2011-2012-1高层试卷D

《高层建筑结构》考试试卷（B卷）

班级 姓名 学号 题号 得分 一 二 三 总得分 评卷人 审核人 一、选择题（每题1分，共20分）

1、高层建筑抗震设计时，应有[ ]抗震防线。（ ）

A.一道； B.两道； C.多道； D.不需要

2、高层建筑结构地震作用效应计算时，可对剪力墙连梁刚度予以折减，折减系数不宜小于[ ]。（ ）

A.0.5 B.0.55 C.0.8 D.0.85

3、当[ ]时，剪力墙结构宜按壁式框架计算。（ ）

A.10，InI； B.10，InI； C.10，InI； D.10，InI 4、剪力墙高宽比越大，剪切变形的影响就[ ]。（ ）

A.越大； B. 越小； C. 与高宽比无关； D.不变 5、框筒结构剪力滞后规律哪一个不对？（ ）

A.柱距不变，加大梁截面可减小剪力滞后。 B.结构上部，剪力滞后减小。 C.角柱愈大，剪力滞后愈小。

D.方形结构边长愈大，剪力滞后愈大。

6、在水平荷载作用下，剪力墙结构应处于[ ]状态并且有足够的[ ]，避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用条件。（ ）

A.塑性；强度 B.弹塑性；强度 C.弹塑性；刚度 D. 弹性；刚度 7、高层建筑基础埋置深度可从[ ]算至[ ]。（ ）

A.室内地坪；基础底面 B.室内地坪；基础顶面 C.室外地坪；基础底面 D.室外地坪；基础顶面

8、竖向荷载作用下剪力墙内力的计算，不考虑结构的连续性，可近似认为各片剪力墙只承受[ ]。（ ）

A.轴向力； B.弯矩； C.剪力； D.弯矩和轴向力 9、当[ ]，为大偏压剪力墙。（ ） A.xbh0； B.xbh0； C.x0.3h0； D.x0.3h0 10、Vw0.25cfcbhw是为了保证剪力墙的截面不宜[ ]。（ ） A.过大； B.过小； C.变化； D.其他 二、问答题（每题20分，共40分） 1、如下图所示框架-剪力墙结构中，在进行横向内力计算时，请回答： （1）如简化为刚结体系，请画出计算简图，并指出简化后体系各代表实际结构中的哪些具体构件？

（2）如简化为铰结体系，请画出计算简图，并指出简化后体系各代表实际结构中的哪些具体构件？

（3）图示并说明连梁刚结对结构内力（Mw、Vw、Vf）的影响，指出刚度特征值λ及侧移Δ的变化情况。

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、计算分析题（每题20分，共40分）

1、在用连续化方法对双肢墙进行求解时，得到均布荷载下微分方程的解为：

Φ()C1ch()C2sh()1-，请做如下分析：

（1）试根据边界条件确定系数C1，C2？

（2）用解得的Φ()值写出连梁的约束弯矩m()及双肢墙连梁和墙肢的内力。

2、某12层钢筋混凝土整体小开口剪力墙，如图所示，混凝土强度等级为C25，E=2.80×107kN/m2，承受倒三角形水平分布荷载。试计算其顶点位移和底层左端墙肢的内力。

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山东科技大学泰山科技学院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.高层建筑抗震设计时，应有[ ]抗震防线。（C）

A.一道； B.两道； C.多道； D.不需要

2、高层建筑结构地震作用效应计算时，可对剪力墙连梁刚度予以折减，折减系数不宜小于[ ]。（A）

A.0.5 B.0.55 C.0.8 D.0.85

3.当[ ]时，剪力墙结构宜按壁式框架计算。（D）

A.10，InI； B.10，InI； C.10，InI； D.10，InI 4.剪力墙高宽比越大，剪切变形的影响就[ ]。（B）

A.越大； B. 越小； C. 与高宽比无关； D.不变 5、框筒结构剪力滞后规律哪一个不对？（C）

A.柱距不变，加大梁截面可减小剪力滞后。 B.结构上部，剪力滞后减小。 C.角柱愈大，剪力滞后愈小。

D.方形结构边长愈大，剪力滞后愈大。

6、在水平荷载作用下，剪力墙结构应处于[ ]状态并且有足够的[ ]，避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用条件。（D）

A.塑性；强度 B.弹塑性；强度 C.弹塑性；刚度 D. 弹性；刚度 7、高层建筑基础埋置深度可从[ ]算至[ ]。（C）

A.室内地坪；基础底面 B.室内地坪；基础顶面 C.室外地坪；基础底面 D.室外地坪；基础顶面

8.竖向荷载作用下剪力墙内力的计算，不考虑结构的连续性，可近似认为各片剪力墙只承受[ ]。（A）

A.轴向力； B.弯矩； C.剪力； D.弯矩和轴向力 9.当[ ]，为大偏压剪力墙。（A）

A.xbh0； B.xbh0； C.x0.3h0； D.x0.3h0 10.Vw0.25cfcbhw是为了保证剪力墙的截面不宜[ ]。（B） A.过大； B.过小； C.变化； D.其他 二、问答题 1、如下图所示框架-剪力墙结构中，在进行横向内力计算时，请回答： （1）如简化为刚结体系，请画出计算简图，并指出简化后体系各代表实际结构中的哪些具体构件？

4片墙，11榀框架（36根柱子），4根连梁，4个刚结端。 图：3分；构件：5分。

（2）如简化为铰结体系，请画出计算简图，并指出简化后体系各代表实际结构中的哪些具体构件？

4片墙，11榀框架（36根柱子）。 图：3分；构件：3分。

（3）图示并说明连梁刚结对结构内力（Mw、Vw、Vf）的影响，指出刚度特征值λ及侧移Δ的变化情况。

1)考虑连梁的约束作用时，结构的刚度特征值增大，侧向位移减小。（1分）

2)由于连梁对剪力墙的线约束弯矩为反时针方向，故考虑连梁的约束作用时，剪力墙上部截面的负弯矩将增大，下部截面的正弯矩将减小，反弯点下移。（1分）

3)考虑连梁的约束作用时，剪力墙的剪力将增大，而框架剪力减小。（1分）

图 连梁刚结对结构内力的影响

图：3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

xmmx;ymiiimmymiii （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

x0Dyixi/Dyi；y0Dxkyi/Dxk （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、在用连续化方法对双肢墙进行求解时，得到均布荷载下微分方程的解为：

Φ()C1ch()C2sh()1-，请做如下分析：

（1）试根据边界条件确定系数C1，C2？

（1）当x0，即0时，0。可得：(0)0，Φ(0)0（2分） 有：0C11C11（2分）

d2y0。可得：(x)xH0，Φ()10（2分） （2）当xH，即1时，dx2又：Φ()C1sh()C2ch()1（2分） 有：0C1shC2ch1C2得：Φ1ch1sh

chch（2）用解得的Φ()值可求得连梁的约束弯矩m()，试用m()写出双肢墙连梁及

1sh（2分）

ch墙肢的内力。

1212Φ,ΦmΦ2V0mimhΦ2V0h

lbMVbibimi2 miVbi j1,2naNVNNwijbii1i2inI1MMmwi1piiIIi12mi

nI2MmMwi2piiIIi12每个内力2分，共10分。

2、某12层钢筋混凝土整体小开口剪力墙，如图所示，混凝土强度等级为C25，E=2.80×107kN/m2，承受倒三角形水平分布荷载。试计算其顶点位移和底层各墙肢的内力。

解：首先计算各墙肢的几何参数，见表1。

组合截面的形心轴坐标为

x0AxAjjj5.9254.57m 1.296表1 各墙肢的几何参数计算

墙肢 1 2 3 Aj/m2 0.3 0.5 0.099 1.296 xj/m 2.01 6.65 9.59 Ajxj 1.292 3.684 0.949 5.295 yj/m 2.56 2.08 5.02 Ij/m4 0.866 0.552 0.003 1.421 Ajyi2 4.21 2.40 2.49 9.10 组合截面的惯性矩为各墙肢对组合截面形心轴的惯性矩之和，即

IIjAjyj21.4219.1010.521m4

m，Vi291.45kN。根据整体小底层墙底截面的总弯矩和总剪力分别为Mi6761.kN·开口墙的内力计算公式，可求得各墙肢的内力，见表2。由于墙肢3较细小，其弯矩还按式（6.6.6）计算了附加弯矩。表中墙肢轴力为负值时表示墙肢受压。

表2 各墙肢底层的内力分配

各墙肢内力 底层墙肢内力 Vij 0.553 Vi 0.408 Vi 0.039 Vi M1j（kN·m） N1j（kN） V1j（kN） 1088.6 6.7 15.4 9.3 -635.6 -270.5 161.21 118.9 11.4 墙肢 1 2 3 AjAj0.496 0.427 0.076 IjIj0.609 0.388 0.002 AjyjI0.156 0.110 0.047 IjI Mij 0.161Mi 0.102 Mi 0.0006 Mi + 0.039 Vi Nij 0.133 Mi -0.094 Mi -0.040 Mi 0.082 0.052 0.0003 剪力墙混凝土强度等级为C25，E=2.80×107kN/m2，故等效刚度

0.8EI0.82.8010710.521EJd21.976107kN·m2

9I91.210.52111AH21.29634.82可求得顶点位移