华中科技大学土木工程与力学学院 《高层建筑结构设计》考试卷（开卷） （A卷）
评分标准
2006—2007学年度第一学期 成绩 学号 专业 班级 学生姓名
一、填空题（20空、每空1分、共20分）
1．在高层建筑结构的各项力学性能中，受高度变化影响最为敏感的是 侧移。
2．高层建筑结构常用结构体系主要有（只填三项） 框架结构 、 剪力墙结构 和 框架－剪力墙结构 。
3．在框架－支撑结构体系中，对中心支撑和偏心支撑二者来说，抗震性能更好的是 偏心支撑 。
4．影响高层建筑结构抗震等级的主要因素有 结构类型 、 结构高度 、 设防烈度 等。
5．框架结构在水平荷载作用下的侧向变形，包括梁、柱构件的弯曲变形产生的 剪切 型变形和柱轴向变形产生的 弯曲 型变形，其中 剪切 型变形占主要成分。
6．剪力墙的洞口开孔面积若不超过墙面面积（立面）的16%，且 洞口净距 和 洞口至墙边距离均大于洞口长边尺寸时，可忽略洞口的影响按整体悬臂墙计算。 7．在其他条件一定时，联肢墙在水平荷载作用下的侧移与内力计算中，若整体系数?越大则计算的结构侧移越 小 、连梁剪力越 大 、墙肢轴力越 大 、墙肢弯矩越 小 。
8．其他条件一定时，在框架－剪力墙结构中，刚度特征值?越小则剪力墙承担的剪力值越 大 。
9．在扭转的近似计算中，对离结构的刚心越远的抗侧力结构单元来说，其剪力修正得越 多 。
10．对弯曲破坏、压弯破坏、剪切破坏的钢筋混凝土构件来说，耗能能力最差的是 剪切破坏 破坏的构件。
二、判断题（10小题、每小题1分、共10分）
1．在计算高层建筑的风荷载时，若其它条件一定，则风振系数沿建筑物高度也是一定（不变）的，即风振系数与高度无关。 （F） 2．用底部剪力反应谱法计算水平地震作用时，只须考虑结构的基本振型，且该方法仅适用于高度不超过40m，以弯曲变形为主的结构。 （F） 3．剪力墙的等效抗弯刚度取决于材料特性和截面几何特征，而与其它因素无关。 （F） 4．其它条件一定时，对高层建筑来说若结构的自振周期越大则结构所受到的地震作用效应也越大。 （F） 5．其它条件一定时，若结构的抗侧刚度增大则结构的自振周期减小。 （T）
1 / 6
6．在框架-剪力墙结构的近似计算中，总剪力墙的抗弯刚度EIw是该方向所有剪
EI力墙的等效抗弯刚度eqj之和。 （T） 7．近似计算时，框架结构中各柱是按自身的抗侧刚度D值分配层剪力的，而剪
EI力墙结构中各片剪力墙是按自身的等效抗弯刚度eqj分配层剪力的。 （T） 8．在框架梁的抗震设计中，若截面受压高度越大则其转动能力越大，耗能能力也越强。 （F） 9．扭转会使结构中的所有抗侧力结构构件的层剪力增大。 （F） 10．剪力墙中有时需要设置边缘构件，其主要目的是提高剪力墙的抗震性能。 (T）
三、选择题（5小题、每小题2分、共10分）
1．某高度为55m的框架-剪力墙结构，位于抗震设防烈度为7度的地区，关于其框架和剪力墙的抗震等级的下列说法中，正确的是: （A） A．框架三级、剪力墙二级； B．框架三级、剪力墙三级； C．框架二级、剪力墙二级； D．框架二级、剪力墙三级。
2．在抗震设计时，下列说法正确的是: （B） A．在剪力墙结构中，应设计成为强连梁、弱墙肢； B．在剪力墙结构中，应设计成为强墙肢、弱连梁； C．在框架结构中，应设计成强弯弱剪； D．在框架结构中，应设计成强梁弱柱。
3. 钢筋混凝土框架梁的受拉纵筋配筋率越高，则梁的延性: （B）
A. 越好 B. 越差 C. 不变 D. 不确定 4．计算中发现连梁配筋过大时，可以采用减少连梁的内力的方法是。 （A）
A. 降低连梁截面高度 B. 增加连梁截面高度 C. 增加墙肢截面高度 D. 增加连梁截面宽度
5．某二级框架梁，两端弯矩设计值均为150kN·m，重力荷载代表值按简支梁计算的梁端剪力设计值为25KN，梁净跨为6m，则该框架梁的剪力设计值是。 （C）
A. 75kN B. 80kN C. 85kN D. 90kN
四、名词解释（4小题、每小题3分、共12分）
1．刚度中心
结构中存在某一点，当任意方向水平荷载通过该点时结构只产生平动而不会产生转动，该点即是结构的刚度中心（简称刚心）。
或：结构中各主轴方向所有抗侧力结构构件抗侧刚度中心线的交点。
2．轴压比
竖向构件（柱、墙）的平均轴向压应力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值，
n?即
3．边缘构件
为了提高剪力墙端部混凝土极限压应变、改善剪力墙的延性而在剪力墙端部设置满足一定要求的构件（端柱、暗柱、L型翼墙或T型翼墙等）（3分），边缘构
CNfA N为构件组合的轴力设计值。
2 / 6
件分约束边缘构件和构造边缘构件。（1分）
4．短肢剪力墙
墙肢截面高度与截面宽度之比在5－8之间的剪力墙称为短肢剪力墙。
五、问答题（6小题、每小题4分、共24分）
1．延性框架的主要设计原则有哪些？
1）强柱弱梁 2）强剪弱弯
3）强核心区、强锚固
4）限制轴压比、加强箍筋对混凝土的约束、局部加强。 （每点1分）
2．联肢剪力墙的连续化分析方法的基本假定有哪些？
1）忽略连梁的轴向变形（各墙肢的水平位移完全相同）； （1分） 2）各墙肢任何高度上各截面转角和曲率相等（连梁反弯点在中点）；
（1.5分）
3)各墙肢截面、各连梁截面及层高等几何尺寸沿全高是相同的（1.5分）
3．影响框架柱在水平荷载作用下反弯点位置的主要因素有哪些？影响规律如 何？
1)结构总层数及该层所在位置；（0.5分） 2）梁柱线刚度比； （0.5分） 3）荷载形式； （0.5分） 4）上层梁与下层梁刚度比； （0.5分） 5）上、下层层高比。 （0.5分）
影响规律：反弯点向约束作用小的一端移动（1.5分）
4．试回答在框架-剪力墙结构中，刚度特征值?的含义及其对结构的变形的影响如何？
是反应框架-剪力墙结构中，框架和剪力墙相对数量
（强弱）的参数（2分）； ?越大结构的剪切型变形成分越多、?越小结构的弯曲型变形成分越多。（2分）
5．为什么说扭转只能近似计算？
1）在扭转计算中结构刚心位置的计算是将各主轴方向抗侧力结构单元按
wC??HEI刚度特征值
f3 / 6
平面结构假定且只考虑结构平动进行计算的，实际上平面外结构也参与抗扭：刚心不准确；
2）施工偏差等因素使得风荷载合力作用线和水平地震作用合力作用线（质心）位置存在误差：扭转偏心矩不准确；
3）扭转计算是在楼板刚性假定的条件下进行的：抗侧力结构的层剪力分配不准确；
4）不同结构体系、不同层的位置，扭转偏心矩的大小、方向不同； 5) 地震作用的扭转分量没有考虑。
以上任意4点各1分
6．不规则结构中的平面不规则有哪几种类型？如何判定？
1）扭转不规则：楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）的1.2倍；（1分）
2）凹凸不规则：结构平面凹进的一侧尺寸大于相应投影方向尺寸的30％；
（1分）
3）楼板局部不连续：楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，如有效楼板宽度小于该楼板典型宽度的50％、开洞面积大于该楼层面积的30％、或较大的楼层错层。（2分）
六、计算题（二小题、共24分）
1. 某10层现浇框架-剪力墙结构办公楼，其平面及剖面如图3.5所示。当地基本风压为0.7kN/m2，地面粗糙度A类，求在图示风向作用下，建筑物各楼层的风力标准值（计算结果可直接填于表1和表2中）。（18分）
4 / 6
解 T1 =0.06N=0.06×10=0.6s ω0=0.70kN/m2 ω0T12=1.38×0.70×0.62=0.348，由表3-4得ξ=1.324
B=50.15m H/B=39.3/50.15=0.784
A类地面，υ=0.456
根据地面粗糙度A类和离地高度Hi查表3-2可得相应的μz值 各楼层位置处的风振系数计算结果见表1
表1 各楼层风振系数计算结果
楼层 楼面距地高度Hi(m) ?z ξ υ μz βz 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6 10.5 14. 17.7 21.3 24.9 28.5 32.1 35.7 39.3 0.153 0.267 0.359 0.450 0.542 0.634 0.725 0.817 0.908 1.0 1.324 1.324 1.324 1.324 1.324 1.324 1.324 1.324 1.324 1.324 H0.456 0.456 0.456 0.456 0.456 0.456 0.456 0.456 0.456 0.456 1.21 1.39 1.51 1.61 1.65 1.70 1.77 1.82 1.87 1.91 39.31.076 1.116 1.144 1.169 1.198 1.225 1.247 1.271 1.293 1.316 风荷载体型系数μs=0.8+0.48+0.03L=0.8+0.48+0.03×6?6?2.1=1.364 各楼层风力Fi=Aiβziμsμziω0，计算结果见表2
5 / 6
表2 各楼层风力计算结果
楼层 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
受风面积(m2) 5.25×50.15=263.29 4.05×50.15=203.10 3.6×50.15=180.54 3.6×50.15=180.54 3.6×50.15=180.54 3.6×50.15=180.54 3.6×50.15=180.54 3.6×50.15=180.54 3.6×50.15=180.54 1.8×50.15=90.27 βz 1.076 1.116 1.144 1.169 1.198 1.225 1.247 1.271 1.293 1.316 μs 1.364 1.364 1.364 1.364 1.364 1.364 1.364 1.364 1.364 1.364 μz ω0(kN/m2) 1.21 1.39 1.51 1.61 1.65 1.70 1.77 1.82 1.87 1.91 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 Fi 327.30 300.82 297.78 324.43 340.74 358.98 380.47 398.75 416.80 216.64 2．某抗震设计的框架结构中节点如图（只考虑弯矩而不考虑轴力与剪力），已知在考虑地震作用组合的弯矩设计值Mc1=190kN.m;Mc2=210kN.m;Mb1=180kN.m; Mb2=220kN.m按实际配筋和材料强度标准值计算的梁端Mbua1=240kN.m;Mbua2=300kN.m.且Mb1,Mb2,Mbua1.Mbua2均为反时针方向，上下层高及上下柱线刚度等均相同时，试计算当该框架的抗震等级分别为一、二、三时，上下柱端的弯矩设计值应分别取多少？（6分） V??(M?M)bt一、二、三级：一级：
cCVCCCHn ?M???M?1.4??180?220??560KN?m ?M?1.2?M?1.2??240?300??648KN?m
cbcbuaM?M?324KN?m
M???M?1.2??180?220??480KN?m 二级：?c1c2ccbM?M?240KN?m
M???M?1.1??180?220??440KN?m 三级：?c1c2ccb M?M?220KN?m
c1c2
6 / 6
高层建筑结构设计苏原试卷1
