2025年大学（土木工程）高层建筑结构设计测试题及答案.doc

2025年大学（土木工程）高层建筑结构设计测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本卷共6题，每题5分。每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案填写在相应位置。

1. 高层建筑结构设计时，风荷载属于下列哪种作用？
A. 永久作用
B. 可变作用
C. 偶然作用
D. 间接作用
2. 框架-剪力墙结构中，剪力墙的间距不宜过大，其主要原因是：
A. 保证结构的整体稳定性
B. 避免框架梁产生过大的挠度
C. 保证剪力墙的抗剪能力
D. 避免水平力作用下结构产生过大的扭转
3. 对于高层建筑结构，下列哪种结构形式的侧向刚度最大？
A. 框架结构
B. 框架-剪力墙结构
C. 剪力墙结构
D. 筒体结构
4. 高层建筑结构设计中，计算地震作用时，下列哪种方法适用于高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构？
A. 底部剪力法
B. 振型分解反应谱法
C. 弹性时程分析法
D. 有限元法
5. 下列关于高层建筑结构中框架柱的说法，正确的是：
A. 框架柱的混凝土强度等级不宜低于C30
B. 框架柱的纵筋直径不宜小于12mm
C. 框架柱的箍筋间距不宜大于柱截面短边尺寸
D. 以上说法都正确
6. 高层建筑结构设计中，考虑结构的扭转效应时，下列哪种措施是错误的？
A. 结构平面布置应尽量规则、对称
B. 增大结构的抗扭刚度
C. 减小结构的偏心距
D. 允许结构有较大的扭转位移

第II卷（非选择题 共70分）

二、填空题（共10分）
答题要求：本大题共5空，每空2分，请将答案填写在横线上。

1. 高层建筑结构的竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收，结构的侧向刚度宜下______上______。
2. 框架-剪力墙结构中，框架的抗震等级应按______确定，剪力墙的抗震等级应按______确定。
3. 高层建筑结构设计时，应根据结构的______、______和______等因素，选择合理的结构形式和布置方案。

三、简答题（共20分）
答题要求：简要回答下列问题，每题10分。

1. 简述高层建筑结构设计的基本原则。
2. 说明框架-剪力墙结构中框架和剪力墙的协同工作原理。

四、案例分析题（共20分）
答题要求：阅读以下案例，回答问题。

某20层高层建筑，采用框架-剪力墙结构。在某次地震作用下，结构出现了较大的侧向位移，部分框架梁和剪力墙出现了裂缝。经分析，发现该结构在设计时存在以下问题，请分析原因并提出改进措施。

1. 结构平面布置不规则，存在较大的偏心。（10分）
2. 框架梁的配筋不足，导致梁的抗弯能力不够。（10分）

五、设计计算题（共20分）
答题要求：根据以下条件进行设计计算。

某高层建筑，地上18层，地下2层，采用框架-剪力墙结构。已知该建筑的高度为60m，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，场地类别为II类。结构的基本自振周期T1 = 1.2s。

1. 采用底部剪力法计算该结构的地震作用标准值。（10分）
2. 计算某框架柱在地震作用下的轴力标准值。已知该框架柱位于第10层，其承担的重力荷载代表值为1800kN。（10分）

答案：
一、选择题
1. B
2. D
3. D
4. A
5. D
6. D

二、填空题
1. 大，小
2. 框架部分的抗震等级，剪力墙部分的抗震等级
3. 高度，抗震设防烈度，场地条件

三、简答题
1. 基本原则包括：满足使用功能要求；保证结构安全可靠；经济合理；便于施工。
2. 框架和剪力墙协同工作原理：在水平力作用下，框架和剪力墙通过楼板连接在一起，共同抵抗水平力。剪力墙刚度大，承担大部分水平力；框架刚度小，承担少部分水平力。同时，框架和剪力墙之间通过楼板的协同变形，相互协调受力，使结构在水平力作用下的侧向位移减小。

四、案例分析题
1. 原因：结构平面布置不规则，导致结构在地震作用下受力不均匀，产生较大的偏心扭矩，从而使结构出现较大的侧向位移。改进措施：调整结构平面布置，使其尽量规则、对称，减小结构的偏心距。
2. 原因：框架梁配筋不足，导致梁的抗弯能力不够，在地震作用下梁出现裂缝。改进措施：根据结构计算结果，增加框架梁的配筋，提高梁的抗弯能力。

五、设计计算题
1. 计算过程：首先计算结构的等效总重力荷载代表值GE，然后根据底部剪力法公式计算结构的底部剪力标准值FEk，再根据各楼层的高度和质量分布计算各楼层的地震作用标准值。
2. 计算过程：根据结构的基本自振周期T1，计算地震影响系数α1，然后根据底部剪力法计算出的各楼层地震作用标准值，计算出某框架柱在地震作用下的轴力标准值。具体计算过程如下：
- 计算地震影响系数α1：根据规范，7度设防烈度、II类场地、T1 = 1.2s，查地震影响系数曲线得α1 = 0.08。
- 计算某框架柱在地震作用下的轴力标准值：已知该框架柱位于第10层，其承担的重力荷载代表值为1800kN。根据底部剪力法计算出的第10层地震作用标准值F10，可得该框架柱在地震作用下的轴力标准值N = 1800 + F10。具体数值需根据前面计算的F10代入计算得出。