山东科技大学高层结构设计试题

山东科技大学2011—2012学年第一学期《高层建筑结构》考试试卷（B卷）班级姓名学号题号一二三总得分评卷人审核人得分一、选择题（每题1分，共20分）1、剪力墙高度比H/B1.5，墙体易发生[]。（）（A）弯曲破坏（B）弯剪破坏（C）剪切破坏（D）弯压破坏2、下列规定不符合抗连续倒塌概念设计的是？（）（A）主体结构宜采用多跨规则的超静定结构。（B）结构构件应具有一定的反向承载能力。（C）周边及边跨框架的柱距不宜过大。（D）钢结构框架梁柱宜铰接。3、当[]，可不考虑连梁的约束作用，各墙肢分别按独立的悬臂墙计算。（）（A）α1（B）1≤α10（C）α≥10（D）与α无关4、抗震设计时，框架结构的楼梯间不符合规定的是？（）（A）楼梯间的布置应尽量减小其造成的结构平面不规则。（B）宜采用现浇钢筋混凝土楼梯，楼梯结构应有足够的抗倒塌能力。（C）宜采取措施加强楼梯对主体结构的影响。（D）当钢筋混凝土楼梯与主体结构整体连接时，应考虑楼梯对地震作用及其效应的影响，并应对楼梯构件进行抗震承载力验算。5、高层建筑结构整体计算中，当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层与首层侧向刚度比不宜小于[]。（）（A）0.5（B）0.7（C）1（D）26、高层建筑结构整体计算中未考虑楼面活荷载不利布置时，应适当增大楼面梁的计算[]。（）（A）弯矩（B）剪力（C）轴力（D）荷载7、高层建筑各类结构用混凝土强度等级均不应低于[]。（）（A）C15（B）C20（C）C25（D）C308、当χξbh0时，剪力墙为[]。（）（A）大偏压（B）小偏压（C）大偏拉（D）小偏拉9、框架结构的填充墙及隔墙的布置不符合要求的是？（）（A）避免形成上、下层刚度变化过大。（B）避免形成短柱。（C）减少因抗侧刚度偏心而造成的结构扭转。（D）不宜选用轻质墙体。10、剪力墙在偏心受压时的斜截面受剪承载力，应考虑[]使得抗剪能力提高的那部分影响。（）（A）压力（B）弯矩（C）拉力（D）轴力二、问答题（每题20分，共40分）1、在多数建筑中门窗洞口在剪力墙中的排列都很整齐，剪力墙可以划分为许多墙肢和连梁，将连梁看成墙肢间的连杆，并将它们沿墙离散为均匀分布的连续连杆，用微分方程求解，这种方法称为连续化方法。请回答：（1）连续化方法在联肢墙内力位移计算中做了哪些假定？（2）用解得的)(值可求得连梁的约束弯矩)(m，)()(2210Vm，试用)(m写出双肢墙连梁及墙肢的内力。2、高层建筑受力复杂，竖向要求传力构件要连续，传力途径不间断，平面要求形体的几何中心、质量中心、刚度中心及荷载作用中心“四心合一”，这都是为了做到结构体系布置合理，达到安全性和经济性的最优。那么，在高层建筑结构布置中：（1）请写出刚度中心的表达式，并说明由于刚度中心和质量中心不重合而产生扭转效应时对结构内力的影响，如何调整？（2）框架-剪力墙结构中剪力墙布置的原则是什么？剪力墙应该主要布置在那些位置？三、计算题（每题20分，共40分）1、某剪力墙结构总高度H=42.2米，层高h=2.9米，其截面尺寸如下图所示，已知该墙体底部分配的弯矩和剪力设计值分别为7960kN·m、260kN。（858.0,14874.0,12＝＝；＝＝；226TiiHDhI）（1）请判别该剪力墙的类型；（2）计算墙肢3（右边）的内力（弯矩、剪力和轴力）。2、某矩形截面剪力墙总高度mmbw180，mmhw3090，底部截面承受的弯矩设计值为mkNM5.883，轴力设计值N=1119.5kN（压），剪力设计值V=106kN。纵筋为HRB400级，2/360mmNfy，%5.0min；箍筋和分布筋为HPB235级，2/210mmNfyv，%2.0min,sv；混凝土为C25，2/9.11mmNfc，2/27.1mmNft，518.0b。竖向分布钢筋为双排φ8＠200（213.50mmAsw），墙肢两端400mm范围内配置纵向钢筋。要求：（1）计算轴压比，确定端部纵筋(对称配筋)。（2）验算剪压比，确定水平分布筋。附参考公式：墙肢123∑面积(2m)0．09280．37440．86061．328惯性矩(4m)0．00260．17082．07632．2497组合截面形心轴(m)到左端5.64组合截面惯性矩(4m)11.2932连梁12惯性矩0.009720.00972折算惯性矩0.004330.00468iD0.019600.07252)2()5.1(21)()2()5.1(0120'0''000''1xhxbffbxhahfAhheNfbxhfAfAxbfNwwcwy00)13.05.0(5.01wshyhwwthsAfNhbfV第2页/共2页山东科技大学2011—2012学年第一学期《高层建筑结构》考试试卷（B卷）答案一、选择题（20分）1、剪力墙高度比H/B1.5，墙体易发生[]。（C）（A）弯曲破坏（B）弯剪破坏（C）剪切破坏（D）弯压破坏2、下列规定不符合抗连续倒塌概念设计的是：（D）。（A）主体结构宜采用多跨规则的超静定结构。（B）结构构件应具有一定的反向承载能力。（C）周边及边跨框架的柱距不宜过大。（D）钢结构框架梁柱宜铰接。3、当[]，可不考虑连梁的约束作用，各墙肢分别按独立的悬臂墙计算。（A）（A）α1（B）1≤α10（C）α≥10（D）与α无关4、抗震设计时，框架结构的楼梯间不符合规定的是（C）。（A）楼梯间的布置应尽量减小其造成的结构平面不规则。（B）宜采用现浇钢筋混凝土楼梯，楼梯结构应有足够的抗倒塌能力。（C）宜采取措施加强楼梯对主体结构的影响。（D）当钢筋混凝土楼梯与主体结构整体连接时，应考虑楼梯对地震作用及其效应的影响，并应对楼梯构件进行抗震承载力验算。5、高层建筑结构整体计算中，当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层与首层侧向刚度比不宜小于（D）。（A）0.5（B）0.7（C）1（D）26、高层建筑结构整体计算中未考虑楼面活荷载不利布置时，应适当增大楼面梁的计算（A）。（A）弯矩（B）剪力（C）轴力（D）荷载7、高层建筑各类结构用混凝土强度等级均不应低于（B）。（A）C15（B）C20（C）C25（D）C308、当χξbh0时，剪力墙为[]。（B）（A）大偏压（B）小偏压（C）大偏拉（D）小偏拉9、框架结构的填充墙及隔墙的布置不符合要求的是：（D）。（A）避免形成上、下层刚度变化过大。（B）避免形成短柱。（C）减少因抗侧刚度偏心而造成的结构扭转。（D）不宜选用轻质墙体。10、剪力墙在偏心受压时的斜截面受剪承载力，应考虑[]使得抗剪能力提高的那部分影响。（A）（A）压力（B）弯矩（C）拉力（D）轴力二、问答题1、（1）连续化方法在联肢墙内力位移计算中做了哪些假定基本假定1）每一楼层处的连梁简化为沿该楼层均匀连续分布的连杆。2）忽略连梁轴向变形，两墙肢同一标高水平位移相等。转角和曲率亦相同。3）每层连梁的反弯点在梁的跨度中央。4）沿竖向墙肢和连梁的刚度及层高均不变。当有变化时，可取几何平均值。(5分)（2）用解得的)(值可求得连梁的约束弯矩)(m，)()(2210Vm，试用)(m写出双肢墙连梁及墙肢的内力。m是沿高度连续变化的函数，j层连梁的约束弯矩()jjjmmh（除顶层外）j层连梁的剪力V()/2/2bjjjjmcmhcj层连梁的端部弯矩000M=V()/2/2bjbjjjjamacmhacj层墙肢的轴力NnjbkkjV（10分）j层墙肢的内力1112MnjpjkkjIMmII2112MnjpjkkjIMmII0110012VjpjIVII0110012VjpjIVII（5分）2、（1）建筑结构的质心与刚心质心：地震荷载的作用点即惯性力合理作用点。质心位置计算，假设每个楼层的质量都集中在楼面上，将楼面分为若干个单元，且每个单元中的质量都集中在它的形心，其质心位置为;iiiimmiimxmyxymm（5分）刚心：各抗侧力结构的刚度中心。当水平荷载的合力通过该点时楼面不发生扭转。其刚心位置为00//yiiyixkixkxDxDDyD；y（5分）剪力墙的布置（10分）(1)剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化或恒载较大的部位，剪力墙的间距不宜过大；平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。(2)纵、横向剪力墙宜组成L形、T形和匚形等形式，以使纵墙（横墙）可以作为横墙（纵墙）的翼缘；楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置，以增强其空间刚度和整体性。(3)剪力墙布置不宜过分集中，单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总剪力的40%，以免结构的刚度中心与房屋的质量中心偏离过大、墙截面配筋过多以及不合理的基础设计。当剪力墙墙肢截面高度过大时，可用门窗洞口或施工洞形成联肢墙。三、计算分析题1、（1）（5分）小开口墙。）条件，可判别为整体）和按照上述所以）＝）21/,,86.08.02932.11/)2497.2293.11(/)(/2107.131641.1902497.2)07252.001960.0(9.28.02.42661222IIIIIIIIDhHAiAji（2）（每步5分共15分）2、解：（1）计算轴压比（2分）：169.0)1803090(9.11105.11193AfNc（2）计算各参数值(2分))(28902003090,2000mmahhmmass，%28.02001805.502sbAwSw（3）计算x(4分)为大偏压。),(472890518.0)(524%28.02101805.11809.111%28.021018028905.11195.1010mmhmmfbbffbhNxbwy（4）计算端部纵筋面积(5分))(23462497.20763.2796015.0293.110763.2796085.015.085.01mkNIIMIIMMiiPiPzi）)(96587.18606.011293796085.085.02kNyAIM）Niipzzi)(204)2497.20763.2328.18606.0(21260)(213kNIIAAV）Viiiipzi0)2002890(360)25242890(5241809.11)2002890(360%28.0210180)5245.12890(21)230902890105.11195.883(105.1119)()2()5.1(21)2(233'0'012000'swywwcwy按构造要求配置钢筋，)(360400180%5.02min'mmAAAcss（5）验算剪压比（2分）88.22890106105.88330VhM满足要求。,106)(132530901809.11125.025.0kNkNhbfwwcc（6）确定水平分布筋（5分）00)13.05.0(5.01wshyhwwthsAfNhbfV2890210)105.111913.0289018027.15.0(5.02.211010633sAsh选双排φ8＠200，23.502mmAsh，mms200代入上式满足要求%2.0%28.0minsvsvbsAs，符合构造要求。