2025年注冊結構工程師考試建筑結構抗風優(yōu)化設計試卷考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項選擇題（本部分共20題，每題1分，共20分。每題只有一個正確答案，請將正確答案的選項字母填在答題卡相應位置。）1.在進行建筑結構抗風優(yōu)化設計時，下列哪項因素對風荷載的計算影響最大？A.建筑場地地形地貌B.建筑外形尺寸C.周邊建筑物遮擋D.地面粗糙度類別2.對于高層建筑，下列哪種體型系數(shù)取值方式最為保守？A.按規(guī)范附錄中的標準體型系數(shù)表取值B.通過風洞試驗確定體型系數(shù)C.采用簡化公式估算體型系數(shù)D.參考同類型建筑實際測量數(shù)據(jù)3.當建筑高度超過100米時，下列哪項抗風設計措施最為重要？A.增加基礎埋深B.設置抗風桁架C.采用輕質屋面材料D.增強結構整體剛度4.在進行結構風效應分析時，下列哪種方法最為精確？A.風洞試驗B.數(shù)值模擬計算C.經(jīng)驗公式估算D.工程類比法5.對于超高層建筑，下列哪種扭轉效應控制指標最為關鍵？A.扭轉周期B.扭轉振型C.扭轉位移比D.扭轉加速度響應6.在抗風設計中，下列哪項參數(shù)對結構阻尼比的影響最大？A.結構材料特性B.結構自振頻率C.風荷載作用時間D.周邊環(huán)境條件7.對于復雜體型建筑，下列哪種風洞試驗布置方式最為有效？A.全尺寸模型試驗B.縮尺模型試驗C.1:50比例模型試驗D.部分構件模型試驗8.在進行抗風設計時，下列哪項屬于氣動彈性穩(wěn)定性問題？A.結構風致振動B.風荷載計算誤差C.結構疲勞破壞D.基礎沉降影響9.對于低層建筑，下列哪種抗風設計方法最為簡單？A.風洞試驗驗證B.規(guī)范公式計算C.數(shù)值模擬分析D.專家經(jīng)驗判斷10.在進行結構抗風設計時，下列哪項屬于舒適度控制范疇？A.結構極限承載力B.堅向位移限值C.水平位移限值D.基礎傾覆穩(wěn)定性11.對于大跨度屋蓋結構，下列哪種風荷載分布形式最為典型？A.均勻分布B.線性分布C.梯形分布D.集中荷載12.在進行抗風設計時，下列哪項屬于結構安全等級的考慮因素？A.建筑高度B.建筑用途C.建筑造價D.建筑工期13.對于高層建筑，下列哪種抗風設計方法最為可靠？A.風洞試驗B.數(shù)值模擬C.規(guī)范公式D.工程經(jīng)驗14.在進行結構抗風設計時，下列哪項屬于氣動彈性失穩(wěn)的臨界條件？A.風速超過極限風速B.結構阻尼比小于臨界值C.結構自振頻率接近風速D.結構剛度小于臨界剛度15.對于超高層建筑，下列哪種抗風設計措施最為有效？A.增加結構質量B.增強結構剛度C.降低結構重心D.優(yōu)化結構外形16.在進行抗風設計時，下列哪項屬于結構風致疲勞問題的考慮因素？A.風荷載標準值B.結構疲勞壽命C.結構材料強度D.結構構造細節(jié)17.對于復雜體型建筑，下列哪種數(shù)值模擬方法最為常用？A.有限元法B.有限差分法C.集中參數(shù)法D.解析計算法18.在進行抗風設計時，下列哪項屬于結構風致舒適度問題的控制指標？A.結構自振頻率B.結構加速度響應C.結構阻尼比D.結構剛度特性19.對于大跨度屋蓋結構，下列哪種抗風設計方法最為重要？A.屋蓋支撐設計B.屋蓋錨固設計C.屋蓋抗風加固設計D.屋蓋構造節(jié)點設計20.在進行抗風設計時，下列哪項屬于結構抗風性能的評估方法？A.風洞試驗B.數(shù)值模擬C.工程經(jīng)驗D.規(guī)范規(guī)定二、多項選擇題（本部分共10題，每題2分，共20分。每題有兩個或兩個以上正確答案，請將正確答案的選項字母填在答題卡相應位置。）1.在進行建筑結構抗風優(yōu)化設計時，下列哪些因素需要重點考慮？A.建筑場地地形地貌B.建筑外形尺寸C.周邊建筑物遮擋D.地面粗糙度類別E.風荷載標準值2.對于高層建筑，下列哪些抗風設計措施可以有效降低風荷載？A.設置抗風桁架B.采用輕質屋面材料C.增強結構整體剛度D.優(yōu)化結構外形E.增加基礎埋深3.在進行結構風效應分析時，下列哪些方法可以得到較為精確的結果？A.風洞試驗B.數(shù)值模擬計算C.經(jīng)驗公式估算D.工程類比法E.專家經(jīng)驗判斷4.對于超高層建筑，下列哪些扭轉效應控制指標需要重點關注？A.扭轉周期B.扭轉振型C.扭轉位移比D.扭轉加速度響應E.扭轉頻率比5.在進行抗風設計時，下列哪些參數(shù)對結構阻尼比的影響較大？A.結構材料特性B.結構自振頻率C.風荷載作用時間D.周邊環(huán)境條件E.結構構造細節(jié)6.對于復雜體型建筑，下列哪些風洞試驗布置方式可以得到較為可靠的結果？A.全尺寸模型試驗B.縮尺模型試驗C.1:50比例模型試驗D.部分構件模型試驗E.動態(tài)模型試驗7.在進行抗風設計時，下列哪些屬于氣動彈性穩(wěn)定性問題？A.結構風致振動B.風荷載計算誤差C.結構疲勞破壞D.基礎沉降影響E.結構振動控制8.對于低層建筑，下列哪些抗風設計方法可以得到較為可靠的結果？A.風洞試驗驗證B.規(guī)范公式計算C.數(shù)值模擬分析D.專家經(jīng)驗判斷E.工程類比法9.在進行結構抗風設計時，下列哪些屬于舒適度控制范疇？A.結構極限承載力B.堅向位移限值C.水平位移限值D.基礎傾覆穩(wěn)定性E.結構振動舒適度10.對于大跨度屋蓋結構，下列哪些抗風設計方法可以得到較為可靠的結果？A.風洞試驗驗證B.數(shù)值模擬分析C.規(guī)范公式計算D.工程經(jīng)驗判斷E.工程類比法三、判斷題（本部分共10題，每題1分，共10分。請將正確答案的"√"填在答題卡相應位置，錯誤答案的"×"填在答題卡相應位置。）1.對于超高層建筑，風荷載標準值計算時地面粗糙度類別越高，風荷載標準值越大。√2.結構抗風設計時，通常認為阻尼比越小，結構風致振動的振幅越大?！?.風洞試驗中，模型縮尺比例越大，試驗結果越精確?！?.對于復雜體型建筑，數(shù)值模擬分析可以得到比風洞試驗更可靠的結果。×5.結構抗風設計時，通常認為結構自振頻率越高，結構抗風性能越好?！?.風荷載作用下，結構頂點加速度響應是評估結構舒適度的重要指標?！?.對于低層建筑，風荷載計算時通常不考慮風壓高度變化系數(shù)?！?.結構抗風設計時，通常認為結構剛度越大，結構抗風性能越好?！?.風荷載作用下，結構層間位移比是評估結構剛度的常用指標。×10.對于大跨度屋蓋結構，風荷載分布通常呈均勻分布形式?！了摹⒑喆痤}（本部分共5題，每題4分，共20分。請將答案寫在答題卡相應位置。）1.簡述建筑結構抗風設計中風荷載計算的基本步驟。答：建筑結構抗風設計中風荷載計算的基本步驟包括：確定地面粗糙度類別、計算風壓高度變化系數(shù)、確定風荷載體型系數(shù)、計算基本風壓值、考慮風振影響系數(shù)、計算風荷載標準值等。2.簡述結構抗風設計中舒適度控制的主要考慮因素。答：結構抗風設計中舒適度控制的主要考慮因素包括：結構頂點加速度響應、層間位移響應、風振舒適度指標等。通常需要控制結構頂點加速度響應在規(guī)范規(guī)定的限值范圍內(nèi)，以保證人員舒適度。3.簡述風洞試驗中模型制作的主要注意事項。答：風洞試驗中模型制作的主要注意事項包括：模型縮尺比例的選擇、模型材料的選擇、模型表面粗糙度的處理、模型節(jié)點的連接等。模型縮尺比例不宜過大，一般不宜超過1:50；模型材料應具有較小的密度和較高的強度；模型表面粗糙度應與真實結構相近；模型節(jié)點應保證足夠的剛度。4.簡述數(shù)值模擬分析中邊界條件設置的主要考慮因素。答：數(shù)值模擬分析中邊界條件設置的主要考慮因素包括：結構支座條件、邊界約束條件、邊界反射特性等。結構支座條件應根據(jù)實際支座形式設置；邊界約束條件應保證邊界附近結構變形與真實結構一致；邊界反射特性應盡量減小對試驗結果的影響。5.簡述結構抗風設計中體型優(yōu)化的主要原則。答：結構抗風設計中體型優(yōu)化的主要原則包括：減小風荷載體型系數(shù)、降低結構自振頻率、增強結構整體剛度、提高結構阻尼比等。體型優(yōu)化應綜合考慮建筑功能、經(jīng)濟性、美觀性等因素。五、論述題（本部分共2題，每題10分，共20分。請將答案寫在答題卡相應位置。）1.結合實際工程案例，論述超高層建筑抗風設計中的主要問題和應對措施。答：超高層建筑抗風設計中主要問題包括：風荷載較大、風致振動劇烈、氣動彈性失穩(wěn)風險等。應對措施包括：優(yōu)化建筑外形、設置抗風構件、增強結構剛度、提高結構阻尼比等。例如，上海中心大廈采用螺旋狀外形設計，減小風荷載體型系數(shù)；廣州塔設置抗風桁架，增強結構整體剛度；臺北101大廈采用T3型截面，提高結構阻尼比等。2.結合實際工程案例，論述大跨度屋蓋結構抗風設計中的主要問題和應對措施。答：大跨度屋蓋結構抗風設計中主要問題包括：風荷載分布不均、屋蓋振動控制、支座設計等。應對措施包括：優(yōu)化屋蓋外形、設置抗風支撐、增強屋蓋剛度、合理設計支座等。例如，北京國家體育場"鳥巢"采用雙層曲面屋蓋，減小風荷載體型系數(shù)；深圳市民中心屋蓋設置抗風支撐，增強屋蓋剛度；香港國際機場航站樓采用張弦梁結構，合理設計支座等。本次試卷答案如下一、單項選擇題答案及解析1.D解析：地面粗糙度類別直接影響近地風場特性，是風荷載計算中最重要的因素之一。地面粗糙度越大，風力衰減越慢，風荷載越大。其他選項雖然也影響風荷載，但影響程度不如地面粗糙度類別顯著。2.B解析：風洞試驗能夠精確測量特定建筑在特定風條件下的風荷載，最為保守。規(guī)范附錄中的標準體型系數(shù)表是典型值，簡化公式估算精度較低，同類型建筑實際測量數(shù)據(jù)可能不適用。3.B解析：超高層建筑高度超過100米后，風荷載成為主要控制因素，設置抗風桁架是最有效的措施之一。增加基礎埋深主要解決地基問題，輕質屋面材料對風荷載影響較小，增強結構整體剛度雖然重要，但設置抗風桁架更為直接有效。4.A解析：風洞試驗能夠最精確模擬真實風荷載作用，特別適用于復雜體型建筑。數(shù)值模擬計算精度受模型和參數(shù)影響，經(jīng)驗公式估算過于簡化，工程類比法可能不適用。5.C解析：扭轉位移比是評估超高層建筑抗風設計的關鍵指標，直接反映結構在風荷載作用下的扭轉效應。扭轉周期、扭轉振型、扭轉加速度響應都是相關指標，但扭轉位移比最能體現(xiàn)扭轉效應控制效果。6.A解析：結構材料特性如混凝土彈性模量、鋼材屈服強度等直接影響結構阻尼比。阻尼比與材料粘彈性有關，其他選項雖然也影響結構動力特性，但不是阻尼比的主要影響因素。7.A解析：全尺寸模型試驗能夠最真實反映建筑物在風荷載作用下的氣動特性，適用于復雜體型建筑。縮尺模型試驗、1:50比例模型試驗、部分構件模型試驗都會因比例效應影響試驗結果。8.A解析：氣動彈性穩(wěn)定性問題是指結構在風荷載作用下發(fā)生振動與氣動力相互耦合的失穩(wěn)現(xiàn)象。其他選項雖然與抗風設計相關，但不屬于氣動彈性穩(wěn)定性問題。9.B解析：規(guī)范公式計算最為簡單，適用于一般低層建筑抗風設計。風洞試驗驗證、數(shù)值模擬分析、專家經(jīng)驗判斷都比較復雜，不適用于一般低層建筑。10.B解析：水平位移限值是評估結構抗風設計舒適度的重要指標，直接反映結構在風荷載作用下的變形程度。結構極限承載力、豎向位移限值、基礎傾覆穩(wěn)定性屬于安全性指標。11.C解析：大跨度屋蓋結構風荷載分布通常呈梯形分布，兩端風壓較大，中間風壓較小。均勻分布、線性分布、集中荷載分布都不符合實際情況。12.B解析：建筑用途直接決定建筑重要性等級，進而影響結構安全等級。建筑高度、建筑造價、建筑工期雖然也影響設計，但不是安全等級的主要考慮因素。13.A解析：風洞試驗能夠最精確模擬真實風荷載作用，適用于超高層建筑抗風設計。數(shù)值模擬、規(guī)范公式、工程經(jīng)驗都有一定局限性，不如風洞試驗可靠。14.B解析：結構阻尼比小于臨界值時，結構在風荷載作用下容易發(fā)生氣動彈性失穩(wěn)。風速超過極限風速、結構自振頻率接近風速、結構剛度小于臨界剛度都是相關因素，但阻尼比是關鍵控制參數(shù)。15.B解析：增強結構剛度是最有效的抗風設計措施之一，能夠顯著降低結構風致振動。增加結構質量、降低結構重心、優(yōu)化結構外形雖然也有一定效果，但不如增強結構剛度有效。16.B解析：結構疲勞壽命是評估結構風致疲勞問題的關鍵指標，直接反映結構在風荷載循環(huán)作用下的耐久性。風荷載標準值、結構材料強度、結構構造細節(jié)都是相關因素，但疲勞壽命是最重要的考慮因素。17.A解析：有限元法是目前最常用的結構抗風設計數(shù)值模擬方法，能夠較精確模擬復雜體型建筑的風荷載作用。有限差分法、集中參數(shù)法、解析計算法應用較少或精度較低。18.B解析：結構加速度響應是評估結構風致舒適度的重要指標，直接反映結構在風荷載作用下的振動劇烈程度。結構自振頻率、結構阻尼比、結構剛度特性都是相關因素，但加速度響應最為直觀。19.C解析：大跨度屋蓋結構抗風設計最重要的是屋蓋抗風加固設計，能夠有效提高屋蓋抗風性能。屋蓋支撐設計、屋蓋錨固設計、屋蓋構造節(jié)點設計也很重要，但不如抗風加固設計關鍵。20.A解析：風洞試驗是目前最可靠的結構抗風性能評估方法，能夠最真實模擬建筑物在風荷載作用下的氣動特性。數(shù)值模擬、工程經(jīng)驗、規(guī)范規(guī)定都有一定局限性，不如風洞試驗可靠。二、多項選擇題答案及解析1.ABCDE解析：建筑結構抗風優(yōu)化設計需要綜合考慮場地地形地貌、建筑外形尺寸、周邊建筑物遮擋、地面粗糙度類別、風荷載標準值等因素。這些因素都會影響風荷載計算和結構抗風性能。2.ABCD解析：設置抗風桁架、采用輕質屋面材料、增強結構整體剛度、優(yōu)化結構外形都是可以有效降低風荷載的措施。增加基礎埋深主要解決地基問題，對降低風荷載作用有限。3.AB解析：風洞試驗和數(shù)值模擬計算能夠得到較為精確的結構風效應分析結果。經(jīng)驗公式估算、工程類比法、專家經(jīng)驗判斷精度較低，不適用于重要工程。4.ABCD解析：扭轉周期、扭轉振型、扭轉位移比、扭轉加速度響應都是評估超高層建筑扭轉效應的關鍵指標。扭轉頻率比不是常用指標。5.ABCD解析：結構材料特性、結構自振頻率、風荷載作用時間、周邊環(huán)境條件都會影響結構阻尼比。結構構造細節(jié)對阻尼比影響較小。6.ABE解析：全尺寸模型試驗、縮尺模型試驗、動態(tài)模型試驗能夠得到較為可靠的風洞試驗結果。1:50比例模型試驗因比例效應影響試驗結果，部分構件模型試驗不能全面反映建筑物氣動特性。7.ACE解析：結構風致振動、結構疲勞破壞、結構振動控制都屬于氣動彈性穩(wěn)定性問題。風荷載計算誤差、基礎沉降影響不屬于氣動彈性穩(wěn)定性問題。8.ABD解析：風洞試驗驗證、規(guī)范公式計算、專家經(jīng)驗判斷都是適用于低層建筑抗風設計的方法。數(shù)值模擬分析、工程類比法對于低層建筑可能過于復雜。9.BCE解析：堅向位移限值、水平位移限值、結構振動舒適度都是評估結構抗風設計舒適度的常用指標。結構極限承載力、基礎傾覆穩(wěn)定性屬于安全性指標。10.ABCD解析：風洞試驗驗證、數(shù)值模擬分析、規(guī)范公式計算、工程經(jīng)驗判斷都是適用于大跨度屋蓋結構抗風設計的方法。工程類比法可能不適用。三、判斷題答案及解析1.√解析：地面粗糙度類別越高，風壓高度變化系數(shù)越大，風荷載標準值越大。這是規(guī)范規(guī)定的計算方法。2.√解析：阻尼比越小，結構振動衰減越慢，振幅越大。這是結構動力學基本原理。3.×解析：風洞試驗中，模型縮尺比例越大，試驗結果越精確。這是因為比例效應越小，試驗結果越接近實際。4.×解析：對于復雜體型建筑，風洞試驗能夠得到比數(shù)值模擬更可靠的結果。數(shù)值模擬受模型和參數(shù)影響較大。5.√解析：結構自振頻率越高，結構抗風性能越好。這是因為高自振頻率結構不易與風荷載發(fā)生共振。6.√解析：風荷載作用下，結構頂點加速度響應是評估結構舒適度的重要指標。這是規(guī)范規(guī)定的舒適度控制指標。7.×解析：對于低層建筑，風荷載計算時也需要考慮風壓高度變化系數(shù)，只是系數(shù)較小。8.×解析：結構剛度越大，結構抗風性能越差。這是因為剛度大的結構風致振動振幅較大。9.×解析：結構層間位移比是評估結構變形的常用指標，不是評估結構剛度的指標。評估結構剛度的指標是層間剛度比。10.×解析：對于大跨度屋蓋結構，風荷載分布通常呈梯形分布，兩端風壓較大，中間風壓較小。四、簡答題答案及解析1.答：建筑結構抗風設計中風荷載計算的基本步驟包括：確定地面粗糙度類別（根據(jù)建筑所在場地地形地貌確定）、計算風壓高度變化系數(shù)（根據(jù)建筑高度和地面粗糙度類別確定）、確定風荷載體型系數(shù)（根據(jù)建筑外形確定）、計算基本風壓值（根據(jù)當?shù)仫L速數(shù)據(jù)確定）、考慮風振影響系數(shù)（根據(jù)結構自振特性確定）、計算風荷載標準值（將以上參數(shù)乘積得到）。答：建筑結構抗風設計中風荷載計算的基本步驟包括：確定地面粗糙度類別、計算風壓高度變化系數(shù)、確定風荷載體型系數(shù)、計算基本風壓值、考慮風振影響系數(shù)、計算風荷載標準值等。2.答：結構抗風設計中舒適度控制的主要考慮因素包括：結構頂點加速度響應（反映結構整體振動劇烈程度）、層間位移響應（反映結構樓層間振動劇烈程度）、風振舒適度指標（如JTG/TD66-2007規(guī)定的舒適度指標）等。通常需要控制結構頂點加速度響應在規(guī)范規(guī)定的限值范圍內(nèi)，以保證人員舒適度。答：結構抗風設計中舒適度控制的主要考慮因素包括：結構頂點加速度響應、層間位移響應、風振舒適度指標等。通常需要控制結構頂點加速度響應在規(guī)范規(guī)定的限值范圍內(nèi)，以保證人員舒適度。3.答：風洞試驗中模型制作的主要注意事項包括：模型縮尺比例的選擇（一般不宜超過1:50）、模型材料的選擇（應具有較小的密度和較高的強度）、模型表面粗糙度的處理（應與真實結構相近）、模型節(jié)點的連接（應保證足夠的剛度）。模型縮尺比例不宜過大，一般不宜超過1:50；模型材料應具有較小的密度和較高的強度；模型表面粗糙度應與真實結構相近；模型節(jié)點應保證足夠的剛度。答：風洞試驗中模型制作的主要注意事項包括：模型縮尺比例的選擇、模型材料的選擇、模型表面粗糙度的處理、模型節(jié)點的連接等。模型縮尺比例不宜過大，一般不宜超過1:50；模型材料應具有較小的密度和較高的強度；模型表面粗糙度應與真實結構相近；模型節(jié)點應保證足夠的剛度。4.答：數(shù)值模擬分析中邊界條件設置的主要考慮因素包括：結構支座條件（應根據(jù)實際支座形式設置）、邊界約束條件（應保證邊界附近結構變形與真實結構一致）、邊界反射特性（應盡量減小對試驗結果的影響）。結構支座條件應根據(jù)實際支座形式設置；邊界約束條件應保證邊界附近結構變形與真實結構一致；邊界反射特性應盡量減小對試驗結果的影響。答：數(shù)值模擬分析中邊界條件設置的主要考慮因素包括：結構支座條件、邊界約束條件、邊界反射特性等。結構支座條件應根據(jù)實際支座形式設置；邊界約束條件應保證邊界附近結構變形與真實結構一致；邊界反射特性應盡量減小對試驗結果的影響。5.答：結構抗風設計中體型優(yōu)化的主要原則包括：減小風荷載體型系數(shù)、降低結構自振頻率、增強結構整體剛度、提高結構阻尼比等。體型優(yōu)化應綜合考慮建筑功能、經(jīng)濟性、美觀性等因素。減小風荷載體型系數(shù)是最重要的原則，可以通過改變建