大学2011土08高层期中考题及答案

大学 土木与交通学院 2011/2012（一）高层建筑结构设计期中考试题班级：土08- 姓名： 学号： 成绩： 一、简答题（每题3分，20题，共计60分）1简述框架-剪力墙结构中，剪力墙的布置原则。 答：均匀、分散、周边、对称。2随着建筑高度的增加，结构在水平力作用下的作用效应有何分布特点，为什么？答：分布特点：位移弯矩轴力随着高度的增加迅速增长，而且位移增长最快，其次是弯矩和轴力；原因：作用效应中位移、弯矩、轴力，分别和高度的关系是4，2，1次方的关系。 3简述高层建筑结构平面和立面布置原则，并选其中两条规定说明原因。答：平面简单规则对称（减小扭转效应，消除地震波输入的相位角差，避免振型不一致相互碰撞）立面刚度均匀连续（避免形成薄弱层，和塑性铰集中）。（开放性题目回答合理都给分）4钢筋混凝土构件的承载力抗震调整系数如何取值，为什么？ 答：一般取小于1，考虑到地震是偶然因素，提高构件的承载能力设计值，使得现行规范和过去的混凝土规范设计强度大致保持一致。（过去混凝土规范对材料强度的稳定性要求一直在提高）5计算水平地震作用时，顶部附加地震作用的意义是什么？当建筑自振周期小于1.4倍特征周期时，为什么可以不考虑顶部附加地震作用？答：鞭梢效应对顶部地震作用会放大，考虑高振型的影响。周期小的建筑刚度较大，层数较少，振型不多，而鞭梢效应一般是针对柔性结构，高度较大，振型较多的结构。6在满足使用要求的前提下，为什么框架结构要尽量选择等跨式而非内廊式结构布置方案？选择内廊式布置时，需要注意什么问题？答：等跨式比内廊式受力更加合理，能够尽量减少短跨梁因为刚度过大，而内力过大引起超筋，造成构件剪压破坏。注意问题：增加构造措施来加强梁的抗剪能力，如梁端加密箍筋，配置斜筋等。7简述我国抗震设计规范“三水准设防两阶段设计”的具体内容。答：三水准：小震不坏，中震可修，大震不倒；两阶段：多遇地震烈度对应的地震效应和其他荷载效应的组合验算结构构件的承载能力和结构的弹性变形；罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹塑性变形。8简述软钢和硬钢应力-应变曲线的区别。答：有无明显的屈服台阶，画图也行。9框架中梁箍筋的作用都有哪些？答：直接抗剪，约束混凝，提高混凝土极限压应变，提高塑性铰的转动能力。抑制斜裂缝的展开和延伸。增加开裂截面的摩擦力，增加纵向钢筋的销栓力。10绘制单筋矩形截面梁正截面极限承载力计算简图，列出平衡方程。略11框架柱的延性构造措施有哪些？ 答：设计大偏心受压构件、对柱端箍筋加密、采用复合箍筋、提高柱子的混凝土等级、采用双向纵筋布置、采用中低级钢筋。12为什么钢筋混凝土框架梁的纵向受力钢筋不宜过粗，而框架柱的纵筋则正好相反？答：梁出于正常使用状态考虑，裂缝不能够过宽。柱子受轴力，钢筋过细容易失稳。13钢筋混凝土梁的剪跨比较小时，混凝土强度对抗剪承载力有何影响，为什么？答：剪跨比较小时，梁容易出现斜压破坏，混凝土抗压强度越高，梁的承载力提高就越多。14何谓小震、中震和大震？答：设计基准期内，遭遇概率为63%，五十年一遇的为小震；遭遇概率为10%，475年一遇的为中震；遭遇概率为2%-3%，1500-1600年一遇的为大震。15简述高层建筑结构抗风设计和抗震设计的区别。答：抗风设计要求迎风方向刚度要大而且还要考虑到荷载效应；抗震设计要求建筑物各个方向的刚度要均匀16风荷载在建筑立面上分布的特点是什么？答：越往高处越大，同一平面内，中间大两边小。17钢筋混凝土结构安全等级如何划分?而高层建筑结构抗震等级又是如何划分的？二者有何区别？答：钢筋混凝土结构安全等级是按结构破坏所造成的影响来划分的；高层建筑结构的抗震等级是按，建筑的设防烈度，结构类型，房屋高度来划分的。18结构自振周期计算的顶点位移法中，顶点位移的涵义？该方法的应用范围又是什么？答：假想把集中在各个楼层处的重力荷载代表值，作为该楼层的水平荷载。按弹性的刚度计算，得到的结构顶点的弹性水平位移。范围：应用于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构、框架-剪力墙结构和剪力墙结构。19为什么要控制框架柱的轴压比？答：减小受压区高度，保证塑性铰有足够的转动能力，提高构件的延性。20钢筋混凝土框架结构延性设计的总体原则是什么？答：强柱弱梁、强剪弱弯、强节点、强锚固。2、计算题（4题，共计40分）1（4分）北京地区，框架结构总高30m，剪力墙结构总高50m，求各自的防震逢宽度。2（12分）北京西城区某三层框架结构平面轮廓如下图，场地土为类，地震分组为一组，地面粗糙度为D类，基本风压W0=0.45KN/m2，体型系数如图所示，结构自振周期取T=0.33+0.00069，建筑平均重力荷载G取12KN/m2。（1）计算总风荷载设计值（沿高度分布值）；（2）用底部剪力法计算水平水平地震作用（FE，Fi）。3（24分）北京市某二层钢筋混凝土框架结构，结构层高均为4m，屋、楼板板厚140mm，吊顶重0.5KN/m2，屋、楼面做法重1kN/m2，屋、楼面使用活荷载2.5kN/m2，混凝土等级C30，混凝土全现浇。（1）写出边框架梁和中框架梁线刚度的计算公式；（2）估算中框架梁截面尺寸；（3）估算中框架柱截面尺寸；（4）根据估算构件截面尺寸，计算中框架中柱在常遇水平地震作用下的弯矩；（5）用弯矩分配法计算中框架梁、柱弯矩，并计算中框架梁的剪力和柱子轴力。