广东省建筑设计研究院结构专业招聘笔试题和答案一.设计题
某地区抗震设防烈度为7度,基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为第一组,场地类别为Ⅱ类。拟建20层住宅,结构高度60米,图示为标准层建筑平面,请按要求完成下列问题。
1.请根据标准层建筑平面及工程场地情况,合理选择结构体系,并简述选定的结构体系的受力特点及选择的理由。
答:本工程拟采用框架—剪力墙结构(简称“框剪结构”)形式,这种结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙,构成灵活自由的使用空间,满足不同建筑功能的要求,同样又有足够的剪力墙,保证相当大的刚度。
框剪结构的受力特点:由框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构共同受力,它的框架不同于纯框架结构中的框架,剪力墙在不同于剪力墙结构中的剪力墙。在下部楼层,剪力墙承受大部分水平力,因为剪力墙的位移较小,它拉着框架按弯曲型曲线变形,上层楼层则相反,剪力墙位移越来越大,有外侧的趋势,而框架则由内收的趋势,框架拉剪力墙按剪切型曲线变形,框架除了负担外荷载产生的水平力外,还额外负担了把剪力拉回来的附加水平力,剪力墙不但不承受荷载产生的水平力,还因为给框架一个附加水平力而承受负剪力,所以,上下楼层即使外荷载产生的楼层剪力很小,框架中也出现相当大的剪力。
选择的理由:现在流行的多高层结构形式有框架结构、剪力墙结构、框剪结构、筒体结构等。框架结构空间布置灵活,但承载力和刚度都较低,所以高层结构不宜采用框架结构,《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010》表3.3.1-1明确抗震设防烈度为7度时,采用框架结构的高层建筑最大使用高度为50米,小于本建筑的60米。剪力墙结构具有刚度大,抗震性能好的优点,布置也较灵活(但没框架结构好布置)。但它自重大,保温效果不佳,且造价高,故而宜慎重采用。筒体结构是高层建筑、特别是超高层建筑中时常采用的一种结构体系,是针对性较强的一种结构体系,一般用于平面布置接近正方形的超高层建筑,《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010》第9.1.2条也明确,筒中筒结构的高度不宜低于80米。而框剪结构既具框架结构布置灵活的特点,结构自重小的特点,也具剪力墙刚度大,抗震性能好的特点,结合本工程的已知条件,楼层20层,高度60米,抗震设防烈度为7度,宜选用框剪结构。
2.根据上题选定的结构体系作简单的结构布置,布置竖向构件(采用阴影填充),并标注梁、板的初定截面,参照附图的图示方式进行标注。
答:根据《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010》2.1.1条,10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高层民用建筑属于高层建筑。所以此建筑属于高层建筑。根据8.1.7条及相关梁的说明,布置梁、剪力墙如下图所示:
二.论述题
选择一栋自己熟悉或喜欢的标志性建筑,建筑类型和结构形式不限,简述其建筑和结构设计特点,谈谈自己对该建筑结构设计的看法。(300~500字)
答:比较喜欢广州西塔。广州西塔地下4层(局部5层),地面以上103层,主塔楼高432m,天线桅杆160米,总高度600米,塔身建筑设计的方案为椭圆形的渐变网格结构,其造型、空间和结构由两个向上旋转的椭圆形钢外壳变化生成,一个在基础平面,一个在假想的450米高的平面上,两个椭圆彼此扭转135度,两个椭圆扭转在腰部收缩变细。格子式结构底部比较疏松,向上到腰部则比较密集,再向上格子式结构放开,像编织的绳索,呈现“纤纤细腰”,故而广州人又称其为“小蛮腰”。塔身结构设计方案为钢管混凝土巨型斜交网格外筒与钢筋混凝土剪力墙内筒的结构体系,在世界超高层建筑中是唯一的一例。斜交网格筒侧向刚度、抗扭刚度大,以斜柱轴力抵抗水平荷载引起的结构楼层水平剪力和倾覆力矩,充分发挥了高强钢管混凝土柱的优势,是超高层建筑的优良结构形式,塔身整体网状的漏风空洞,可有效减少塔身的笨重感和风荷载。采用特一级的抗震设计,可抵御烈度7.8级的地震和12级台风,设计使用年限超过100年。虽然广州新电视塔的塔身高度并不追求全球第一高,但是加上160米的发射天线,610米的广州新电视塔的整体高度仍将成为亚洲最高。