高層建筑技術講座(專升本)試題及答案二一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.高層建筑結構的受力特點是（）A.豎向荷載為主要荷載，水平荷載為次要荷載B.水平荷載為主要荷載，豎向荷載為次要荷載C.豎向荷載和水平荷載均為主要荷載D.僅考慮水平荷載答案：C解析：在高層建筑中，豎向荷載會使結構產生軸向力，水平荷載（如風荷載、地震作用）會使結構產生彎矩和側移。隨著建筑高度的增加，水平荷載產生的內力和位移迅速增大，所以豎向荷載和水平荷載均為主要荷載。2.我國《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》（JGJ3-2010）規(guī)定，10層及10層以上或房屋高度大于（）m的住宅建筑以及房屋高度大于24m的其他高層民用建筑混凝土結構為高層建筑。A.24B.28C.30D.32答案：B解析：這是《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》（JGJ3-2010）中的明確規(guī)定，10層及10層以上或房屋高度大于28m的住宅建筑以及房屋高度大于24m的其他高層民用建筑混凝土結構為高層建筑。3.高層建筑結構采用的豎向承重結構體系中，（）適用于層數不多的旅館、辦公樓等建筑。A.框架結構B.剪力墻結構C.框架-剪力墻結構D.筒體結構答案：A解析：框架結構由梁和柱組成框架承重體系，其優(yōu)點是建筑平面布置靈活，可形成較大的空間，適用于層數不多的旅館、辦公樓等建筑。剪力墻結構側向剛度大，但平面布置不夠靈活；框架-剪力墻結構結合了框架和剪力墻的優(yōu)點，但構造相對復雜；筒體結構主要適用于超高層建筑。4.在框架結構中，梁、柱的線剛度比（）時，可近似認為節(jié)點為鉸節(jié)點。A.小于3B.大于3C.小于5D.大于5答案：A解析：當梁、柱的線剛度比小于3時，梁對柱的約束作用較弱，可近似認為節(jié)點為鉸節(jié)點。此時，在結構分析中可采用相應的簡化計算方法。5.高層建筑結構在水平荷載作用下，（）結構的側向位移曲線以彎曲型為主。A.框架B.剪力墻C.框架-剪力墻D.筒體答案：B解析：剪力墻結構的側向位移主要是由墻肢的彎曲變形引起的，其側向位移曲線以彎曲型為主。框架結構的側向位移曲線以剪切型為主；框架-剪力墻結構的側向位移曲線是剪切型和彎曲型的組合；筒體結構的側向位移也有其自身特點，但主要不是彎曲型。6.抗震設計時，高層建筑鋼筋混凝土結構構件應根據抗震等級采用不同的計算和構造措施?？拐鸬燃壏譃椋ǎ┘墶.一、二、三B.一、二、三、四C.甲、乙、丙、丁D.特、一、二、三答案：B解析：抗震設計時，高層建筑鋼筋混凝土結構構件的抗震等級分為一、二、三、四級，不同的抗震等級對應不同的計算和構造要求，以保證結構在地震作用下的安全性。7.高層建筑結構中，（）結構的空間受力性能最好。A.框架B.剪力墻C.框架-剪力墻D.筒體答案：D解析：筒體結構是一種空間受力體系，它可以有效地抵抗各個方向的水平荷載，具有良好的空間受力性能?？蚣芙Y構主要是平面受力體系；剪力墻結構雖然側向剛度大，但在空間整體性能上不如筒體結構；框架-剪力墻結構的空間性能介于框架和筒體結構之間。8.高層建筑結構的基礎設計中，當上部結構荷載較大，地基承載力較低時，宜采用（）基礎。A.獨立B.條形C.筏板D.樁答案：C解析：筏板基礎具有較大的底面積，可以將上部結構的荷載較均勻地傳遞到地基上，適用于上部結構荷載較大，地基承載力較低的情況。獨立基礎適用于柱下荷載較小且地基承載力較高的情況；條形基礎一般用于墻下或柱下荷載較小的情況；樁基礎適用于地基軟弱土層較厚，需要將荷載傳遞到深層堅硬土層的情況。9.在高層建筑結構的風荷載計算中，基本風壓應采用按（）年一遇的風壓值。A.20B.30C.50D.100答案：C解析：根據《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009-2012），基本風壓應采用按50年一遇的風壓值，但對于特別重要或對風荷載比較敏感的高層建筑，應采用100年一遇的風壓值。本題未提及特殊情況，所以選50年一遇。10.高層建筑結構的抗震設計中，（）是第一階段設計的主要內容。A.承載力驗算B.彈塑性變形驗算C.結構薄弱層驗算D.罕遇地震作用下的結構驗算答案：A解析：第一階段設計是在多遇地震作用下，進行結構的承載力驗算和彈性變形驗算，保證結構在正常使用情況下的安全性和適用性。彈塑性變形驗算、結構薄弱層驗算和罕遇地震作用下的結構驗算屬于第二階段設計的內容。11.高層建筑框架結構的柱截面尺寸不宜小于（）mm。A.300×300B.400×400C.500×500D.600×600答案：A解析：為了保證框架柱的承載能力和穩(wěn)定性，高層建筑框架結構的柱截面尺寸不宜小于300×300mm。具體的柱截面尺寸還需要根據結構的受力情況、層數等因素進行計算確定。12.高層建筑剪力墻結構中，剪力墻的厚度不應小于（）mm。A.140B.160C.180D.200答案：B解析：根據《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》（JGJ3-2010），高層建筑剪力墻結構中，剪力墻的厚度不應小于160mm，且不應小于層高的1/25。13.在高層建筑結構的抗震設計中，設置防震縫可以將結構劃分為若干個相對獨立的單元，防震縫的寬度應根據（）等因素確定。A.結構類型、房屋高度B.地震烈度、場地類別C.建筑功能、使用要求D.基礎形式、地基條件答案：A解析：防震縫的寬度主要根據結構類型、房屋高度等因素確定。不同的結構類型（如框架結構、剪力墻結構等）和房屋高度，在地震作用下的變形情況不同，需要設置不同寬度的防震縫來保證結構在地震時的相對獨立。地震烈度、場地類別主要影響地震作用的大小；建筑功能、使用要求主要影響建筑的平面布置；基礎形式、地基條件主要影響基礎的設計。14.高層建筑結構的連梁是指（）。A.連接框架梁的梁B.連接剪力墻墻肢的梁C.連接筒體的梁D.連接柱與柱的梁答案：B解析：在高層建筑結構中，連梁是指連接剪力墻墻肢的梁。它在水平荷載作用下起著協調墻肢變形、傳遞內力的作用。15.高層建筑結構的時程分析法是一種（）分析方法。A.彈性靜力B.彈性動力C.彈塑性靜力D.彈塑性動力答案：D解析：時程分析法是一種彈塑性動力分析方法，它可以考慮地震波的時間歷程和結構在地震作用下的彈塑性性能，對結構進行較為精確的分析。彈性靜力分析方法不考慮結構的動力響應和彈塑性性能；彈性動力分析方法只考慮結構的彈性性能；彈塑性靜力分析方法不考慮地震波的時間歷程。二、多項選擇題（每題3分，共15分）1.高層建筑結構的水平荷載主要包括（）。A.風荷載B.地震作用C.溫度作用D.雪荷載E.吊車荷載答案：AB解析：高層建筑結構的水平荷載主要有風荷載和地震作用。溫度作用主要引起結構的溫度應力，一般為間接作用；雪荷載主要是豎向荷載；吊車荷載在工業(yè)建筑中可能存在，但不是高層建筑結構的主要水平荷載。2.高層建筑結構的豎向承重結構體系有（）。A.框架結構B.剪力墻結構C.框架-剪力墻結構D.筒體結構E.混合結構答案：ABCD解析：高層建筑結構的豎向承重結構體系主要有框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構和筒體結構?；旌辖Y構一般適用于多層建筑，在高層建筑中應用較少。3.高層建筑結構的抗震設計原則包括（）。A.小震不壞B.中震可修C.大震不倒D.強柱弱梁E.強剪弱彎答案：ABCDE解析：高層建筑結構的抗震設計原則包括“小震不壞、中震可修、大震不倒”的三水準設防目標，以及“強柱弱梁、強剪弱彎”等設計要求?！皬娭趿骸笔菫榱吮ＷC在地震作用下柱的破壞晚于梁，避免結構過早倒塌；“強剪弱彎”是為了保證構件的受剪承載力大于受彎承載力，防止構件發(fā)生脆性剪切破壞。4.高層建筑結構的基礎類型有（）。A.獨立基礎B.條形基礎C.筏板基礎D.箱形基礎E.樁基礎答案：ABCDE解析：高層建筑結構的基礎類型有獨立基礎、條形基礎、筏板基礎、箱形基礎和樁基礎等。獨立基礎適用于柱下荷載較小且地基承載力較高的情況；條形基礎一般用于墻下或柱下荷載較小的情況；筏板基礎適用于上部結構荷載較大，地基承載力較低的情況；箱形基礎具有較大的剛度和整體性，適用于對不均勻沉降要求較高的高層建筑；樁基礎適用于地基軟弱土層較厚，需要將荷載傳遞到深層堅硬土層的情況。5.高層建筑結構的連梁設計應滿足（）等要求。A.足夠的強度B.合適的剛度C.良好的延性D.較小的變形E.防火性能答案：ABC解析：高層建筑結構的連梁設計應滿足足夠的強度、合適的剛度和良好的延性等要求。足夠的強度可以保證連梁在荷載作用下不發(fā)生破壞；合適的剛度可以協調墻肢的變形；良好的延性可以使連梁在地震作用下能夠吸收和耗散能量，提高結構的抗震性能。連梁在地震作用下會產生一定的變形，所以不需要較小的變形；防火性能是建筑結構的普遍要求，但不是連梁設計的主要特殊要求。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述高層建筑結構的特點。答：高層建筑結構具有以下特點：（1）水平荷載成為主要設計因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載（如風荷載、地震作用）產生的內力和位移迅速增大，對結構的安全性和適用性影響顯著。水平荷載作用下結構的傾覆力矩和側移會隨高度的增加而急劇增大，因此在設計中必須充分考慮水平荷載的作用。（2）側向位移成為控制指標。在水平荷載作用下，結構會產生側向位移。過大的側向位移不僅會影響建筑物內人員的正常使用，還可能導致結構構件出現裂縫甚至破壞，影響結構的耐久性和安全性。所以在設計中需要嚴格控制結構的側向位移。（3）結構受力復雜。高層建筑結構在豎向荷載和水平荷載共同作用下，構件的受力狀態(tài)復雜。例如，柱不僅承受軸向壓力，還可能承受較大的彎矩和剪力；梁的受力也會受到柱的變形和水平荷載的影響。（4）結構材料用量和造價較高。為了滿足高層建筑結構的強度、剛度和穩(wěn)定性要求，需要使用較多的建筑材料，如鋼材、混凝土等，這會導致結構材料用量增加，工程造價提高。（5）施工難度大。高層建筑的施工需要采用特殊的施工技術和設備，如大型塔式起重機、混凝土泵送設備等。施工過程中還需要考慮高空作業(yè)的安全、施工進度的控制等問題，施工難度較大。2.簡述框架結構的優(yōu)缺點。答：框架結構的優(yōu)點主要有：（1）建筑平面布置靈活?？蚣芙Y構由梁和柱組成框架承重體系，內部空間分隔比較自由，可以根據建筑的使用功能要求靈活布置房間，適用于多種類型的建筑，如辦公樓、旅館等。（2）可形成較大的空間。由于框架結構的柱網尺寸可以根據需要進行調整，因此可以形成較大的室內空間，滿足一些大跨度建筑的使用要求。（3）施工方便?？蚣芙Y構的構件可以在工廠預制，然后運到現場進行安裝，施工速度較快，工期相對較短。同時，施工工藝相對簡單，對施工人員的技術要求相對較低。（4）有利于抗震?？蚣芙Y構是一種柔性結構，在地震作用下具有較好的延性，可以通過結構的變形來吸收和耗散地震能量，減輕地震對結構的破壞?？蚣芙Y構的缺點主要有：（1）側向剛度較小?？蚣芙Y構主要依靠梁和柱的抗彎能力來抵抗水平荷載，側向剛度相對較小。在水平荷載作用下，結構的側向位移較大，容易導致非結構構件（如填充墻、門窗等）出現裂縫甚至破壞。（2）柱截面尺寸較大。為了保證框架結構的承載能力和穩(wěn)定性，在層數較多或荷載較大的情況下，柱的截面尺寸可能會比較大，這會占用一定的室內空間，影響建筑的使用功能。（3）抗震性能有限。雖然框架結構具有一定的抗震能力，但在強烈地震作用下，框架結構的破壞可能較為嚴重。特別是當框架結構的設計和施工不符合抗震要求時，更容易發(fā)生倒塌等嚴重事故。3.簡述高層建筑結構抗震設計的基本要求。答：高層建筑結構抗震設計的基本要求主要包括以下幾個方面：（1）選擇有利的場地和地基。應選擇對抗震有利的場地，避免在地震時可能發(fā)生滑坡、塌陷、地裂等不利地質條件的場地。同時，要對地基進行妥善處理，保證地基具有足夠的承載力和穩(wěn)定性，減少地震時地基的不均勻沉降。（2）采用合理的結構體系。應根據建筑的高度、使用功能、抗震設防烈度等因素，選擇合理的結構體系，如框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構、筒體結構等。結構體系應具有明確的傳力途徑、良好的整體性和延性。（3）進行抗震計算和分析。在設計中要進行多遇地震作用下的結構承載力驗算和彈性變形驗算，保證結構在正常使用情況下的安全性和適用性。對于特別重要或復雜的高層建筑，還需要進行罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算，評估結構在大震作用下的性能。（4）采取有效的抗震構造措施。如設置合適的防震縫，將結構劃分為若干個相對獨立的單元，避免地震時結構之間的相互碰撞；采用“強柱弱梁、強剪弱彎”的設計原則，保證結構構件在地震作用下的破壞順序合理，提高結構的抗震性能；加強結構的節(jié)點連接，保證節(jié)點的可靠性等。（5）重視非結構構件的抗震設計。非結構構件（如填充墻、幕墻、吊頂等）在地震時也可能發(fā)生破壞，對人員和設備造成危害。因此，要對非結構構件進行合理的設計和連接，使其具有一定的抗震能力。四、計算題（共25分）某12層框架結構高層建筑，首層層高4.5m，其余各層層高3.6m，框架柱的混凝土強度等級為C30，柱截面尺寸為600mm×600mm，梁的混凝土強度等級為C25。已知該建筑所在地的基本風壓$w_0$=0.45kN/m2，地面粗糙度為B類。試計算該建筑在風荷載作用下，第6層處的風振系數$\beta_z$。（結構自振周期$T_1$=1.2s，高度$z$處的風振系數計算公式為$\beta_z=1+\xi\mu_f/\m