高层建筑结构考试试卷2011-2012

1一、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）概念选择题答题卡题号12345678910答案CDAACCCBBA1、限制轴压比的目的是保证框架柱具有一定（）。（A）强度（B）承载力（C）延性（D）刚度2、双肢墙计算中，在相同Mp作用下，整体系数增大，则连梁刚度、墙肢轴力和墙肢弯矩变化规律（）。（A）增大；减小；减小（B）增大；增大；增大（C）减小；增大；减小（D）增大；增大；减小3、下列说法正确的有：（）（A）柱剪跨比越小，其延性越差（B）柱轴压比增大，其承载力降低（C）柱纵向受拉钢筋越小，延性越好（D）柱箍筋加密，延性有所降低4、下列说法正确的有：（）（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5、框架剪力墙结构中以（）为依据设置剪力墙数量。（A）框架的抗侧刚度（B）剪力墙的等效抗弯刚度（C）结构侧移（D）刚度特征值6、下列说法正确的有：（）（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（C）剪力墙的轴压比限值比柱轴压比限值的要求严格2（D）框架剪力墙结构中，框架顶点剪力为零7、抗推刚度fC的物理意义是：（）（A）产生单位位移需要施加的推力（B）产生单位转角需要施加的弯矩（C）产生单位转角需要施加的推力（D）产生单位位移需要施加的弯矩8、高层建筑中限制刚重比的目的是保证建筑物不发生（）（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、框架－剪力墙结构计算时，刚度特征值的大小对结构的影响规律正确的是（）。（A）刚度特征值愈大，结构越趋向于弯曲型变形（B）刚度特征值愈大，结构越趋向于剪切型变形（C）刚度特征值反映了框架抗侧刚度与剪力墙抗弯刚度的比值（D）刚度特征值愈小，框架承受的外荷载越大10、减小筒体结构剪力滞后效应的措施正确的是（）。(A)密柱深梁(B)长宽比宜大于2(C)高宽比宜小于3(D)增大柱刚度二、简答题（共计30分）1、画出如图1所示荷载作用下框架结构的弯矩图（只画形状，不必标大小）。（5分）图132、对于高层建筑结构，为什么侧移成为主要控制指标？（5分）答：过大的侧移使人有一种不安全感、不舒适感过大的侧移会使隔墙、围护结构以及装修损坏，使电梯轨道变形高楼重心位置较高，过大侧移使结构因P－△效应而产生较大的附加应力，甚至导致恶性循环直至倒塌3、影响框架柱延性耗能的两个主要因素是什么？简述他们对框架柱的延性影响作用。（5分）答：剪跨比、轴压比轴压比cccNfA与剪跨比00/22cccVHHMVhVhh轴压比的大小，与柱的破坏形态和变形能力是密切相关的。随着轴压比不同，柱将产生两种破坏形态：受拉钢筋首先屈服的大偏心受压破坏和破坏时受拉钢筋并不屈服的小偏心受压破坏。而且，轴压比是影响柱的延性的重要因素之一，柱的变形能力随轴压比增大而急剧降低，尤其在高轴压比下，增加箍筋对改善柱变形能力的作用并不明显。所以，抗震设计中应限制柱的轴压比不能太大，其实质就是希望框架柱在地震作用下，仍能实现大偏心受压下的弯曲破坏，使柱具有延性性质。剪跨比2长柱，发生弯曲破坏;剪跨比=2短柱，发生剪切破坏;剪跨比1.5极短柱，发生剪切斜拉破坏4、框架－剪力墙结构中，框架部分承担的地震剪力满足：不满足上式要求的楼层，其层框架总剪力应按0.2V0和1.5Vf,max(最大剪力)二者的较小值采用，请解释为什么？（5分）00.2fVV4答：多道抗震防线，作为第二道抗震防线，结构进入塑性时，保证框架部分要求具有足够强度和刚度5、画出框架—剪力墙结构的两种计算简图，并说明它们的区别（5分）框架－剪力墙结构的计算简图可分为两类——铰结体系与刚结体系通过楼板联系——简化为铰结连梁，形成铰结体系通过楼板和连梁联系——简化为刚结连梁，形成刚结体系6、简述在进行剪力墙设计时，如何实现延性剪力墙？（5分）答：（1）强墙弱梁——尽量使连梁出现塑性铰（2）强剪弱梁——使构件在形成塑性铰前，不出现剪切破坏（3）限制墙肢的轴压比和墙肢设置边缘构件（4）强锚固、加强重点部位三、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5题号123456789101112答案本部分内容中可能用到的材料性能参数：C30混凝土：fc=14.3N/mm2；ft=1.43N/mm2；E=3×104N/mm2，G=0.42E题(一)：如图2所示某四层框架结构，混凝土强度等级为C30；梁截面尺寸为200×500mm，柱截面尺寸为500×500mm，水平荷载见图2，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）6000400050004000400040kN60kN80kN100kN6000ABCDEF图2计算选择题（一）图问题：1、竖向荷载作用下，假设梁AC两端弯矩MA和Mc分别为-20kN.m、-70kN.m，（梁下侧受拉为正）梁AC上面承受均布荷载，荷载值为15kN/m，图1框架结构柱AB的轴力（受压为正）最接近c。（5分）(a)42.5kN(b)41.0kN(c)38.0kN(d)45kN2670156/2200AcVGH636.7ACABVNkN2、柱AB的线刚度最接近b(弹性模量取E)。（5分）(a)53.510E(b)13×105E(c)5910E(d)57.810E355005008.6810126000ABEiE3、假设10107.63*10,3.79*10ACBDABiii（单位N.mm），则柱AB的侧移刚度D最接近b。（5分）(a)12554.4N/mm(b)14270.5N/mm(c)19945.3N/mm(d)17055N/mmk底层柱12ciiki0.52kk其他柱12342ciiiiki2kk7.637.632.013223.79ACBDciikik2.0130.502k222.013＝＋210c212i123.79100.50214269.35/h4000DNmm4、假设柱AB、CD、EF线刚度为i，梁AC、CE、BD、DF线刚度为4i，柱AB、EF抗侧刚度为D，柱CD刚度为1.2D，顶层框架柱AB上端弯矩ABM上最接近a。（5分）12×4000137(a)25.2kN.m(b)40.8kN.m(c)15.8kN.m(d)27.2kN.md＝3.2DABV=40*(D/3.2D)=0.3125*40=12.5kNABM上=0.5*4*12.5=25kN.m5、同问题4，假设柱AB、CD剪力分别为160kN、180kN，柱AB的轴力最接近b。（5分）(a)68.9kN(b)83.0kN(c)88.7kN(d)37.8kN同问题4，ABM上=0.50*4*160=320kN.mACM左=320kN.miAC/（iAC+iCE）左梁0.5右梁0.5ACM右＝0.5*180*0.5*4＝180kN.mACV＝（320＋180）/6=83.3kNABN=83.3kN6、同问题4，设D＝15877N/mm，框架顶层的层间侧移最接近c。（5分）(a)1.3mm(b)0.47mm(c)0.7mm(d)0.59mm340100.787(111.2)15877mm7、假设柱AB的轴力设计值为2000kN，则柱AB的轴压比最接近d。（5分）(a)0.50(b)0.78(c)0.60(d)0.5632000100.55914.3500500mm1.5*425.87638.805.GHMkNm8348.28638.8051.5*329.034.5GHVkN8、如图2假设底层中柱（柱GH）上、下端弯矩设计值分别为348.28kN.m、425.87kN.m，柱GH剪力设计值（()/tbvcCCnVMMH，柱的调整系数均取值1.5）数值最接近d。（5分）(a)228.9kN(b)200.3kN(c)300.4kN(d)330.9kN题(二)：如图3所示某剪力墙结构，12层，已知墙厚0.2m，混凝土C25，E=2.8×104N/mm2，G=0.42E，承受水平倒三角形荷载，max30/qkNm。计算不考虑剪切效应的影响(精确到小数点后3位)。(共20分)12X3=36m343212130kN/m图3计算选择题（二）图（单位：m）9问题：9、结构底部内力M0最接近a。（5分）(a)12960(b)25920(c)19440(d)486022011303612960.33MqlkNm10、请问连梁的刚度（023/bbDIca，不考虑剪切效应影响）最接近a。（5分）(a)0.018(b)0.10(c)0.036(d)0.07解：几何参数计算跨度：21/42.25iam340.2*1/120.017bIm2323/0.017*3.5/2.250.0183biDIca11、请问剪力墙的惯性矩最接近b。（5分）(a)25.64m4(b)15.16m4(c)14.43m4(d)17.26m4解：墙：341210.230.45m12II＝241222*0.452*3*0.2*3.5*3.515.6mIIIAy＝12、同题9，假设0.06iD，424.5mI，40.735m(1,2)iIi该剪力墙为c。（5分）（6iiHDThI，ZIIn/）(a)整体墙(b)联肢墙(c)整体小开口墙(d)壁式框架解：(2*)/(24.52*0.735)/24.50.94iTIII106iiHDThI＝735.0*2*3*94.006.0*6*36=10.6110故剪力墙为整体小开口墙。11草稿纸112草稿纸213