-高层建筑与抗震形成性考核册

作业1：

1. 框架结构的特点

答：框架结构由梁、柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，但抗震性能差。

2. 剪力墙结构的特点

答：剪力墙承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大。其特点是整体性好，侧向刚度人，水平力作用下侧移小，并且由于没有梁、柱等外露与凸出，便于房间内部布置。缺点是不能提供大空间房屋。结构延性较差。剪力墙结构在水平力作用下侧向变形的特征为弯曲型。

3. 框架-剪力墙结构

答：框架-剪力墙结构是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合，吸取了各自的长处，既能为建筑平面布置提供较大的使用空间，又具有良好的抗侧力性能。框剪结构中的剪力墙可以单独设置，也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。框剪结构的变形是剪弯型

4. 筒体结构

答：由一个或数个筒体作为主要抗侧力构件而形成的结构称为筒体结构，它适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。主要抗侧力，四周的剪力墙围成竖向薄壁筒和柱框架组成竖向箱形截面的框筒，形成整体，整体作用抗荷。

5. 高层建筑结构平面图布置原则

答：答：一独立结构单元的结构布置应满足以下要求：（1）简单、规则、均匀、对称。（2）承重结构应双向布置，偏心小，构件类型少。（3）平面长度和突出部分应满足规范要求，凹角处宜采用加强措施。（4）施工简便，造价省。

6. 地震烈度

答：地震烈度是地震时在一定地点振动的强烈程度。

7. 地震基本烈度

答：地震基本烈度是指未来50年内在一般场地条件下可能遭遇的超越概率为10%的地震烈度值。8. 地震抗震设防分类

答：甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。

9. 抗震设防标准符合要求：

答：答：《建筑抗震设计规范》（GB 5001—2001）根据建筑使用功能的重要性，将建筑抗震设防类别分为以下四类：（1）甲类建筑—属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑。（2）乙类建筑—属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑。（3）丙类建筑——属于甲、乙、丙类建筑以外的一般建筑。（4）丁类建筑—属于抗震次要建筑

10.三水准设防原则，二阶段设计方法的具体内容是什么?（

答：第一水准：当遭受到多遇的低于本地区设防烈度的地震（简称小震）影响时，建筑一般应不受损坏或不需修理仍能继续使用。第二水准：当遭受到本地区设防烈度的地震（简称中震）影响时，建筑可能有一定损坏，经一般修理或不经修理仍能继续使用。第三水准：当遭受到高于本地区设防烈度的罕遇地震（简称大震）影响时，建筑不至于倒塌或发生危及生命的严重破坏。

第一阶段设计：按小震作用效应和其他荷载效应的基本组合验算结构构件的承载能力，以及在小震作用下验算结构的弹性变形，以满足第一水准抗震设防目标的要求。第二阶段设计：在大震作用下验算结构的弹塑性变形，以满足第三水准抗震设防目标的要求。

概括起来，“三水准，二阶段”抗震设防目标的通俗说法是：小震不坏，中震可修，大震不倒。11. 单质点弹性体系

答：单质点弹性体系是指可以将结构参与振动的全部质量集中于一点，用无质量的弹性直杆支承于地面上的体系。

12. 怎么确定地震作用

答：在我国广泛采用反应应力谱理论来确定地震作用。其中以加速度反应谱应用最多。加速度反应谱是单质点弹性体系在一定的地面运动作用下，最大反应加速度（一般用相对值）与体系自振周期的变化曲线。如果已知体系的自振周期，利用反应谱曲线和计算公式，就可以很方便的确定体系的反应加速度，进而求出地震作用。

应用反应谱理论不仅可以解决单质点体系的地震反应计算问题，而且可以通过振型分解法还可以计算多质点体系的地震反应。

在工程上，除应用反应谱计算结构地震作用外，对于高层建筑和特别不规则建筑等，还可以采用时

程分析法来计算结构的地震反应。这个方法先选定地震地面加速度图，然后用数值积分方法求解运动方程，算出每一个时间增量的结构反应，如位移，速度和加速度反应。

13.地震系数k ，怎样确定

答：地震系数k 是地震动峰值加速度与重力加速度之比，即：

g x k g

max

.. 也就是以重力加速度为单位的地震动峰值加速度。显然，地面加速度愈大，地震的影响就愈强烈，即地震烈度愈大。所以，地震系数与地震烈度有关，都是地震强烈程度的参数。

14. 放大系数β，怎样确定

答：放大系数β是单质点弹性体系在地震作用下最大反应加速度与地面最大加速度之比。也就是质点最大反应加速度比地面最大加速度放大的倍数。

放大系数β与地面运动加速度纪录xg （t ）的特征，结构的自振周期T 以及阻尼比之有关。当地面加速度纪录和阻尼比之给定时，就可以根据不同的T 值算出动力系数俘，从而得到一条曲线。这条曲线就称为动力系数反应谱曲线。动力系数是单质点m 最大反应加速度S 。与地面运动最大加速度之比，所以β-T 曲线实际上是一种加速度反应谱曲线。根据结构自振周期T ，就可以很方便地求出动力系数β。

15.按振型分解法求出地震作用后如何计算体系的地震作用效应？

答：以结构的各阶振型为广义坐标分别求出对应的结构地震反应，然后将对应于各阶振型的结构反应相组合，以确定结构地震内力和变形的方法。

16. 底部剪力法求水平地震作用？

答：底部剪力法是根据地震反应谱理论，以工程结构底部的总地震剪力与等效单质点的水平地震作用相等来确定结构总地震作用的一种计算方法。适用：40m 以下、以剪切变形为主，而且质量和刚度沿高度均匀分布的结构。

17. 折算质量法计算结构基本周期？

答：折算质量法是求体系基本频率的另一种常用的近似计算方法. 它的基本原理是，在计算多质点体系基本频率时，用一个单质点体系代替原体系，使这个单质点体系的自振频率与原体系的基本频率相等或接近.这个单质点体系的质量就称为折算质量，以Mzh 表示.应当指出，这个单质点体系的约束条件和刚度应与原体系的完全相同。折算质量Mzh 与它所在体系的位置有关，如果它在体系上的位置一经确定，则对应的Mzh 也就随之确定。根据经验，如将折算质量放在体系振动时产生最大水平位移处，则计算较为方便。折算质量Mzh 应根据代替原体系的单质点体系振动时的最大动能等于原体系的最大动能的条件确定.

18. 建筑场地类别划分

答：根据土层平均剪切波速和场地覆盖层厚度划分。

19.建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算情况规定？

答：《抗震规范》规定，建造在天然地基上的以下建筑，可不进行天然地基和基础抗震承载力验算：（1）砌体房屋。（2）地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的一般单层厂房、单层空旷房屋和不超过8层且高度在25m 以下的一般民用框架房屋及与其基础荷载相当的多层框架厂房。

（3）7度Ⅰ、Ⅱ类场地，柱高分别不超过10m 和4.5m ，且结构单元两端均有山墙的钢筋混凝土柱和砖柱单跨及等高多跨厂房（锯齿形厂房除外）。（4）6度时的建筑（建造在Ⅳ类场地上的较高的高层建筑除外）。软弱粘性土层指7度、8度和9度时地基承载力特征值分别不小于80、100和120kPa 的土层。

20. 如何验算天然地基抗震承载力

答：验算天然地基在地震作用下的竖向承载力时，按地震作用效应标准组合的基础底面平均压力和边缘最大压力应符合下列各式要求： p 不小于fae ，pmax 不小于1.2倍fae 。

《抗震规范》同时规定，高宽比大于4的建筑，在地震作用下基础底面不宜出现拉应力；其他建筑，基础底面与地基土之间零应力区域面积不应超过基底面积的1500。

21.土的液化

答：振动到一定程度时，土颗粒处于悬浮状态，土中有效应力完全消失，土的抗剪强度为零。土变成了可流动的水土混合物，此即为液化。

二、计算题

1.（1）求结构总水平地震作用标准值（即底部剪力）