廈門大學(xué)高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程試卷答案

1、 廈門大學(xué)高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)體墻、桁架剪力墻；鋼骨

2、混凝土剪力墻等；（2分） 筒有：框筒、實(shí)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(jì)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(jìn)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(jì)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(yàn)）；（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(shí)程分析

3、法；抗震規(guī)范要求在設(shè)計(jì)階段按照反應(yīng)譜方法計(jì)算地震作用，少數(shù)情況需要采用時(shí)程分析進(jìn)行補(bǔ)充；五、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)算：對風(fēng)荷載、地震作用；恒荷載、活荷載等進(jìn)行計(jì)算； （1分）3、內(nèi)力分析：（1）確定計(jì)算模型；（2）選

4、定計(jì)算方法；（3）內(nèi)力組合；（4）截面位置及其最不利位置驗(yàn)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(jì)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(jì)算書和施工圖；（1分）七、要采用計(jì)算機(jī)分析計(jì)算高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形時(shí)，如何建立高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)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(gè)自由度）；b、空間結(jié)構(gòu)（6個(gè)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(gè)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(jì)算和空間計(jì)算；（2分）八、簡述鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（5分）1、延性框架設(shè)計(jì)：(2分)（1）強(qiáng)柱弱梁；（2）強(qiáng)剪弱彎；（3）強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件；（4）強(qiáng)錨固；2、梁的設(shè)計(jì)：考慮：（1）延性；（2）塑性鉸出在梁端；(1分)3、柱的設(shè)計(jì)：考慮：（1）軸壓比；（2）柱端加密；(1分)4、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)：延性節(jié)點(diǎn)；(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(jì)理念，構(gòu)想一個(gè)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(diǎn)：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(jià)）(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(jìn)行分析時(shí)，剪力墻可以處理為哪些模型，分析這幾種計(jì)算模型各自的適用情況 （10分）1、帶剛域桿件計(jì)算方法(1分)：在任何商業(yè)軟件程序中都可實(shí)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(jì)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(jì)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(diǎn)位移協(xié)調(diào)的特點(diǎn)；目前得到重視和應(yīng)用；(3分)十二、如何分析和驗(yàn)證框架-剪力墻程序計(jì)算結(jié)果的正確性；（5分）（1）電算校核：可采用不同的計(jì)算模型軟件進(jìn)行驗(yàn)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(shí)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(jìn)行驗(yàn)算。(2分)十三、分別計(jì)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(shí)體剪力墻與桁架式剪力墻的結(jié)構(gòu)體系特點(diǎn)（10分）1、實(shí)體剪力墻（1）剪應(yīng)力和拉、壓應(yīng)力 (2分) （2）剪應(yīng)力計(jì)算 (1分)（3）正應(yīng)力計(jì)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(shí)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(fù)兩個(gè)方向荷載相等，符號(hào)相反，因此內(nèi)力大小相等，符號(hào)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，翼緣框架柱承受拉、壓力，可以抵抗水平何在產(chǎn)生的部分傾覆力矩；同時(shí)，剪力滯后現(xiàn)象使得翼緣框架各柱受