观性）；⑤直升机停机坪（超高层建筑可兼做应急救援平台）。四、论述题1.超高层建筑防火特殊要求：①避难层：《建规》5.5.23规定，＞250m建筑应每15层设置1个避难层，且避难区净面积≥5.0㎡/百人；需设置独立的机械防烟系统、消防专线电话及应急广播；避难层设备管道区应采用3.0h防火隔墙与避难区分隔。②消防设施：需设置避难层消火栓（间距≤30m）、自动喷水灭火系统（喷头动作温度93℃）、火灾自动报警系统（增设吸气式感烟探测器）；消防电梯应能到达所有避难层，井底排水井容量≥3.0m³。③结构抗火：核心筒墙体混凝土强度≥C50，柱、梁需采用防火涂料（耐火极限≥3.0h）；关键构件（伸臂桁架、转换梁）需进行抗火验算，确保火灾时3h内不失效；楼板采用压型钢板组合楼板（耐火极限≥2.0h）。2.30层办公建筑标准层核心筒优化策略：①功能分区：将电梯厅、楼梯间、卫生间、设备管井集中布置，形成“交通核+服务核”双核心。电梯按低区（1-15层）、高区（16-30层）、消防/货梯（贯通）分区，减少停层干扰。②交通组织：电梯厅深度≥2.4m（《办公建筑设计标准》JGJ67-2019），设置明显的导向标识；楼梯间与电梯厅相邻（步行距离≤10m），便于紧急疏散；卫生间设置前室（避免直接对电梯厅），男女厕位比1:1.5。③设备管线：强电井、弱电井分设（间距≥1.0m），井道宽度≥0.8m；空调水管井设置检修门（乙级防火门），与风管井分开；管井顶部设防火封堵，底部设排水地漏。④空间效率：采用小进深核心筒（宽度≤8m），减少面积占用（核心筒面积比≤25%）；电梯采用小机房或无机房设计，释放顶层空间；楼梯间采用剪刀梯（节省1个楼梯间），但需满足2个独立安全出口要求。五、案例分析题不合理之处及优化建议：1.结构体系：45层（160m）超高层建筑采用纯钢筋混凝土框架-核心筒，根据《高规》JGJ3-2024，7度区（0.15g）框架-核心筒最大适用高度为150m（B级高度），160m需采用混合结构（如钢框架-混凝土核心筒），建议外围框架柱采用钢骨混凝土柱，提高抗侧移刚度。2.垂直交通：办公区8部客梯（4低+4高），按《办公标准》JGJ67-2019，1-35层办公人数约35×100=3500人（按100㎡/人），高峰系数0.4，需电梯运输能力=3500×0.4/5=280人/5min，单部电梯（1000kg/13人）运输能力=13×(35/30)=15人/5min（速度2.5m/s），8部仅120人/5min，不足。建议增加2部办公区高区电梯（共10部），并设置1部转换层电梯（15层）减少低区负担。3.避难层设置：15层、30层避难区净面积80㎡，按《建规》5.5.23，超高层建筑避难区净面积≥5.0㎡/百人，办公区35层约3500人，每层需避难面积3500×0.2（人员密度）×5=350㎡（按20%人员需避难），80㎡严重不足。应在12层、24层、36层设置3个避难层，每层净面积≥350㎡，并与设备层结合（如12层设空调机房，24层设消防水箱）。4.幕墙设计：明框玻璃幕墙在160m高度（B类粗糙度），基本风压0.65kN/㎡，阵风系数βz=2.2（160m高度），风荷载标准值=βz×μs×μz×w0=2.2×1.5×2.0×0.65=4.29kN/㎡，6+12A+