大工14春《高层建筑结构》大作业(编辑完美五道题参考答案)

l l t i i t i r i r f r简答题1. 框架结构和框筒结构的结构平面布置有什么区别?框架是平面结构，主要由于水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩。

框筒是空间结构，沿四周布置的框架参与抵抗水平力，层剪力由平行于水平力作用方向的腹板框架抵抗。

倾覆力矩由腹板框架和垂直于水平力方向的翼缘框架共同抵抗。

框筒结构的四榀框架位于建筑物周边，形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒，使建筑材料得到充分的利用。

因此，框筒结构的适用高度比框架结构高得多。

2.计算水平地震作用有哪些方法?　计算等效水平地震作用是将地震作用按水平和竖直两个方法分别来进行计算的。

具体计算方法又分为反应谱底部剪力法和反应谱振型分解法两种方法。

3.什么是抗震设计的二阶段设计方法?为什么要采用二阶段设计方法? 第一阶段为结构设计阶段，第二阶段为验算阶段。

保证小震不坏、中震可修、在震不倒的目标实现。

9.什么是地震系数、动力系数和地震影响系数? 地震系数：地面运动最大加速度与g 的比值。

动力系数：结构最大加速度反应相对于地面最大加速度的最大系数。

地震影响系数：地震系数与动力系数的积。

4.延性和延性比是什么?为什么抗震结构要具有延性? 延性是指构件和结构屈服后，具有承载力不降低或基本不降低、且有足够塑性变形能力的一种性能。

　构件延性比：对于钢筋混凝土构件，当受拉钢筋屈服后，进入塑性状态，构件刚度降低，随着变形迅速增加，构件承载力略有增大，当承载力开始降低，就达到极限状态。

延性比是极限变形与屈服变形的比值。

结构延性比：对于一个钢筋混凝土结构，当某个杆件出现塑性铰时，结构开始出现塑性变形，但结构刚度只略有降低;当塑性铰达到一定数量以后，结构也会出现“屈服现象”即结构进入塑性变形迅速增大而承载力略微增大的阶段，是“屈服”后的联塑性阶段。

结构的延性比通常是指达到极限时顶点位移与屈服时顶点位移的比值。

5.什么是概念设计? 结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。

作业说明：《高层建筑结构》是应用性较强的课程，为了培养学生的设计能力，掌握核心知识点，同时也为了较大程度地减轻学生的课业负担，这次作业没有考虑大型设计作业，而是采用了分散的题型，请大家在规定的时间内完成作业。

一、基础题1，一幢10层的框架结构，柱网尺寸为8m×8m，混凝土强度等级C30，试完成下列各题：（1）按高规6.4.2条估算底层中框架柱的截面尺寸。

（2）假设天然地基承载力设计值fa=120kPa,确定底层中框架柱的基础尺寸(独立基础)。

答：（1）《高层建筑混凝土结构技术规程》P66，6.4.2抗震设计时，钢筋混凝土柱轴压比不宜超过表6.4.2的规定：对于VI类场地上较高的高层建筑，其轴压比限值应适当减小框架结构三类抗震等级，柱子轴压比限值为0.85.根据《混凝土结构设计规范》可知，当选用HrB400钢筋时，竹子的配筋率最小为0.55%，最大为5%。

珠子配筋率选为4% 。

则混凝土柱承受的最大轴向应力值σ=0.04*360+0.96*30=43.2MPa。

《高层建筑结构设计》P13，楼层竖向荷载值取13KN/m2.仅考虑柱子受竖向荷载作用，则每根珠子承受的竖向荷载值N=10*64*13=8320KN。

柱子的截面积S=8.32/（0.85*43.2）=0.227m2,设柱子截面为方形，边长a=0.48m。

（2）8320./120=69.3m2,设独立基础为方形，边长b=8.3m。

2，确定上海市奉贤区海湾镇、南桥镇和徐汇区的徐家汇等区域的地面粗糙度。

答:《高层建筑结构设计》P13提到，地面粗糙度应分为四类：A类指近海海面和海盗、海岸、湖岸及沙漠地区；B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类指有墨迹建筑群的城市市区；D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。

3，上海某地产开发有限公司拟在上海市奉贤区大学城建一座酒店式公寓（地处海湾路和海泉路交叉口），椭圆形平面，长轴长55m，短轴长25m，框架-核心筒结构体系，高度98m。

大连理工大学《高层建筑结构》大作业题目一：结构扭转效应计算题某一结构的第j 层平面图，如下图所示。

图中除标明各轴线间距离外，还给出了各片结构沿x 方向和y 方向的抗侧移刚度D 值，已知沿y 向作用总剪力5000kN y V =，求考虑扭转后，各片结构的剪力。

'yyV 18y D 816815888解：选择'''x O y 为参考坐标系，根据刚心坐标公式00yi iyi xk kxkx D x Dy D y D⎧=⎪⎨=⎪⎩∑∑∑∑，计算刚度中心坐标为X 0=∑D yi x i /∑D yi =992/65=15.26mY 0=∑D xk y k /∑D xk =1240/95=13.05m基本数据如下表所示：以刚度中心为原点，建立坐标系统D xO y 。

因为0'y y y =-，0'xkxk Dy y D =∑∑，所以∑D xk y 2=24640-13.05*13.05*95=8461 同理可得：∑D yi x 2=24576-15.26*15.26*65=9440根据公式可得a yi =1+65*0.74/(8461+9440)*x i =1+0.00269*x i各片结构的y α值为x 1=-15.26 a y1=1-0.00269*15.26=0.959 x 2=-7.26 a y2=1-0.00269*7.26=0.980 x 3=-0.74 a y3=1+0.00269*0.74=1.002 x 4=-8.74 a y4=1+0.00269*8.74=1.024 x 5=-16.74 a y5=1+0.00269*16.74=1.045由此可以计算各片结构承担的剪力值 v y1=0.959*18/65*5000=1327.8KN v y2=0.980*8/65*5000=603.1KN v y3=1.002*16/65*5000=1233.2KN v y4=1.024*8/65*5000=630.2KN v y5=1.045*15/65*5000=1205.8KN题目三：计算水平地震作用有哪些方法？适用于什么样的建筑物？答：计算水平地震作用的具体方法分为反应谱底部剪力法和反应谱振型分解法。

大工14秋《高层建筑结构》在线作业1试卷总分：100 测试时间：-- 试卷得分：100单选题判断题包括本科在内的各科复习资料及详细解析，可以联系屏幕右上的“文档贡献者”一、单选题（共10 道试题，共50 分。

）得分：50V 1. （）结构包含有两个方向的桁架组成的空间筒体。

A. 框筒B. 筒中筒C. 桁架筒D. 成束筒满分：5 分得分：52. 剪力墙结构按照施工方法的不同，可以分为（）种。

A. 3B. 4C. 5D. 6满分：5 分得分：53. 远离震中地区，长周期波成分（），对（）的建筑影响大。

A. 多，低而刚B. 少，低而刚C. 多，高而柔D. 少，高而柔满分：5 分得分：54. 罕遇地震作用下，钢筋混凝土框架—剪力墙结构的弹塑性层间位移限制值为（）。

A. 1/50B. 1/70C. 1/100D. 1/120满分：5 分得分：55. 在高层建筑结构中，剪力墙的位移曲线呈（）形。

A. 弯曲B. 剪切C. 弯剪D. 扭转满分：5 分得分：56. 高层建筑房屋高度（）局部突出屋面的水箱高度。

A. 不包括B. 一般包括C. 不一定包括D. 一定包括满分：5 分得分：57. 与一般房屋结构相比，高层建筑结构的扭转效应（）。

A. 大B. 小C. 相等D. 不确定满分：5 分得分：58. 高层剪力墙结构体系，当墙整体系数（），墙肢一般不会出现反弯点时，可按整体小开口墙计算。

A. 大于5B. 大于8C. 大于10D. 大于15满分：5 分得分：59. 如果框架柱的截面形式是十字形，一字型等非矩形或圆形的形状，则构成（）结构体系。

A. 普通框架B. 一般框架C. 异形柱框架D. 畸形框架满分：5 分得分：510. 高层建筑抗倾覆设计，当H/B（）时，在地震作用下，基底不允许出现零应力区。

A. 大于3B. 大于4C. 小于3D. 小于4满分：5 分得分：5二、判断题（共10 道试题，共50 分。

）得分：50V 1. 高层建筑在结构布置方面，应尽量采用平面刚度不均匀的结构体系。

国家开放大学最新《高层建筑施工》形考任务（1-10）试题及答案解析（红色标注选项为正确答案）形考任务1一、判断正误题（每题0.25分，共1.5分）题冃1正确获得0.25分中的0.25分题干住宅建筑高度超过24m的建筑就是高层建筑。

选择一项：对借题目2正确获得0.25分中的0.25分题干高层建筑与低层、多层的结构受力相近，主要承受垂直荷载。

选择一项：对错题目3正确获得0.25分中的0.25分题干高层建筑的结构受力，除了要考虑垂直荷载作用外，还考虑由风力或地震力引起的水平荷载。

选择一项：对错题目4正确获得0.25分中的0.25分题干水平荷载作用的建筑物，可视为悬臂梁，对建筑物主要产生弯矩。

选择一项：对错题目5正确获得0.25分中的0.25分题干钢筋混凝土结构具有承载力高、刚度大、抗震强、耐火耐久性好、造价高的 特点。

选择一项：对错题目6正确获得0.25分中的0.25分题干钢结构具有自重轻、构件断面小、抗震好、施工快；用钢量大、耐火性好的 特点。

选择一项：对错信息文本二、单项选择题（每题0.25分，共2分）题目7正确获得0.25分中的0.25分题干按住宅建筑层数划分，4-6层为（）建筑。

选择一项： 你的回答正确题目8正确获得0.25分中的0.25分题干级层层级 二多低三 A.&C.D.住宅建筑层数（）及以上为高层建筑。

选择一项：A.12 SB.8层C.15 层D.10 M你的回答正确题目9正确获得0.25分中的0.25分题干《民用建筑设计通则》将建筑耐久年限分为（）o选择一项：A.三级B.六级C.五级D.四级你的回答正确题冃10正确获得0.25分中的0.25分题干高层建筑的一般要求耐久年限为（）以上。

选择一项：A.70 年B.90 年C.80 年D.100 年你的回答正确题目11正确获得0.25分中的0.25分题干框架结构建筑的高度不宜超过（）。

选择一项：A.80mB.50mD.40m你的回答正确题目12正确获得0.25分中的0.25分题干框架-剪力墙结构建筑的高度不宜超过（）。

大工《高层建筑结构》大作业及要求题目一：底部剪力法计算题某钢筋混凝土框架结构，地上十层，高度为40m 。

房屋所在地区的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g ，设计地震分组为第一组，Ⅳ类场地。

已知该楼的基本自振周期1 1.0s T =，经计算已知每层楼屋面的永久荷载标准值为12000kN ，每层楼面和屋面的活荷载标准值均为2000kN 。

要求：确定该楼各层的水平地震作用值EK F 。

解：1、该楼高度40米，且各层的质量和刚度沿高度分布较均匀，可采用底部剪力法。

2、根据抗震设计规范，知设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g 。

设计地震分组为第一组。

3、查表水平地震影响系数最大值 特征周期 阻尼比 衰减指数4、各楼层的重力荷载代表值结构的总重力荷载代表值5、 地震影响系数6、顶部附加地震作用系数 7、结构总水平地震作用标准值 8、主体结构水平地震作用标准值08.0max =αs T g 65.0=05.0=ξ9.0=γii G kN G kNG 923.012000130005.020000.11200010===⨯+⨯=KN G G E eq 109650)20005.012000130009(85.085.0=⨯++⨯==s T s T g 65.011=>=0543.008.00.1)0.165.0()(9.0max 21=⨯⨯==αηαγTT g sT s T g 91.065.04.14.111=⨯=>=06.002.0108.002.008.01=-⨯=-=T n δkN G F eq EK 59541096500543.01=⨯==α90.065954357(1)(1)59543575597(123456789100.923)4216.9236559725.836928.8n n EK i ii EK n i iEK n iii iF F kNGH F F G H F kNG HG G Gi F δδδ∆==⨯==--=-==+++++++++⨯⨯⨯=⨯=⨯=⨯=∑∑∑题目二：结构扭转效应计算题某一结构的第j 层平面图，如下图所示。

《高层建筑结构》作业题一、选择题1．高层建筑抗震设计时，应具有（A ）抗震防线。

A．多道；B．两道；C．一道；D．不需要。

2．下列叙述满足高层建筑规则结构要求的是( D ）。

A．结构有较多错层；B．质量分布不均匀；C．抗扭刚度低；D．刚度、承载力、质量分布均匀、无突变3．高层建筑结构的受力特点是( C ）。

A．竖向荷载为主要荷载，水平荷载为次要荷载；B．水平荷载为主要荷载，竖向荷载为次要荷载；C．竖向荷载和水平荷载均为主要荷载；D．不一定4．钢筋混凝土高层结构房屋在确定抗震等级时，除考虑地震烈度、结构类型外，还应该考虑( C ）。

A．房屋高度；B．高宽比；C．房屋层数；D．地基土类别5．与基础类型的选择无关的因素是：( B ）A．工程地质及水文地质条B．相邻建筑物的基础类型C．建筑物的荷载D．施工条件6．基础的埋置深度一般是指：( C ）A．自标高±0.00处到基础底面的距离B．自标高±0.00处到基础顶面的距离C．自室外地面到基础底面的距离D．自室外地面到基础顶面的距离7．框筒结构中剪力滞后规律哪一个是不对的？（ D ）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、结构正方形时，边长愈大，剪力滞后愈大D、角柱愈大，剪力滞后愈小8．在下列地点建造相同的高层建筑，什么地点承受的风力最大?( A ）A．建在海岸B．建在大城市郊区C．建在小城镇D．建在有密集建筑群的大城市市区9．有设计特别重要和有特殊要求的高层建筑时，标准风压值应取重现期为多少年? ( D ）A．30年；B．50年；C．80年；D．100年10．多遇地震作用下层间弹性变形验算的重要目的是下列所述的哪种? ( C ）A．防止结构倒塌；B．防止结构发生破坏；C．防止非结构部分发生过重的破坏；D．防止使人们惊慌11．在抗震设计时，下列说法正确的是（ D ）。

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12. 钢筋混凝土框架梁的受拉纵筋配筋率越高，则梁的延性（ B ）。

大连理工大学《高层建筑结构》大作业学习中心：姓名：学号：题目二：底部剪力法。

钢筋混凝土8层框架结构各层高均为3m ，经质量集中后，各楼层的重力荷载代表值分别为：11000kN G =，234567800kN G G G G G G ======，8700kN G =。

结构阻尼比0.05ξ=，自振周期为10.80s T =，Ⅱ类场地类别，设计地震分组为第二组，抗震设防烈度为7度。

按底部剪力法计算结构在多遇地震时的水平地震作用及地震剪力。

解：设防烈度对应的多遇地震和罕遇地震的αmax 值场地特征周期Tg （S ）（1）抗震设防烈度为7度，多遇地震下，查表得αmax=0.12，Ⅱ类场地类别，设计地震分组为第二组，查表得Tg=0.40s ，所以Tg=0.40<T 1=0.80<5Tg=2.00（2）计算地震影响系数αiKNG G G T T E g i 55257006800100085.085.0064.012.0180.040.0)eq eq9.0max 21=+⨯+⨯==≈⨯⨯==）（计算结构等效总重力）（（αηαγ（3）计算结构底部剪力F EKKN G 6.3535525064.0F eq 1EK =⨯==α （4）计算各质点的水平地震作用F i已知Tg=0.40s ，T 1=0.80s >1.4Tg=0.56s 。

该结构为钢筋混凝土房屋结构，需要考虑结构顶部附加集中作用。

m*84600247002118151296800310004336.3271166.266.353074.0074.001.080.008.001.008.0n1i iin n n 1n KN HG KNF KN F F T EK EK =⨯++++++⨯+⨯==-=⨯==∆=+⨯=+=∑=）（）（则δδδKNF HG H G F KNF HG H G F KN F HG H G F KNF HG H G F KNF HG H G F KNF HG H G F KNF HG H G F KNF HG H G F EK EK EK EK EK EK EK EK 611.114336.32784600310001578.184336.3278460068001867.274336.3278460098001156.374336.32784600128001444.464336.32784600158001733.554336.32784600188001022.654336.32784600218001022.654336.32784600247001n n1i ii 111n n1i ii 222n n1i ii 333n n1i ii 444n n1i ii 555n n1i ii 666n n1i ii 777n n1i ii 888=⨯⨯=-==⨯⨯=-==⨯⨯=-==⨯⨯=-==⨯⨯=-==⨯⨯=-==⨯⨯=-==⨯⨯=-=∑∑∑∑∑∑∑∑========）（）（）（）（）（）（）（）（δδδδδδδδ （5）计算各楼层地震剪力KN V F V KN V F V KN V F V KN V F V KN V F V KN V F V KN V F V KN F F V 599.353988.341611.11988.34141.323578.1841.323543.295867.27543.295387.258156.37387.258943.211444.46943.21121.156733.5521.156188.91022.65188.91166.26022.65211322433544655766877n 88=+=+==+=+==+=+==+=+==+=+==+=+==+=+==+=∆+=题目三：什么是特征周期分组？对设计反应谱有什么影响？答：地震影响曲线上由最大值开始下降的周期称为场地特征周期Tg，Tg愈大，曲线平台段愈长，长周期结构的地震作用将加大。

大连理工大学《高层建筑结构》大作业答案题目二：底部剪力法。

钢筋混凝土5层框架经质量集中后计算简图如下图所示，各层高均为3m ，集中于各楼层的重力荷载代表值分别为：1500kN G =，2550kN G =，3580kN G =，4600kN G =，5450kN G =。

结构阻尼比0.05ξ=，自振周期为10.55s T =，Ⅰ1类场地类别，设计地震分组为第一组，抗震设防烈度为8度（设计基本地震加速度为0.30g ）。

按底部剪力法计算结构在多遇地震时的水平地震作用及地震剪力。

解：查《建筑设计抗震规范》表5.1.4-1.2知，8度多遇地震设计基本地震加速度为0.30g 时αmax =0.24，设计地震分组为第一组。

Ⅰ类场地：α1=)(1T T g r ×η2×αmax=)55.025.0(9.0×1.0×0.24=0.109≈0.11 查《建筑设计抗震规范》表 5.2.1知，T 1=0.55s ＞1.4T g =1.4×0.25=0.35s取δn =0.08T 1+0.07=0.08×0.55+0.07=0.114总水平地震作用标准值：F EK =α1Geq=0.114×（450+600+580+550+500）×85%=259.69KN顶部附加地震水平作用：因为T1=0.55>1.4Tg=0.35，则顶部附加水平地震作用 各楼层水平地震作用标准值：F i =HG FH G jj n EKi i ∑-)1(δ（i=1,2,3……） H G j j ∑=450×15+600×12+580×9+550×6+500×3=23970KN·mF K 5=23970)114.01(69.25915450-⨯⨯⨯=64.79KN F K 4=23970)114.01(69.25915600-⨯⨯⨯=83.39KN F K 3=23970)114.01(69.2599580-⨯⨯⨯=50.11KN F K 2=23970)114.01(69.2596550-⨯⨯⨯=31.68KN F K 1=23970)114.01(69.2593500-⨯⨯⨯=14.40KN 各楼层地震剪力：V1=F K 1+F K 2+F K 3+F K 4+F K 5=244.37KNV2=F K2+F K3+F K4+F K5=229.97KNV3=F K3+F K4+F K5=198.29KNV4=F K4+F K5=148.19KN题目五：如何保证框架梁柱节点的抗震性能？如何进行节点设计？答：节点抗震设计原则：①节点的承载力不应低于其连接件的承载力。

大连理工大学《高层建筑结构》大作业学习中心：姓名：学号：题目一：结构扭转效应计算题某一结构的第j 层平面图，如下图所示。

图中除标明各轴线间距离外，还给出了各片结构沿x 方向和y 方向的抗侧移刚度D 值，已知沿y 向作用总剪力5000kN y V =，求考虑扭转后，各片结构的剪力。

'yyV 18y D 816815888解：刚度中心Xo=∑Dyi x ’/∑Dyi=992/65=15.26mYo=∑Dxky ’/∑Dxk=1240/95=13.05m以刚度中心为原点，建立坐标系统XoDy. 因为Y= y ’-Yo, ∑Dxky ’=Yo ∑Dxk ∑Dxky ’2=24640-13.05*13.05*95=8461 ∑DyiX2=24576-15.26*15.26*65=9440ayi=1+65*0.74/8464+9440*xi=1+0.002687*xi x1=-15.26 ay1=1-0.002687*15.26=0.959 x2=-7.26 ay2=1-0.002687*7.26=0.981 x3=-0.74 ay3=1+0.002687*0.74=1.002 x4=-8.74 ay4=1+0.002687*8.74=1.023 x5=-16.74 ay5=1+0.002687*16.74=1.044 vy1=0.959*18/65*5000=1327.8KN vy2=0.981*8/65*5000=603.78KN vy3=1.002*16/65*5000=1233.2 KN vy4=1.023*8/65*5000=629.5 KN vy5=1.044*15/65*5000=1204.6 KN题目二：底部剪力法计算题钢筋混凝土4层框架经质量集中后计算简图如下图所示，各层高均为4m ，集中于各楼层的重力荷载代表值分别为：1435kN G =，2440kN G =，3430kN G =，4380kN G =。