山东科技大学高层结构设计试题Word版.docx
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山东科技大学高层结构设计试题Word版
山东科技大学2011—2012学年第一学期
《高层建筑结构》考试试卷（A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、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.0.5B.0.55C.0.8D.0.85
3、当[]时，剪力墙结构宜按壁式框架计算。
（D）
A.
；B.
；
C.
；D.
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[]。
（）
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.
；B.
；C.
；D.
10、
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（
、
、
）的影响，指出刚度特征值λ及侧移
的变化情况。
2、在多层框架结构中，经常由于使用要求等原因而设置了电梯，电梯井一般做成钢筋混凝土筒。
在实际工程中，许多设计人员只对框架结构进行了分析，并认为电梯井的存在增大了结构的刚度，并分担了框架结构的内力，使结构趋于安全，这种观点是否正确？
请根据框架-剪力墙协同工作原理，做如下分析：
（1）图示并说明框架和剪力墙之间荷载的分布特征。
（2）图示并说明刚度特征值对结构侧移及内力的影响。
（3）指出本例中设计人员观点是否正确？
如不正确，请提出处理措施。
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：
，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
值写出连梁的约束弯矩
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各墙肢的内力。
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山东科技大学2011—2012学年第一学期
《高层建筑结构》考试试卷（A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.0.5B.0.55C.0.8D.0.85
3.当[]时，剪力墙结构宜按壁式框架计算。
（D）
A.
；B.
；
C.
；D.
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.
；B.
；C.
；D.
10.
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？
5片墙，7榀框架（26根柱子），3根连梁，5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？
3片墙，7榀框架（26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（
、
、
）的影响，指出刚度特征值λ及侧移
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、在多层框架结构中，经常由于使用要求等原因而设置了电梯，电梯井一般做成钢筋混凝土筒。
在实际工程中，许多设计人员只对框架结构进行了分析，并认为电梯井的存在增大了结构的刚度，并分担了框架结构的内力，使结构趋于安全，这种观点是否正确？
请根据框架-剪力墙协同工作原理，做如下分析：
（1）图示并说明框架和剪力墙之间荷载的分布特征。
和
的作用方向与外荷载
方向一致时为正。
可见，框架承受的荷载
在上部为正，下部为负。
（1分）
在框架和剪力墙顶部，存在大小相等、方向相反的自平衡集中力。
（1分）
图：
3分
（2）图示并说明刚度特征值对结构侧移及内力的影响。
当且
＝0时，框架剪力为零，剪力墙承担全部剪力；当
很大时，框架几乎承担全部剪力；当
为任意值时，框架和剪力墙按刚度比各承受一定的剪力。
（2分）
基底处框架不承担剪力，全部剪力由剪力墙承担。
（1分）
随
值增大，框架最大剪力位置向结构底部移动。
（1分）
通常在1.0～3.0范围内变化，因此框架最大剪力的位置大致处于结构中部附近，而不在结构底部，这与纯框架结构不同。
（1分）
，此时框架—剪力墙结构就成为无框架的纯剪力墙体系，其侧移曲线与悬臂梁的变形曲线相同，呈弯曲型变形；
，此时结构转变为纯框架结构，其侧移曲线呈剪切型；当
介于0与
之间时，框架—剪力墙结构的位移曲线介于弯曲型与剪切型之间，属弯剪型。
（2分）
图：
4分
（3）指出本例中设计人员观点是否正确？
如不正确，请提出处理措施。
隐患：
忽略剪力墙刚度，造成地震力计算偏小。
（1分）框架中部不安全。
（1分）
措施：
按框架—剪力墙复核，适当加强框架中部。
（2分）
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：
，请做如下分析：
（1）试根据边界条件确定系数C1，C2？
（1）当
，即
时，
。
可得：
，
（2分）
有：
（2分）
（2）当
，即
时，
。
可得：
，
（2分）
又：
（2分）
有：
（2分）
得：
（2）用解得的
值可求得连梁的约束弯矩
，试用
写出双肢墙连梁及墙肢的内力。
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
表1各墙肢的几何参数计算
墙肢
Aj/m2
xj/m
Ajxj
yj/m
Ij/m4
1
0.643
2.01
1.292
2.56
0.866
4.21
2
0.554
6.65
3.684
2.08
0.552
2.40
3
0.099
9.59
0.949
5.02
0.003
2.49
1.296
5.295
1.421
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
底层墙底截面的总弯矩和总剪力分别为
，
。
根据整体小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
墙肢
各墙肢内力
底层墙肢内力
Mij
Nij
Vij
M1j（kN·m）
N1j（kN）
V1j（kN）
1
0.496
0.609
0.156
0.082
0.161Mi
0.133Mi
0.553Vi
1088.6
899.3
161.21
2
0.427
0.388
0.110
0.052
0.102Mi
-0.094Mi
0.408Vi
689.7
-635.6
118.9
3
0.076
0.002
0.047
0.0003
0.0006Mi+
0.039Vi
-0.040Mi
0.039Vi
15.4
-270.5
11.4
剪力墙混凝土强度等级为C25，E=2.80×107kN/m2，故等效刚度
可求得顶点位移
每步1分，共20分
（注：
可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!
）
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