西南交大结构抗震及高层建筑离线作业.docx
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西南交大结构抗震及高层建筑离线作业
2021-2021学年第1学期课程离线作业
课程名称：
?
结构抗震及高层建筑?
第1～4次作业
班级〔全称〕：
土木工程〔工民建〕2021-16班〔专本〕
姓名：
陈士生
学号：
13821935
西南交通大学网络教育学院福建宁德学习中心
结构抗震及高层建筑第1次作业
一、单项选择题（只有一个选项正确，共10道小题）
1.随高度增加，多、高层建筑结构在水平荷载下的侧移增加较内力增加〔（C） 更快〕。
2.高层建筑结构的受力特点是〔 （C） 竖向荷载和水平荷载均为主要荷载； 〕。
3.框架是多、高层建筑中常用的结构体系之一，其主要特点是〔C） 平面布置灵活，刚度小侧移大； 〕。
4. 框架结构是多高层建筑中常用的结构体系之一，它适用于〔（D） 多层及高度不大的高层建筑。
〕
5. 剪力墙结构是高层建筑中常用的结构体系之一，其主要特点是〔（B） 平面受限，刚度大侧移小〕。
6.框架－剪力墙结构是高层建筑中常用的结构体系之一，其主要特点是〔（C） 平面布置灵活，刚度大侧移小〕。
7.以下条件中，满足高层建筑规那么结构要求的是〔 （D） 刚度、承载力、质量分布均匀、无突变〕。
8.高层建筑在天然地基上时，其根底埋深不宜小于建筑物高度的〔（D） 1/12）
9.在框架结构布置中，梁中线与柱中线〔 （D） 偏心距不宜过大〕。
10.在地震区须设伸缩缝、沉降缝、防震缝的房屋，缝宽均按〔（C） 防震缝缝宽〕考虑。
二、不定项选择题（有不定个选项正确，共5道小题）
11.剪力墙结构是高层建筑中常用的结构体系之一，其主要缺点是〔 ABD 〕。
（A） 剪力墙间距太小（B） 平面布置不灵活 （D） 结构自重较大
12.建筑抗震设计的内容包括〔 （A） 概念设计 （C） 抗震计算 （E） 构造措施 〕。
13.风荷载作用的特点是〔ABCD 〕。
（A） 与建筑外形有关（B） 与周围环境有关（C） 具有静、动力性 （D） 在建筑物上的分布很不均匀
14.进行抗震设计时，某些构件的截面承载力可以适当提高的原因有〔ACD〕。
（A） 动力荷载下材料的强度比静荷载高 （C） 地震是偶然作用
（D） 偶然作用下结构的抗震可靠度比其他荷载作用的可靠度低；为了节省材料
15.限制结构水平变形的主要原因有〔ABCD 〕
（A） 防止结构产生较大附加内力（B） 保证正常使用（C） 防止填充装饰的开裂或损坏
（D） 防止结构的开裂或损坏
四、主观题（共13道小题）
16. 在框架－剪力墙结构体系中，如结构刚度特征值很大，那么其性能趋近于〔框架〕结构。
17. 在框架－剪力墙结构体系中，如结构刚度特征值很小，那么其性能趋近于〔剪力墙 〕结构。
18. 高层结构平面布置时，应使其平面的质量中心和刚度中心尽可能靠近，以减少〔扭转效应 〕。
19.在地震区须设伸缩缝、沉降缝、防震缝的房屋，缝宽均按〔防震缝缝宽 〕考虑。
20. 用手算方法计算框架在水平荷载作用下的内力时，一般可采用〔反弯点和D值 〕法。
21. 高层建筑结构设计有哪些特点？
答：
① 水平荷载成为设计的主要荷载和决定因素；② 侧向变形成为设计的主要矛盾和控制指标；③ 层数较多时，构件轴向变形的影响不容忽略；④ 结构延性成为设计的重要指标。
22. 多层及高层建筑钢筋混凝土结构有哪几种主要体系？
答：
有框架、剪力墙、框架，剪力墙〔筒体〕、筒中筒、成束筒、巨形框架等
23. 在进行高层建筑结构的平面布置时应注意什么？
答：
应注意：
① 有利于抵抗水平和竖向荷在；② 受力明确，传力路径清楚；③ 形状简单、规那么
、对称；④ 尽量使刚度对称，以减小扭转的影响
24. 高层建筑设计中，应遵循什么根本原那么来处理变形缝的设置？
在高层建筑中设置变形缝会给结构及建筑设计带来困难，并增加造价和施工复杂性，因此尽量不设缝，而采取各种措施来解决好沉降不均匀、温度收缩应力或体型复杂等问题
25. 高层建筑设计中，可采取哪些措施以使高层局部与裙房局部不设沉降缝？
答：
①采用桩基或采取减少沉降的有效措施，使沉降差降低在允许范围内；②主楼与裙楼采用不同的根底形式，并宜先施工主楼，后施工裙房，调整土压力使后期沉降根本接近；③地基承载力较高、沉降计算较为可靠时，主楼与裙楼的标高预留沉降差，待沉降根本稳定后再连为整体，使两者标高最后保持根本一致
26. 框－剪结构中剪力墙布置要点什么？
答：
剪力墙布置要点：
剪力墙宜对称布置；剪力墙应贯穿全高；在层数不多时，剪力墙可做成T形或L形等；剪力墙靠近结构外围布置；剪力墙的间距不应过大
27. 有一正方形截面的钢筋混凝土框架柱，抗震等级为三级，柱底截面的内力设计值N＝6300kN，M=1260kN-m，采用对称配筋，混凝土强度等级C40，fc2，钢筋为HRB335级，fy=300N/mm2，轴压比限值，请根据轴压比限值初步确定此框架柱的截面尺寸。
答：
为满足框架柱抗震设计的轴压比要求：
由Nfcbh≤[μn]可得到：
bh≥Nfc[μn]=630000019.5×0.9≈358974mm2
b=h≥358974≈599mm；
考虑模数要求，取：
b=h=600mm，满足最小构造要求。
28. 某高层框架结构，抗震等级为二级，考虑地震作用组合时，梁端弯矩设计值为：
左端ML〔顺时针方向〕，右端MR〔顺时针方向〕，与地震作用组合时的竖向荷载作用下的梁端剪力值为VGb，梁的净跨度为ln = 6m，试根据抗震设计要求确定该框架梁的剪力设计值
答：
根据强剪弱弯要求：
二级框架结构梁剪力增大系数为
V=1.2（ML+MR）/ln+VGb=1.2×（273.1+448.5）/6+128.6=272.92 kN
结构抗震及高层建筑第2次作业
一、单项选择题（只有一个选项正确，共10道小题）
1.当房屋长度较大时，温度变化和混凝土收缩产生应力和变形，会使结构产生裂缝，为防止结构因温度变化和混凝土收缩而产生裂缝，常隔一定距离设置〔 （A） 温度伸缩缝〕。
2.地震动的三要素是指〔 （C） 强度、频谱、持时〕。
3. 地震波分为体波和面波，体波又分纵波和横波，它们的传播速度有以下规律：
〔（B） 纵波传播速度>横波传播速度>面波传播速度〕。
4.抗震设计原那么“小震不坏、中震可修、大震不倒〞中所谓小震的50年超越概率为〔（A） 63.2%〕。
5.以下哪一种地段属于对建筑抗震的不利地段？
（B） 半挖半填的地基土地段
6. 场地土的刚性一般用场地土的〔 （B） 类别〕表示。
7.影响砂土液化的因素有〔（D） ①、②、③、④〕。
①沙土的组成；②地震烈度及持续时间；③土层的埋深；④地下水位
8.设计高层建筑时所采用的根本风压的风速重现期为〔 （D） 50年或100年 〕。
9.在同一地区的高层建筑，所受风力最大的地点是〔（A） 海岸〕。
10. 在计算高层建筑风荷载标准值时，应乘以大于1的风振系数的情况是 〔 （B） 高度大于30m，且高宽比小于1.5的高层建筑〕。
二、不定项选择题（有不定个选项正确，共5道小题）
11.确定结构抗震等级的主要因素有〔ABCDE〕。
（A） 结构高度 （B） 结构类型 （C） 设防烈度 （D） 场地类别（E） 建筑类别
12.用分层法计算框架竖向荷载下的内力时，可采用〔BDE〕措施来提高计算精度。
（B） （D） 取上层各柱传递系数为1/3 （E） 结点不平衡弯矩再进行分配
13.设计延性框架时所采用的各种措施的原那么是〔ACE〕。
（A） 强柱弱梁 （C） 强剪弱弯 （E） 强节点强锚固
14.当框架为〔BC〕框架时，其节点应进行抗剪验算，并按计算结果和构造要求设置箍筋。
（B） 一级抗震等级（C） 二级抗震等级
15.当剪力墙截面剪力过大，不能满足剪压比要求时，可以〔AB〕。
（A） 加大截面尺寸 （B） 提高混凝土等级
四、主观题（共13道小题）
16. 用手算方法计算竖向荷载作用下的内力时，一般可采用〔分层和力矩分配〕法。
17. 剪力墙根据有无洞口，洞口大小和位置以及形状等，可分为整截面墙、整体小开口墙、联肢墙和〔壁式框架〕四类。
18. 框架－剪力墙结构中，框架主要承受竖向荷载，剪力墙主要承受〔水平〕荷载。
19. 在水平荷载作用下，用反弯点法分析框架，求得某中间层边节点的柱上、下端弯矩分别为2和3，此时，框架横梁的节点弯矩为〔-5〕。
20. 抗震设计时，各类建筑按其〔使用功能的重要性〕可分为甲类建筑、乙类建筑、丙类建筑和丁类建筑等四类。
21. 建筑结构抗震概念设计的概念及主要内容什么？
答：
概念设计：
把握主要的抗震概念所进行的设计，主要内容包括：
注意建筑场地选择；把握建筑体型；利用结构延性；设置多道防线；重视非结构因素〔非结构构件〕。
22. 进行建筑结构抗震设计时，在总体上应把握的根本原那么是什么？
答：
注意场地选择，把握建筑体型，利用结构延性，设置多道防线，重视非结构因素。
23. 什么是三水准抗震设计目标？
抗震设计除抗震计算外，还有哪些内容？
答：
三水准抗震设计的目标是：
小震不坏，中震可修，大震不倒。
抗震设计除抗震计算，在结构方案、布置及构件的构造及连接设计中，均有抗震要求。
24. 我国现行抗震设计标准规定的抗震设防标准是什么？
答：
计算按设防烈度进行；构造按设防烈度或加减一度进行。
25. 为何建筑物地基土的抗震承载力要高于地基静承载力？
答：
一是动强度较静强度高；二是地震时结构的平安度可小一些。
26. 影响砂土液化的主要因素有哪些？
答：
土的组成；土的密实度；土层的埋深；地下水位；地震烈度；地震持续时间。
27. 某十二层的框架－剪力墙结构〔阻尼比为〕，抗震设防烈度为8度，多遇地震下地震影响系数最大值为〔地震加速度为〕，Ⅰ类场地，设计地震分组为第二组〔即Tg〕，结构根本周期T1，结构总重力荷载代表值81450kN，按底部剪力法计算结构多遇地震下总水平地震作用标准值。
答：
α1=（TgT）0.9αmax=（0.31.0）0.9×0.16=0.05414Geq=0.85GE=0.85×81450=69232.5kN
FEk=α1Geq=0.054×69232.5=3748.3kN
28. 某三层钢筋混凝土框架结构房屋，层高从顶到底分别为4m、5m、6m，计算得各层重力荷载代表为：
G3、G2和G3，该结构位于Ⅱ类场地，第二设计地震分组，场地特征周期Tg，设防烈度为8度，最大地震影响系数αmax，结构的根本自振周期T1，试用底部剪力法计算各楼层的水平地震作用及层剪力。
答：
重力荷载代表值：
GE=∑i=13Gi=17795.75
由于0.1sα1=αmax
底部总水平地震力：
FEk=αmaxGeq=0.16×0.85×17795.75=2420.22
由于T1=0.3s<1.4Tg=0.56s，故有顶部附加地震作用系数：
δn=0
各楼层的水平地震作用Fi=GiHi∑i=1nGiHiFEK 层剪力：
Vi=∑i=inFi
列表计算如下：
i
G
H
GH
GH / ΣGH
F
V
3
15
2
11
1
6
Σ
1.000
结构抗震及高层建筑第3次作业
一、单项选择题（只有一个选项正确，共10道小题）
1.采用底部剪力法计算地震作用的建筑结构是〔 （D） H<40m、以剪切变形为主且沿竖向质量和刚度分布较均匀的建筑结构〕。
2.底部剪力法计算地震力时，为考虑小塔楼不利影响，应将小塔楼等效地震力放大〔（B） 3倍〕。
3.用底部剪力法计算多层结构总竖向地震作用时的等效质量系数一般取〔（A） 0.75 〕
4.高层建筑的竖向地震作用一般只在〔 （D） 9度〕地震设防时考虑。
5.抗震设防的高层建筑，对竖向地震作用的考虑，符合规定的是〔（B） 9度设防时应考虑竖向地震作用与水平地震作用的不利组合〕。
6.在验算悬挑构件向上漂浮的风载时，取局部向上风载体型系数为〔（D） 〕。
7.多遇地震作用下层间弹性变形验算的重要目的是〔 （C） 防止非结构局部发生过重的破坏 〕。
8.某一钢筋混凝土框架－剪力墙结构为丙类建筑，高度为65m，设防烈度为8度，Ⅰ类场地，其剪力墙抗震等级为 （B） 二级
9.某框架底层柱高6m，在用反弯点法计算时，该柱的反弯点在距柱底〔（C） 4m〕处。
10. 抗震等级为一级的框架，其梁端截面相对受压区高度 x 应满足〔（A） ≤0.25 〕要求。
四、主观题（共13道小题）
11. 高层建筑
答：
10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物。
12. 地震震级
答：
是地震中在离震中100km处由标准地震仪所记录到的最大水平位移的常用对数。
是反映震源释放能量大小的指标。
13. 地震烈度
答：
是指某一区域的地表和各类建筑物遭受某一地震影响的平均强弱程度，是反映地震影响强弱的指标。
14. 设防烈度
答：
一个地区抗震设防依据的地震烈度称为抗震设防烈度，一般情况下可取为该地区的根本烈度
15. 土的液化
答：
在地下水位以下的饱和非粘性土受地震振动作用，土粒挤紧空隙水压增高而不能及时排出，从而使土颗粒处于悬浮状态，形成有如“液体〞一样的现象。
16. 风荷载作用的特点是什么？
答：
①与建筑物的外形有关；②与周围环境有关；③具有静力与动力性；④在建筑物上的分布很不均匀；⑤与地震作用相比：
出现时机较多；⑥持续时间较长；⑦计算结果较可靠。
17. 确定结构抗震等级的主要因素有哪些？
答：
建筑类别、设防烈度、结构类型、场地类别和结构高度。
18. 什么是结构抗震设计的多道设防？
答：
结构多道设防是指结构某一局部破坏以后，其余局部仍然为可以抵抗外力的结构体系，继续平安可靠地承受外力。
19. 联肢剪力墙的多道设防是指什么？
答：
因为联肢剪力墙的连梁很容易破坏，设计时既要考虑有连梁时联肢墙的工作状态，又要考虑连梁破坏后形成独立墙肢，继续抵抗外荷载。
20. 框架梁端箍筋加密区配筋时的考前须知有哪些？
答：
考前须知：
不能用弯起钢筋抗剪；箍筋的数量不能太少，并满足直径和间距要求；箍筋必须做成封闭的，并加135°弯钩；保证施工质量；保证纵向钢筋的锚固。
21. 剪力墙中水平钢筋起什么作用？
为什么要控制其最小配筋率？
答：
主要作用：
抗剪及抵抗温度收缩应力，并防止纵筋压屈。
原因：
为了限制斜裂缝和温度收缩裂缝。
22. 1. 某三层钢筋混凝土框架结构房屋，层高从顶到底分别为5m、5m、6m，计算所得各层重力荷载代表为：
G3=5000kN、G2=5000kN和G1=6000kN，该结构位于Ⅱ类场地，第二设计地震分组，场地特征周期Tg，设防烈度为7度，最大地震影响系数αmax，结构的根本自振周期T1，试用底部剪力法计算各楼层的水平地震作用及层剪力。
答：
23. 某地震区〔7度设防〕高层〔H<50m〕，通过内力计算得知其中一框架梁的支座和跨中截面在各种荷载作用下的内力标准值〔见下表〕，试根据荷载效应组合原那么确定其内力组合设计值。
截
面
恒载
使用活载
风荷载
地震荷载
①
②
③
④
M
V
M
V
±M
±V
±M
±V
kN-m
kN
kN-m
kN
kN-m
kN
kN-m
kN
支座
跨中
—
—
—
—
答：
列表计算：
截
面
恒载+活载+风荷载
重力荷载+地震荷载
＋Mmax（kN-m）
-Mmax（kN-m）
V （kN）
＋Mmax（kN-m）
-Mmax （kN-m）
V （kN）
支座
—
—
跨中
—
—
—
—
结构抗震及高层建筑第4次作业
一、单项选择题（只有一个选项正确，共10道小题）
1.抗震框架梁端截面必须配置受压筋形成双筋截面，其中三级抗震框架的梁端截面受压筋与受拉筋之比As’/As应满足〔（A） 〕要求。
2.8度抗震设防时，框架－剪力墙结构的最大高宽比限值是〔（C） 4〕。
3.在水平荷载作用下，剪力墙结构的侧向变形曲线为〔 （A） 弯曲型 〕
4.剪力墙高宽比越大，剪切变形的影响就〔（C） 越小 〕。
5.当剪力墙中墙肢不变，而连梁尺寸减小时，墙肢侧移〔（C） 增大〕
6. 剪力墙竖向分布筋最小配筋率比水平分布筋最小配筋率〔 （A） 相同〕。
7. 双肢剪力的墙整体系数的物理意义是连梁与墙肢的〔 （A） 刚度比〕
8.当剪力墙中墙肢墙肢不变，而连梁尺寸减小时，连梁的〔 （C） 剪力和弯矩减小〕
9.当剪力墙的墙肢不变，而连梁尺寸减小时，墙肢的〔（A） 轴力减小而弯矩加大〕。
10. 洞口较窄而墙肢较宽的小开口整体墙的内力计算方法，一般可采用〔 （D） 小开口整体墙计算方法〕
11. 风荷载
答：
是指空气流动形成的风遇到建筑物时，在建筑物外表产生的压力或吸力
12. 根本风压
答：
是指某地区空旷平坦地面上离地10m处，重现期为50〔或100〕年的10分钟平均最大风速产生的风压。
13地震反响谱：
答：
单质点体系地震某一反响的最大值与其体系的自振周期的关系
14. 联肢剪力墙
答：
指分别按连梁及墙肢构件设计的开有较大洞口的剪力墙。
15. 壁式框架
答：
指由杆端带刚域的变截面梁、墙〔柱〕杆件所形成的框架，也称带刚域框架。
16. 框架－剪力墙结构的刚度特征值对结构侧移及内力分配有什么影响？
答：
刚度特征值反映总框架抗侧刚度与总剪力墙抗弯刚度的相对关系。
假设总框架刚度相对较大，那么刚度特征值增大；反之特征值减小。
17. 为什么抗震结构要设计成延性结构？
答：
抗震结构成为延性结构，才可使结构既能抵抗强烈地震，又比拟节省材料。
18. 影响剪力墙延性的因素有哪些？
答：
影响剪力墙延性的因素有：
截面几何形状态、轴压比、截面配筋方式、分布筋与端部筋的数量、混凝土等级等。
19. 为了提高剪力墙的延性应采取什么措施？
答：
设计时特别要注意尽量将剪力墙做成有翼缘或有端柱的截面，采用明柱配筋或暗柱配筋方式，分布钢筋要足以抗剪，但不宜过多，剪力墙的混凝土等级不宜太低。
20. 为什么框架－剪力墙结构中的剪力墙布置不宜过分集中？
答：
剪力墙布置假设过分集中，将会形成过大的质量和刚度，造成整个结构中的刚度和质量分布不均匀，造成应力集中，引起破坏。
21. 某框架受水平地震荷载作用如图〔括号中的数值为各杆的线刚度相对值〕，试用反弯点法求各杆的内力〔弯矩、剪力和轴力〕。
列表计算：
⑴、柱剪力和弯矩的计算
层位
i
层高
hi （m）
反弯点
yi （m）
Pi（kN）
层剪力
Vi（kN）
柱位
j
分配系数
d /Σd
柱剪力
Vij（kN）
柱弯矩 （kN-m）
Mij下=Vij yi
Mij上=Vij（hi-yi）
3
4
2
10
10
A
1/4
5
5
B
2/4
20/4=5
10
10
C
1/4
5
5
2
4
2
20
30
A
1/4
15
15
B
2/4
60/4=15
30
30
C
1/4
15
15
1
6
4
30
60
A
2/8
60/4=15
60
30
B
4/8
120/4=30
120
60
C
2/8
60/4=15
60
30
⑵、梁端弯矩〔kN-m〕的计算
层位
A 柱节点：
ib左=0,ib右=12
B 柱节点：
ib左=12,ib右=12
C 柱节点：
ib左=12,ib右=0
Mc上
Mc下
Mb右（kN-m）
Mc上
Mc下
Mb左（kN-m）
Mb右（kN-m）
Mc上
Mc下
Mb左（kN-m）
3
0
5
5
0
10
5
5
0
5
5
2
5
15
20
10
30
20
20
5
15
20
1
15
30
45
30
60
45
45
15
30
45
⑶、梁端剪力和柱轴力的计算
层位
A柱轴力
NA （kN）
梁AB：
跨度LAB=8m
B柱轴力
NB （kN）
梁BC：
跨度LBC=8m
C柱轴力
NC （kN）
Mbz
Mby
VAB（kN）
Mbz
Mby
VBC（kN）
3
5
5
0
5
5
2
20
20
±5
0
20
20
±5
1
45
45
0
45
45
22. 某剪力墙为三级抗震等级，墙肢截面hw × bw = × ，采用对称配筋，墙肢端部竖向钢筋为HRB335级〔fy=300 N/mm2〕，水平及竖向分布筋为HPB235级〔fyw=210 N/mm2〕，并按构造要求选配φ8@300〔配筋率为0.22%〕，混凝土C20〔fc=11N/mm2〕，墙肢底部的地震组合设计内力为：
M=4860kN-m，N=1026 kN，V=348 kN。
试计算该截面的端部竖向配筋〔γRE 〕。
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