廈門大學(xué)高層結(jié)構(gòu)設(shè)計課程試卷答案

1、 廈門大學(xué)高層結(jié)構(gòu)設(shè)計課程試卷答案 建筑與土木工程學(xué)院 土木工程 系 2005年級 土木工程 專業(yè) 主考教師：石建光 試卷類型：（B卷） 一、何謂高層建筑(5分)1）層數(shù)大于10層； 2）高度大于28m；3）水平荷載為主要設(shè)計因素； 4）側(cè)移成為控制指標(biāo)；5）軸向變形和剪切變形不可忽略；二、高層建筑結(jié)構(gòu)抵抗水平力的構(gòu)件有哪幾種？各種構(gòu)件有哪些類型（10分）1、有：梁、柱、支撐、墻和筒組成；（2分）2、梁：鋼梁、鋼筋混凝土梁、鋼骨（型鋼）混凝土梁；（1分） 柱：鋼柱、鋼筋混凝土柱、鋼骨（型鋼）混凝土柱；鋼管混凝土柱等；（1分） 支撐有：中心支撐和偏心支撐等；（2分） 墻：實體墻、桁架剪力墻；鋼骨

2、混凝土剪力墻等；（2分） 筒有：框筒、實腹筒、桁架筒、筒中筒、束筒等；（2分）三、如何確定高層建筑的結(jié)構(gòu)方案(5分)1、結(jié)構(gòu)體系的確定：按：高度、風(fēng)荷載、地震作用；功能、場地特征；經(jīng)濟因素、體型等因素確定采用以下結(jié)構(gòu)體系；(3分)2、構(gòu)件的布置；(1分)3、對構(gòu)件截面進行初選；(1分)四、如何確定高層建筑的風(fēng)荷載和地震作用；1、風(fēng)荷載的確定：大多數(shù)建筑（300m以下）可按荷載規(guī)范規(guī)定的方法計算；少數(shù)建筑（高度大、對風(fēng)荷載敏感或有特殊情況者）還要通過風(fēng)洞試驗）；（3分）規(guī)范規(guī)定的方法：-基本風(fēng)壓；-風(fēng)載體型系數(shù)；-風(fēng)壓高度變化系數(shù)；-高度處的風(fēng)振系數(shù)；2、地震荷載（2分）分為：反應(yīng)譜法和時程分析

3、法；抗震規(guī)范要求在設(shè)計階段按照反應(yīng)譜方法計算地震作用，少數(shù)情況需要采用時程分析進行補充；五、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要滿足哪些要求？（5分）1、承載力要求；(1分)2、側(cè)移限制；(1分)3、舒適度要求；(1分)4、穩(wěn)定和抗傾覆；(1分)5、抗震結(jié)構(gòu)延性要求；(1分)六、陳述高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程及相應(yīng)內(nèi)容（10分）1、結(jié)構(gòu)方案的確定：包括（1）結(jié)構(gòu)體系的確定；按：高度、風(fēng)荷載、地震作用；功能、場地特征；經(jīng)濟因素、體型等因素確定采用以下結(jié)構(gòu)體系；(2)構(gòu)件的布置；（3）構(gòu)件尺寸初選； （4分）2、荷載計算：對風(fēng)荷載、地震作用；恒荷載、活荷載等進行計算； （1分）3、內(nèi)力分析：（1）確定計算模型；（2）選

4、定計算方法；（3）內(nèi)力組合；（4）截面位置及其最不利位置驗算； （2分）4、性能指標(biāo)校核：如位移比，剛重比，剪重比，周期等（1分）5、設(shè)計配筋：（1）校核結(jié)構(gòu)要求；（2）配筋；（3）構(gòu)造要求； （1分）6、生成計算書和施工圖；（1分）七、要采用計算機分析計算高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形時，如何建立高層建筑結(jié)構(gòu)的計算模型 （10分）1、構(gòu)件模型： （1）梁、柱模型一般有：a、平面結(jié)構(gòu)（3個自由度）；b、空間結(jié)構(gòu)（6個自由度）； （2分）（2）樓板模型：可采用的模型有：a、剛性樓板（每層3個自由度）；b、彈性樓板（有板、殼、膜等模型）；（2分）（3）剪力墻模型：可采用梁、支撐、板、殼等不同的模型；（2

5、分）（4）支撐：拉壓構(gòu)件；（2分）2、結(jié)構(gòu)模型：按樓板的剛性假定和彈性假定分為:協(xié)同計算和空間計算；（2分）八、簡述鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點（5分）1、延性框架設(shè)計：(2分)（1）強柱弱梁；（2）強剪弱彎；（3）強節(jié)點弱構(gòu)件；（4）強錨固；2、梁的設(shè)計：考慮：（1）延性；（2）塑性鉸出在梁端；(1分)3、柱的設(shè)計：考慮：（1）軸壓比；（2）柱端加密；(1分)4、節(jié)點設(shè)計：延性節(jié)點；(1分)九、簡單評述如下高層建筑結(jié)構(gòu)方案（5分） 16層以下平面圖 17層以下平面圖1、平面不規(guī)則布置（3分）2、立面不規(guī)則布置（2分）十、以自己確定的設(shè)計理念，構(gòu)想一個150米以上的高層建筑，指出采用的結(jié)構(gòu)體系

6、，畫出平面、立面或剖面圖；（10分）要點：結(jié)構(gòu)合理，有創(chuàng)意，繪圖清晰（(4分)） 結(jié)構(gòu)體系說明（說明結(jié)構(gòu)體系，高度等，以及簡要評價）(2分) 平面圖(2分) 立面或剖面圖(2分)十一、高層建筑結(jié)構(gòu)進行分析時，剪力墻可以處理為哪些模型，分析這幾種計算模型各自的適用情況 （10分）1、帶剛域桿件計算方法(1分)：在任何商業(yè)軟件程序中都可實現(xiàn)，但一般只在規(guī)則開懂的聯(lián)肢剪力墻中較為適用；(2分)2、薄壁桿件計算方法(1分)：不考慮桿件的剪切變形等因素，通常在比較規(guī)則的剪力墻井中應(yīng)用效果較好；2分)3、墻板（墻元）單元計算方法(1分)：把墻板作為一塊平板或殼板；比較粗糙的一種平面有限元；精度不如有限元，

7、但具有平面有限元的結(jié)點位移協(xié)調(diào)的特點；目前得到重視和應(yīng)用；(3分)十二、如何分析和驗證框架-剪力墻程序計算結(jié)果的正確性；（5分）（1）電算校核：可采用不同的計算模型軟件進行驗算，目前沒有定論對關(guān)于替換框架或者剪力墻的模型還是需要同時替換二者的模型；也可用有限元程序；(3分)（2）手算：考慮協(xié)同工作方法，采用連續(xù)法的方法，可分別按鉸接體系和剛接體系對框架剪力墻進行驗算。(2分)十三、分別計算如下剪力墻的剪應(yīng)力、拉壓應(yīng)力分布以及桁架式剪力墻弦桿和腹桿的軸力比較實體剪力墻與桁架式剪力墻的結(jié)構(gòu)體系特點（10分）1、實體剪力墻（1）剪應(yīng)力和拉、壓應(yīng)力 (2分) （2）剪應(yīng)力計算 (1分)（3）正應(yīng)力計算 (1分)2、桁架式剪力墻弦桿和斜腹桿的軸力 (4分)3、比較分析 1)實體剪力墻：承受軸力、剪力、彎矩共同作用；(1分)2）桁架式剪力墻：為拉壓構(gòu)件，受力明確，利于力的傳遞；(1分)十四、分析比較框架、框筒、束筒結(jié)構(gòu)的異同1、框架：在水平力作用下，在矩形平面的結(jié)構(gòu)中，正負兩個方向荷載相等，符號相反，因此內(nèi)力大小相等，符號相反； (1分)2、框筒在水平力的作用下形成空間受力的結(jié)構(gòu)，除了腹板框架抵抗部分傾覆力矩外，翼緣框架柱承