建筑结构抗震设计第四章.
建筑结构抗震设计(第三版)习题解答1-5章
第一章的习题答案1. 震级是衡量一次地震强弱程度（即所释放能量的大小）的指标。
地震烈度是衡量一次地震时某地区地面震动强弱程度的尺度。
震级大时，烈度就高；但某地区地震烈度同时还受震中距和地质条件的影响。
2. 参见教材第10面。
3. 大烈度地震是小概率事件，小烈度地震发生概率较高，可根据地震烈度的超越概率确定小、中、大烈度地震；由统计关系：小震烈度＝基本烈度－1.55度；大震烈度＝基本烈度＋1.00度。
4. 概念设计为结构抗震设计提出应注意的基本原则，具有指导性的意义；抗震计算为结构或构件达到抗震目的提供具体数据和要求；构造措施从结构的整体性、锚固连接等方面保证抗震计算结果的有效性以及弥补部分情况无法进行正确、简洁计算的缺陷。
5. 结构延性好意味可容许结构产生一定的弹塑性变形，通过结构一定程度的弹塑性变形耗散地震能量，从而减小截面尺寸，降低造价；同时可避免产生结构的倒塌。
第二章的习题答案1. 地震波中与土层固有周期相一致或相近的波传至地面时，其振幅被放大；与土层固有周期相差较大的波传至地面时，其振幅被衰减甚至完全过滤掉了。
因此土层固有周期与地震动的卓越周期相近，2. 考虑材料的动力下的承载力大于静力下的承载力；材料在地震下地基承载力的安全储备可低于一般情况下的安全储备，因此地基的抗震承载力高于静力承载力。
3. 土层的地质年代；土体中的粘粒含量；地下水位；上覆非液化土层厚度；地震的烈度和作用时间。
4. a 中软场地上的建筑物抗震性能比中硬场地上的建筑物抗震性能要差（建筑物条件均同）。
b. 粉土中粘粒含量百分率愈大,则愈容易液化. c ．液化指数越小，地震时地面喷水冒砂现象越轻微。
d ．地基的抗震承载力为承受竖向荷载的能力。
5. s m v m 5.2444208.32602.82008.51802.220=+++=因m v 小于s m 250，场地为中软场地。
6. 设计地震分组为第二组，烈度为7度，取80=N砂土的临界标贯值：[])(1.09.00w s cr d d N N -+=，其中m d w 5.1=土层厚度：第i 实测标贯点所代表的土层厚度的上界取上部非液化土层的底面或第1-i 实测标贯点所代表土层的底面；其下界取下部非液化土层的顶面或相邻实测标贯点的深度的均值。
《建筑抗震设计规范》---文本资料
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)强制性条文内容《建筑抗震设计规范》GB50011-2001，自2002年1月1日起施行，原《建筑抗震设计规范》GBJ11-89以及《工程建设国家标准局部修订公告》（第1号）于2002年12月31日废止。
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001，其中有52条为强制性条文，必须严格执行。
现将该52条强制性条文摘录如下：一．第一章“总则”部分第 1.0.2 条：抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。
第 1.0.4条：抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件（图件）确定。
二．第三章“抗震设计的基本要求”部分第3.1.1条：建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。
甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生次生灾害的建筑；乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑；丙类建筑应属于除甲类、乙类、丁类以外的一般建筑；丁类建筑应属于抗震次要建筑。
第3.1.3条：各抗震设防类别建筑的抗震设防标准，应符合下列要求：1：甲类建筑，地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求，其值应按批准的地震安全性评价结果确定；抗震措施，当抗震设防烈度为6~8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当抗震设防烈度为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求。
2：乙类建筑，地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施，一般情况下，当抗震设防烈度为6~8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当抗震设防烈度为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。
另外，对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施。
3：丙类建筑，地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求。
4：丁类建筑，一般情况下，地震作用仍应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施，应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低，但当抗震设防烈度为6度时不应降低。
建筑结构抗震设计第4章建筑抗震概念设计
表1 有利、一般、不利和危险地段的划分
段 一般地段 不利地段
危险地段
稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土 等
不属于有利、不利和危险的地段
软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘， 陡坡，陡坎，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩 性、状态明显不均匀的土层（含故河道、疏松的断层破 碎带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基），高含水量的 可塑黄土，地表存在结构性裂缝等 地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及 发震断裂带上可能发生地表位错的部位
质量分布的不确定性；基础与上部结构的协同作用；节点的非刚性
转动；偏心、扭转及P—Δ效应；柱轴向变形。考虑或不考虑节点
非刚性转动的影响程度可达5%—10%；考虑柱轴向变形，自振周期
可能加长15%，加速度反应可能降低8%；考虑P—Δ效应可能增加位
移10%。 （3）材料的影响。混凝土的弹性模量随着时间及应变程度而改变。
在海城地震时，从位于大石桥盘龙山高差58m的两个测点 上所测得的强余震加速度峰值记录表明，位于孤突地形上 的比坡脚平地上的平均达1.84倍，这说明在孤立山顶地震波将被 放大。图1表示了这种地理位置的放大作用。
图1 不同地形的震害
天津塘沽港地区，地表下3—5m为冲填土，其下为深厚的 淤泥和淤泥质土，地下水位为－1.6m。1974年兴建的16幢 3层住宅和7幢4层住宅，均采用片筏基础。1976年唐山地 震前，累计沉降分别为200mm和300mm，地震期间沉降量突然增 大，分别增加了150mm和200mm。震后，房屋向一边倾斜，房屋 四周的外地坪地面隆起，如图2所示。
图2 房屋沉降
§4.2 把握建筑形体和结构的规则性
建筑结构的平面、立面规则与否，对建筑的抗震性能具有 重要的影响，建筑结构不规则，可能造成较大扭转，产生 严重应力集中，或形成抗震薄弱层。国内外多次震害表明，房屋形体 不规则、平面上凸出凹进、立面上高低错落，破坏程度比较严重，而 简单、对称的建筑的震害较轻。为此，《抗震规范》规定，建筑设计 应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的 影响，宜择优选用规则的形体，其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、 侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度 宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变。 建筑平、立面布置的基本原则：对称规则，质量与刚度变化均匀。
建筑结构试验第四章结构动载试验
疲劳试验
❖示例
本章小结
1 概述 2 动载试验仪器仪表 3 结构振动测试 4 结构抗震试验 5 结构疲劳试验
宝山壁画
❖ 宝山壁画是引人注目的昂贵文物。此壁画发现于阿鲁科 尔沁旗东沙布乡境内。1994年列为“全国十大考古新发 现”之一。宝山壁画中最引人注目的是《杨贵妃教鹦鹉 图》。该画高0.7米、宽2.3米，用于笔重彩绘制，最突 出的表现了 晚唐风格。唐代擅长绘贵妇仕女的大师周昉 绘制了《杨贵妃教鹦鹉图》，不仅享誉中原，而且还影 响全国各地。发现于阿旗宝山古墓里的这幅画，就是契 丹人聘请中原画家按照周氏风格绘制的， 技法深得周氏 画风的真传。在唐人真迹稀如星风的今天，能够从中完 整了解唐代人物画的杰出成就，堪称美术史研究的辛事。 这幅壁画现今保存在阿鲁科尔沁旗博物馆，历经千年， 恍如新绘，是该馆的镇馆之宝。
结构抗震试验——伪静力试验
❖常用的三种加载方法 ①控制位移加载法；常以屈服位移或最大层间位移
的某一百分比来控制加载 ②控制荷载加载法； ③控制荷载和位移混合加载法。
结构抗震试验——拟动力试验
❖拟动力试验，其实质就是按照某种确定性的地震 反应进行加载。
❖ 由于结构的恢复力模型未知，运动方程无法求解， 故采用“边试验、边求解”的方法分步得到实测 的结构恢复力模型，然后可完成整个试验加载过 程。
结构抗震试验——伪静力试验
❖结构低周反复加载试验的主要研究内容： ♦ 恢复力模型：相当于结构的物理方程 ♦ 抗震性能判定：强度、刚度、变形、延性、耗能 ♦ 破坏机制研究：为抗震设计提供方法和依据
❖伪静力试验的特点： 试验装置及加载设备简单、观测方便，但加载制 度是人为确定的，与真实情况差异较大，且不能 考虑应变速度及阻尼的影响。试验值偏低，一般 情况下低周反复加载静力试验结果偏于安全。
高层建筑结构设计-第4章-结构设计基本规定
高层建筑结构设计广西大学土木建筑工程学院贺盛第四章结构设计基本规定4.6 舒适度验算4.7 抗震设防类别4.8 抗震等级4.9 变形缝设置4.1 适用最大高度及高宽比4.2 结构布置的规则性4.3 承载力验算4.4 荷载效应组合4.5 变形验算本章重点➢掌握各类房屋的适用最大高度及高宽比➢掌握各类结构布置原则及规则性判别方法➢掌握荷载效应组合及承载力验算方法➢掌握变形验算方法➢了解舒适度验算方法➢掌握各类建筑抗震等级确定方法➢熟悉各种变形缝的类型及设置原则4.1 适用最大高度及高宽比结构设计首先需根据房屋高度、抗震设防、设防烈度等因素，确定一个与之匹配的、经济且合理的结构体系，以使结构效能得到充分发挥，材料强度得到充分利用。
《建筑结构抗震设计规范》GB50011-2010（以下简称《抗规》）、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010（以下简称《高混规》）及《高层民用建筑钢结构设计规程》JGJ-2015（以下简称《高钢规》）规定了钢筋混凝土结构、钢结构及混合结构房屋建筑的最大适用高度。
将钢筋混凝土结构房屋划分为A与B级。
当房屋高度满足下表时，为A级。
当钢筋混凝土结构房屋高度不满足上表，但满足下表时，为B级。
当房屋高度不满足下表时，为超限高层建筑。
民用钢结构房屋的最大适用高度如下表所示。
表中筒体不包括钢筋混凝土筒。
混合结构房屋的最大适用高度如下表所示。
4.1.2 房屋建筑适用的高宽比房屋建筑适用的高跨比，是对结构刚度、整体稳定承载能力及经济合理性的宏观控制指标。
当结构设计满足承载力、稳定、抗倾覆、变形及舒适度等基本条件之后，仅从结构安全角度考虑，高宽比限值不是必须满足的。
高宽比主要影响结构设计的经济性。
钢筋混凝土结构房屋建筑的适用高宽比如下表。
4.1.2 房屋建筑适用的高宽比钢结构房屋建筑的适用高宽比如下表。
混合结构房屋建筑的适用高宽比如下表。
4.2 结构布置的规则性建筑平面可分为板式和塔式两大类。
建筑结构抗震设计课后习题答案
《建筑结构抗震设计》课后习题解答第1章绪论1、震级和烈度有什么区别和联系？震级是表示地震大小的一种度量，只跟地震释放能量的多少有关，而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。
烈度不仅跟震级有关，同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。
一次地震只有一个震级，但不同的地点有不同的烈度。
2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防？规范将建筑物按其用途分为四类：甲类（特殊设防类）、乙类（重点设防类）、丙类（标准设防类）、丁类（适度设防类）。
1 ）标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。
2 ）重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。
同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
3 ）特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。
同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。
4 ）适度设防类，允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施，但抗震设防烈度为6度时不应降低。
一般情况下，仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
3.怎样理解小震、中震与大震？小震就是发生机会较多的地震，50年年限，被超越概率为63.2%；中震，10%；大震是罕遇的地震，2%。
4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系？建筑抗震设计包括三个层次：概念设计、抗震计算、构造措施。
概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则；抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段；构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。
他们是一个不可割裂的整体。
地震作用与结构抗震验算
第一节地震作用
• 2.按作用大小分 • 地震作用按其作用大小可分为:多遇地震作用、基本地震作用和预
估的罕遇地震作用。下节主要介绍多遇地震作用的计算方法。
• 四、水平地震作用与风荷载的区别
• 水平地震作用与风荷载都是以水平作用为主的形式作用在建筑物上 的，但是它们作用的表现形式和作用时间的长短是有很大区别的。因 此，在结构设计中要求结构的工作状态是不同的。
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第二节地震作用的计算
• 一、动力计算简图
• 实际结构在地震作用下颠簸摇晃的现象十分复杂。在计算地震作用 时，为了将实际问题的主要矛盾突显出来，然后运用理论公式进行计 算设计，需将复杂的建筑结构简化为动力计算简图。
• 例如:对于图4-1(a)所示的实际结构一水塔，在确定其动力计算简图 时，常常将水箱及其支架的一部分质量集中在顶部，以质点m来表示; 而支承水箱的支架则简化为无质量而有弹性的杆件，其高度等于水箱 的重心高，其动力计算简图如图4-1(b)所示。这种动力计算体系称为 单质点弹性体系。
• ３)整根桩应一次连续压到设计标高,当必须中途 停压时,桩端应停留在软弱土层中,且停压的间隔 时间不宜超过２４h;
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第一节地震作用
• 1.作用形式 • 风荷载是直接作用于建筑物表面上的压(吸)力，只和建筑物的体形、
高度、环境(地面粗糙度、地貌、周围的楼群)、受风面积大小等有关; 而地震作用都是由质量受振动而引发的惯性力，地震作用是通过场地、 地基、基础作用于结构上部的。 • 2.作用时间 • 风荷载的作用时间长，发生的机遇也多，因而要求结构在风荷载作 用下不能出现较大的变形，结构处于弹性工作状态;相反，发生地震 的机遇少，持续时间也短，但作用剧烈，故要求做到“小震不坏，中 震可修，大震不倒”。
建筑抗震设计-第4章-框架、抗震墙
4
框架、抗震墙与框架-抗震墙
防震缝的震害 防震缝宽度过小，地震时结构相互碰撞造成震害。 建 筑 抗 震 设 计 总结以上震害调查结果，除注意场地和地基因素外，从 结构上主要应注意：
1）结构的刚度在平面上和沿竖向的分布要规则、均匀；
2）结构构件要有足够的承载力和延性； 3）重视构造，加强对混凝土的约束，防止剪切、锚固 等脆性破坏； 4）保证施工质量。
天津城建大学
TIANJIN CHENGJIAN UNIVERSITY
建 筑 抗 震 设 计
建筑抗震设计
主讲人：王庆鹏
•目录
1 2 建 筑 抗 震 设 计 3 4 5 6 7 抗震设计原则 场地、地基与基础 地震作用与结构抗震验算
框架、抗震墙与框架-抗震墙
多层砌体房屋 底部框架-抗震墙、多层内框架砖砌房屋 单层钢筋混凝土柱厂房
4
框架、抗震墙与框架-抗震墙
4.1 概述 抗震墙 建 筑 抗 震 设 计
框架-抗震墙
抗震墙结构是由纵、横向的 钢筋混凝土墙所组成的结构。 因为墙体较多，侧向刚度大， 所以它可以建的很高。
框架房屋
抗震墙主要承受水平荷载，框架主要承受竖向荷载。
4
框架、抗震墙与框架-抗震墙
4.2 震害及其分析 框架梁、柱的震害 梁柱变形能力不足，构件过早发生 破坏。一般是梁轻柱重，柱顶重于柱底， 尤其是角柱和边柱更易发生破坏。 1、柱顶 柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或 交叉裂缝。重者混凝土压碎崩落，柱 内箍筋拉断，纵筋压曲成灯笼状。
4
框架、抗震墙与框架-抗震墙
§4.3 抗震设计的一般规定
一、房屋的适用最大高度
《抗震规范》规定：乙、丙和丁类建筑的框架结构和框架-抗震墙结构适 用的最大高度应不超过下表的规定。
第四章设计要求及荷载效应组合共59页文档
4.4 稳定和抗倾覆
4.4.2 高层钢结构的稳定验算
大部分钢结构计算需要考虑P-△效应。
《高钢规》5.2.10条 高层建筑钢结构同时符合下列条件
时，可不验算结构的整体稳定。
一、结构各层柱子平均长细比和平均轴压比满足下式要
求：
Nm m 1 N pm 80
式中，λm—楼层柱的平均长细比； Nm—楼层柱的平均轴压力设计值； Npm—楼层柱的平均全塑性轴压力；
钢结构
除框架结构外的转 换层
各种结构类型
1/120 1/50
4.2 侧移限制
4.2.2 防止倒塌层间位移限制
对框架结构，当轴压比小于0.40时，可提高10%；当柱子全 高的箍筋构造采用比本规程中框架柱最小配箍特征值大30% 时，可提高20%，但累计提高不宜超过25%。
4.3 舒适度要求
高度不小于150m的高层建筑结构应具有良好的使用条 件，满足舒适度要求。按现行国家标准《建筑结构荷载规 范》规定的10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向 结构顶点最大加速度不应超过表4-4的值。必要时，可通过 专门风洞试验结果计算确定顺风向与横风向结构顶点最大 加速度 a m a x。
Npm fyAm
fy—钢材屈服强度； Am—柱截面面积的平均值。
4.4 稳定和抗倾覆
4.4.2 高层钢结构的稳定验算
二、结构按一阶线性弹性计算所得的各楼层相对侧移值， 满足下列公式要求：
u 0.12 Fh
h
Fv
式中，Δu—按一阶线性弹性计算所得的质心处层间侧移； h—楼层层高； ∑Fh—计算楼层以上全部水平作用之和； ∑Fv—计算楼层以上全部竖向作用之和；
式中，E J d 为结构一个主轴方向的弹性等效侧向刚度，可按倒 三角形分布荷载作用下结构顶点位移相等的原则，将结构的侧
《建筑抗震设计规范》 (gb50011-2001)强制性条文内容[1]
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《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)强制性条文内容《建筑抗震设计规范》GB50011-2001，自2002年1月1日起施行，原《建筑抗震设计规范》GBJ11-89以及《工程建设国家标准局部修订公告》（第1号）于2002年12月31日废止。
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001，其中有52条为强制性条文，必须严格执行。
现将该52条强制性条文摘录如下：一．第一章“总则”部分第1.0.2 条：抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。
第 1.0.4条：抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件（图件）确定。
二．第三章“抗震设计的基本要求”部分第3.1.1条：建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。
甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生次生灾害的建筑；乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑；丙类建筑应属于除甲类、乙类、丁类以外的一般建筑；丁类建筑应属于抗震次要建筑。
第3.1.3条：各抗震设防类别建筑的抗震设防标准，应符合下列要求：1：甲类建筑，地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求，其值应按批准的地震安全性评价结果确定；抗震措施，当抗震设防烈度为6~8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当抗震设防烈度为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求。
2：乙类建筑，地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施，一般情况下，当抗震设防烈度为6~8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当抗震设防烈度为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。
另外，对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施。
3：丙类建筑，地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求。
4：丁类建筑，一般情况下，地震作用仍应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施，应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低，但当抗震设防烈度为6度时不应降低。
建筑结构抗震作业及答案
与地震烈度无关的因素是（）
A. 震级
B. 震源深度
C. 结构类型
D. 土质条件
得分：0知识点：建筑结构抗震作业题收起解析
答案 C
解析
14.
(4分)
钢筋混凝土房屋的抗震等级应根据哪些因素查表确定（）
A. 抗震设防烈度.结构类型和房屋层数
B. 抗震设防烈度.结构类型和房屋高度
C. 抗震设防烈度.场地类型和房屋层数
B. 可提高砌体抗变形能力
C. 可提高砌体的抗剪强度
D. 可抵抗由于地基不均匀沉降造成的破坏
得分：4知识点：建筑结构抗震作业题展开解析
答案D
解析
5.
(4分)
基本烈度50年的超越概率为（）
A. 50％
B. 20％
C. 10％
D. 5％
得分：0知识点：建筑结构抗震作业题收起解析
答案 C
解析
6.
(4分)
受压构件的位移延性将随轴压比的增加而
解析
18.
(4分)
下列灾害中，属于地震次生灾害的是（）
A. 火灾
B. 液化
C. 结构倒塌
D. 噪声
得分：4知识点：建筑结构抗震作业题展开解析
答案A
解析
19.
(4分)
受压构件的位移延性将随轴压比的增加而
（）
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 说不清
得分：4知识点：建筑结构抗震作业题展开解析
答案B
解析
20.
B. 0.85(GK+Qk)
C. 0.75(GK+0.5QK)
D. 0.85(GK+0.5QK)
得分：4知识点：建筑结构抗震作业题展开解析
工程结构抗震与防灾_东南大学_4 第四章建筑结构基础隔震和消能减震设计_2 第2讲建筑结构隔震设计
图 隔震结构计算简图
分析对比结构隔震与非隔震两种情况下各层最大层 间剪力，宜采用多遇地震下的时程分析。
弹性计算时，简化计算和反应谱分析时宜按隔震支 座水平剪切应变为100%时的性能参数进行计算；当采 用时程分析法时按设计基本地震加速度输入进行计算。
4.2
建筑结构消能减震设计
(3)上部结构水平地震作用计算－水平向减震系数应用
c.当橡胶支座的第二形状系数小于5.0时，应降低平均压应力限值；小于5不 小于4时，降低20%；小于4但不小于3时，降低40%；
d.外径小于300mm的橡胶支座，丙类建筑的平均压应力限值为10MPa。
4.2
建筑结构消能减震设计
(3)隔震支座水平剪力计算
隔震支座的水平剪力应根据隔震层在罕遇地震下的水平剪力按各隔
② 隔震层以上结构的抗震措施
当水平向减震系数为大于0.40时（设置阻尼器为0.38）不应
降低非隔震时的要求;水平向减震系数不大于0.40 （设置阻尼器 为0.38）时，可适当降低抗震规范对非隔震建筑的要求，但烈度 降低不得超过1度，与抵抗竖向地震作用有关的抗震构造措施不 应降低。
4.2
建筑结构消能减震设计
隔震层在罕遇地震下应保持稳定，不宜出现不可恢复变形。 隔震层橡胶支座在罕遇地震的水平和竖向地震同时作用下，拉应力
不应大于1Mpa。 隔震层的平面布置应力求具有良好的对称性。
4.2
建筑结构消能减震设计
(2) 隔震支座竖向承载力验算
抗震规范规定：隔震支座在重力荷载代表值作用下的竖向压应力 设计值不应超过下表列出的限值。
经历相应设计基准期的耐久试验后，刚度、阻尼特性变化不超过初期 值的±20%;徐变量不超过支座橡胶总厚度的0.05倍;
抗震设计第四章
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
4-4 框架、框架-抗震墙结构和抗震墙结构水平地震作用的计算 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框架、框架－剪力墙结构，可采用底部剪力法计算水平地震作用标准值。 剪力墙结构，宜采用振型分解反应谱法计算水平地震作用标准值。也可近似采用底部剪力法。
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
框架结构单独基础系梁的设置： 框架结构单独基础有下列情况之一时，宜沿两个主轴方向设置基础连系梁： 一级框架和Ⅳ类场地的二级框架： 各柱基承受的重力荷载代表值差别较大。 基础埋置较深，或各基础埋置深度差别较大， 地基主要受力层范围内存在软弱粘土层、液化土层和严重不均匀土层。 桩基承台之间。
二、填充墙的震害
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
三、地基和其他原因造成的震害
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
§ 4-3 抗震设计一般规定 一、房屋适用的最大高度 根据震害经验和经济合理的要求,“规范”规定了乙、丙和丁类建筑的框架结构和框架-抗震墙结构适用的最大高度,不应超过表4-1的规定：
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
两端固定柱产生 侧移时 , 柱端剪力为:
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
第 4 章 钢筋砼框架与框架-抗震墙房屋
五、结构的布置 1. 框架结构和框架-抗震墙结构中，框架和抗震墙均应双向设置，柱中线与抗震墙中线、梁中线与柱中线之间偏心距不宜大于柱宽的 1/4。 2. 框架－抗震墙和板柱－抗震墙结构中，抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比，不宜超过表4-5的规定；超过时，应计入楼盖平面内变形的影响。
建筑抗震设计规范强制性条
建筑抗震设计规范强制性条.doc建筑抗震设计规范强制性条文前言本文档旨在提供建筑抗震设计中必须遵守的强制性条文，以确保建筑物在地震作用下的安全性和稳定性。
第一章：总则第一条：目的确保建筑结构在地震作用下的安全，减少地震灾害。
第二条：适用范围适用于新建、扩建和改建的各类建筑物的抗震设计。
第二章：抗震设计基本要求第三条：抗震设防类别建筑物应根据其重要性、使用功能和地震影响程度，划分为不同的抗震设防类别。
第四条：抗震设防标准建筑物的抗震设防标准应符合国家现行的抗震设计规范要求。
第五条：抗震设计方法建筑物的抗震设计应采用性能化设计方法，确保结构在不同地震作用下的安全性。
第三章：场地与地基第六条：场地选择建筑物的选址应避开地震断裂带、滑坡、泥石流等不利地形。
第七条：地基处理建筑物的地基应进行适当的处理，以满足抗震设计的要求。
第八条：地基承载力建筑物的地基承载力应通过地质勘察确定，并满足抗震设计的要求。
第四章：结构体系与布局第九条：结构体系选择建筑物的结构体系应根据其功能、规模和抗震要求合理选择。
第十条：结构布局建筑物的结构布局应合理，避免不规则布局带来的不利影响。
第十一条：结构刚度与强度建筑物的结构刚度与强度应满足抗震设计的要求。
第五章：抗震措施第十二条：抗震构造措施建筑物应采取有效的抗震构造措施，如设置隔震缝、减震器等。
第十三条：非结构构件抗震建筑物的非结构构件，如墙体、楼板、屋顶等，也应采取抗震措施。
第十四条：设备抗震建筑物内的重要设备和管道应采取抗震措施，防止地震时的损坏。
第六章：施工与验收第十五条：施工质量控制施工过程中应严格控制质量，确保建筑物的抗震性能。
第十六条：抗震性能验收建筑物竣工后，应进行抗震性能验收，确保满足抗震设计要求。
第七章：附则第十七条：规范修订本规范应根据建筑抗震技术的发展和地震灾害的实际情况进行定期修订。
第十八条：解释权本规范的最终解释权归国家建设主管部门所有。
《建筑抗震设计规范》答疑
《建筑抗震设计规范》(ＧＢ50011-2001)问答(1)沙安孙建华白雪霜毋剑平(中国建筑科学研究院工程抗震研究所北京100013) 根据建设部建标[2001]156号文的通知,新修订的国家标准《建筑抗震设计规范》(ＧＢ50011—2001,以下简称新规范)将于2002年1月1日起施行。
目前,新规范已由中国建筑工业出版社出版发行,许多设计人员在学习后通过信函、电话、电子邮件等方式,向抗震规范管理组提出了许多问题,管理组对所提问题做了逐一解答。
现挑选一些共性的问题汇总如下,以期对有关人员学习掌握新规范有些帮助。
1 为什么新规范2002年1月1日起施行,而原《建筑抗震设计规范》(ＧＢＪ11-89,以下简称89规范)2002年12月31日才废止因新规范是对89规范进行全面修订而编制的,在执行中需考虑设计、管理人员有一个学习、适应和实用过程,为此保留一年的过渡期,这也是新规范执行中的通行做法,当初89规范在执行时曾有三年的过渡期。
2 新规范在过渡期中,一些其他的相关规范尚未公布,配套的计算软件还未升版,在实际使用时应如何操作?新规范与89规范相比,有许多不同之处,在过渡期内,结构进行抗震设计验算时,仍可采用依据89规范编制的计算机软件,但对于不需计算的抗震构造措施则自2002年1月1日起要按新规范执行。
在各地开展的施工图审查也可按此要求开展有关设计审查工作。
3 新规范中为何无烟囱、水塔等构筑物及钢筋混凝土异型柱结构的抗震设计内容?本次建筑抗震设计规范的修订,已不包括烟囱、水塔等构筑物的抗震设计内容,此部分内容即将归入修订的《构筑物抗震设计规范》。
对于异型柱结构,目前工程抗震界业内专家有各种不同的看法,普遍认为异型柱结构属于抗震不利的结构体系,目前正在修订的国家标准和行业标准均未将其列入。
若采用异型柱结构又无地方法规者,属于超规范、超规程设计,应按国务院《建筑工程勘察设计管理条例》第29条的要求执行。
4 新规范中对建筑抗震设防类别的分类总原则是什么?为什么乙类建筑不是特别多?设置了抗震缝后可否根据各单元划分设防分类?目前许多大底盘高层建筑裙房为商店,上部为住宅楼,其抗震设防分类应注意哪些事项?按照当前的抗震防灾政策,在《建筑抗震设防分类标准》(ＧＢ50223—95)条文说明中指出,对一般情况下,原则上能保障在遭遇设防烈度地震影响时,不致有灾难性后果,故绝大部分的建筑,均可列为丙类建筑,少数重要的建筑列为乙类建筑。
第四章地震作用计算
水平地震作用计算
一、产生扭转地震反应的原因 两方面：建筑自身的原因和地震地面运动的原因。 1. 建筑结构的偏心
m
产生偏心的原因：
a. 建筑物的柱体与墙体等抗 侧力构件布置不对称。 b. 建筑物的平面不对称。
jk --- 为 j振型与k振型的耦联系数；
T --- 为 k振型与j振型的自振周期比；
考虑双向水平地震作用下扭转的地震作用效应
2 S EK S x (0.85S y ) 2
S EK S (0.85S x )
2
2
取两者中较大值
S x ( S y ) --- 为仅考虑x(y)向水平地震作用时的地震作用效应。
目前，国外抗震设计规定中要求考虑竖向地震作用的 结构或构件有： 1. 长悬臂结构； 2. 大跨度结构； 3. 高耸结构和较高的高层建筑； 4. 以轴向力为主的结构构件（柱或悬挂结构）； 5. 砌体结构； 6. 突出于建筑顶部的小构件。
我国抗震设计规范规定前三类结构要考虑向上或向下 竖向地震作用的不利影响。
§地震作用计算
一、结构抗震计算原则 各类建筑结构的抗震计算应遵循下列原则：
1 、一般情况下，可在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用 并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。 2 、有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15度时，应分别考虑各 抗侧力构件方向的水平地震作用。 3 、质量和刚度分布明显不对称的结构，应考虑双向水平地震作用下的 扭转影响其他情况宜采用调整地震作用效应的方法考虑扭转影响。 4 、 8度和9度时的大跨度结构、长悬臂结构，9度时的高层建筑，应考虑 竖向地震作用。
建筑结构抗震设计课后习题全解
第一章绪论地震按其成因分为哪几种类型？按其震源的深浅又分为哪几种类型？构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震。
深浅：构造地震可分为浅源地震（d<60km）、中源地震(60 –300km)，深源地震(>300km)什么是地震波？地震波包含了哪几种波？各种地震波各自的传播特点是什么？对地面和建筑物的影响如何？地震波：地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量。
是一种弹性波，分为体波（地球内部传播）、面波（地球表面传播）。
体波：分为纵波（p波）：在传播过程中，其介质质点的振动方向与波的前进方向一致。
特点是：周期短，振幅小；影响：它使地面发生上下振动，破坏性较弱。
橫波（s波）：在传播过程中，其介质质点的振动方向与波的前进方向垂直。
特点是：周期长，振幅大。
影响：它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强，。
面波：分为洛夫波（L波）：传播时将质点在与波前进方向相垂直的水平方向上作蛇形运动。
影响：其波长大、振幅强，只能沿地表面传播，是造成建筑物强烈破坏的主要因素。
地震波的传播速度：纵波＞横波＞面波橫波、面波：地面震动猛烈、破坏作用大。
地震波在传播过程中能量衰减：地面振动减弱、破坏作用逐渐减轻。
地震波是指从震源产生向四外辐射的弹性波。
地震发生时，震源区的介质发生急速的破裂和运动，这种扰动构成一个波源。
由于地球介质的连续性，这种波动就向地球内部及表层各处传播开去，形成了连续介质中的弹性波。
什么地震震级？什么是地震烈度和基本烈度？什么是抗震设防烈度？地震震级：表示地震本身强度或大小的一种度量指标。
地震烈度：指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。
基本烈度：在一定时期内（一般指50年），某地区可能遭遇到的超越某一概率的最大地震烈度。
抗震设防烈度：就是指指地面及房屋等建筑物受地震破坏的程度。
什么是多遇地震和罕遇地震？多遇地震一般指小震，50年可能遭遇的超越概率为63％的地震烈度值。
罕遇地震一般指大震，50年超越概率2％～3％的地震烈度。
4.建筑抗震概念设计
概述
由于地震的随机性，结构抗震不能完全依赖 “计算设计”，立足于工程抗震基本理论及长期 工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，是构造 良好结构性能的决定因素，即“概念设计”。 概念设计强调，在工程设计一开始，就应把 握好能量输入、房屋体形、结构体系、刚度分布、 构件延性等几个主要方面，从根本上消除建筑中 的抗震薄弱环节，再辅以必要的计算和构造措施， 就有可能具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠 度的建筑。
双重抗侧力体系，具有两 道抗震防线，如下图：
为进一步增加双重抗侧力体系的抗震防线，可增 设若干赘余构件，使这些赘余构件可以先达到破坏。
梁的剪跨比： a与h0的比值。剪跨比影响了梁的斜截面受剪承载 力和破坏的方式，决定了主应力的大小和方向。 柱的剪跨比：M/vh0,h0为与M平行方向柱截面有效截面高度。剪跨 比＞2时，为长柱，≤2时为短柱，≤1.5时为超短柱。长柱的 破坏形式多为弯曲破坏，短柱多为剪切破坏，超短柱发生剪 切斜拉破坏。同一楼层各柱之间的抗侧刚度不是很悬殊，但 是一旦存在少数短柱，它们的抗侧刚度远大于一般柱子的抗 侧刚度，短柱将吸收较大水平地震剪力，尤其是框架结构中 的少数短柱。 一般常见的短柱出现在楼梯间，半平台或者因为建筑上开窗需 要将框架梁设置在半平台处时，在半平台处会对框架柱有约 束作用，容易形成短柱。
4.4.3 利用赘余构件增 多抗震防线 当建筑物受到地震动 主脉冲卓越周期的作 用时，一方面利用结 构中增设的赘余构件 的屈服和变形，来耗 散输入的地震能量； 另一方面利用赘余构 件的破坏和退出工作， 使整个结构从一种稳 定体系过渡到另一种 稳定体系，实现结构 周期的变化，以避开 地震动卓越周期长时 间持续作用所引起的 共振效应。
建筑结构抗震总复习第四章-多自由度体系结构的地震反应
[M
]
m1
0
0
m2
[K
]
k1 k2
－k2
－k2
k2
I＝11
x(t
)
x1 x2
t t
x(t
)
x1 x2
t t
则两自由度体系的运动方程可写成
M xtKxt＝－M Ixg t
多自由度体系的运动方程也可以按上式表示
（4.3）
5
运动方程的建立
矩阵[M]称为体系的质量矩阵；矩阵[K]称为体系的刚度
两个自由度的层间剪切模型计算简图
3
运动方程的建立
根据达朗贝尔原理上述两力构成平衡力系（暂不考虑 阻尼影响）
质点1 fI1 fS1＝－m1x1 t m1xg t －k1x1 t k2x2 t k2x1 t ＝0
即 质点2
即
m1x1 t k1 k2 x1 t k2x2 t ＝－m1xg t fI 2 fS2＝－m2x2 t －m2xg t －k2 x2 t x1 t ＝0
矩阵；而 xt 和 xt 称为体系的加速度矢量和位
移矢量。如考虑阻尼影响，则体系的运动方程为
M xtCx t K x t ＝－M Ixg t （4.4）
矩阵[C]称为体系的阻尼矩阵,如采用瑞利阻尼假定，则阻 尼矩阵为
C＝0 M 1 K 其中，0， 1为与体系有关的常数
6
多自由度体系的自振频率及振型
不一定也达到最大。从而结构地震作用的最大值并不等于各
振型地震作用最大值之和，根据随机振动理论，近似地取
“平方和开方”。
20
底部剪力法(寻求更为简便的适合设计的方法） 适用条件： • 结构的质量和刚度沿高度分布比较均匀； • 房屋的总高度不超过40m； • 建筑结构在地震作用下的变形以剪切变形 为主； • 建筑结构在地震作用时的扭转效应可忽略 不计。 结构在地震作用下的反应一第一振型为主， 图 3-18 底部剪力法地震作用分布 且近似为直线。
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• 有助于掌握明确的设计思想，灵活、恰当地运用抗 震设计原则，是设计人员不知陷入盲目的计算工作， 从而做到比较合理的抗震设计。
• 抗震概念设计是目前工程设计高度自动化的背景下 唯一具有能动性和创造性的设计过程。
4.1 场地选择——续
2）关于地基基础设计，抗震规范有如下规定： 1、避开危险地带（如断裂带等）； 2、同一结构单元的基础不宜设置在性质截然 不同的地基上；无法避开时，除考虑不同土 层差异运动的影响外，还应采用局部深基础， 使整个建筑物的基础落在同一上层上（图） 3、同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基；（可
4.2.1 建筑平面布置——续
3、高层建筑平面尺寸限值 《高层规程》对地震区高层建筑的平面形状作了明确规定，
如下图和表，并提出对这些平面的凹角处，应采取加强 措施。
4.2.2 建筑立面布置
1、建筑立面形状 地震区高层建筑的立面应采用矩形、梯形、三角形等均
匀变化的几何形状，尽量避免带有突然变化的阶梯形立面。 因为立面形状的突然变化，会引起质量和抗侧移刚度突变， 地震时容易因剧烈振动或塑性变形集中（薄弱层）而加重 破坏。
基本概念——续
抗震概念设计的思路： • 在工程设计一开始，把握好能量输入、房屋体型、结构
体系、刚度分布、构件延性等几个主要方面，从根本上 消除建筑中的抗震薄弱环节。 • 辅以必要的计算和构造措施，有可能使房屋建筑具有良 好的抗震性能和足够的抗震可靠度。 由于对地震作用及结构性能的了解还远远不够，在某种
设沉降缝，成为两个单元） 4、地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀时，
应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，并采取相 应措施，基础应加强其整体性和刚性。
4.2 建筑的平立面布置
一幢房屋的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结 构布置。建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则， 就能从根本上保证房屋具有良好的耐震性能。 • 《抗震规范》3.4.1条规定：建筑设计应符合抗震概念
• 地震方面——地震是一种随机振动，具有复杂 性、 不确定性，因此很难准确预测建筑物所遭遇地震的 特性和参数。地震在时间和空间上都具有很大的随 机性。
• 结构分析——未能充分考虑结构的空间作用、非弹 性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，也存在 不准确性。
基本概念——续
2、概念设计（Conceptual design） ：立足于工程 抗震基பைடு நூலகம்理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震 基本概念的抗震设计。
设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。 • 3.4.2条规定：建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、
对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面 宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件 的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减少，避免抗侧 力结构的侧向刚度和承载力突变。
4.2.1 建筑平面布置
意义上，概念设计比计算设计更重要。
4.1 场地选择
不同的场地上的建筑震害不同在建筑选址时，要尽量选 择对建筑抗震有利的地段，避开不利和危险地段。 1、避开地震危险地段 1）概念 • 建筑抗震危险的地段：指地震时可能发生崩塌、滑坡、
地陷、地裂、泥石流等地段以及震中烈度为8度以上的 发震断裂带在地震时可能发生地表错位的地段。 • 非发震断层：与当地的地震活动性没有成因上联系的 一般断层，在地震作用下一般不会发生新的错动。 • 发震断层：具有潜在地震活动的断层，在过去三万五 千年以内曾活动过一次，或者在五万年内活动过两次 的断层。
4.2.1 建筑平面布置——续
2、平面不规则的类型： 《规范》3.4.2规定： 1）扭转不规则：楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）
大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的 1.2倍。 2）凹凸不规则：结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投 影方向总尺寸的30%。 3）楼板局部不连续：楼板的尺寸和平面刚度急剧变化。 例如：开洞面积大于该楼层面积的30%，或较大的楼层 错层，或有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%。
3）楼层承载力突变：抗侧力结构的层间受剪承载力小于 相邻上一楼层的80%。
4.1 场地选择——续
2、选择有利于抗震的场地 1）概念 • 对建筑抗震有利的地段：指位于开阔平坦地的坚硬场
地上或密实均匀中硬场地土。 • 对建筑抗震不利的地段：就地形而言，一般是指条状
突出的山嘴，孤立的山包和山梁的顶部，高差较大的 台地边缘，非岩质的陡坡， 河岸和边坡的边缘；就 场地土质而言，一般是指软弱土、易液化土，故河道、 断层破碎带、暗埋塘滨沟谷或半挖半填地基等，以及 在平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的地段。
建筑结构抗震设计 Seismic design of buildings
第4章 建筑抗震概念设计
4.1 场地选择 4.2 建筑的平立面布置 4.3 结构选型与结构布置 4.4 多道抗震防线 4.5 刚度、承载力和延性的匹配 4.6 确保结构的整体性 4.7 非结构部件处理
基本概念
1、计算设计（Numerical design）：按荷载计算、 内力分析及组合、强度计算 、构造措施等称为计算 设计。 “计算设计”——不能完全依赖！
4.2.2 建筑立面布置——续
2、竖向不规则的类型
1）侧向刚度不规则：该层的侧向刚度小于相邻上一层的 70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%； 除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的 25%。
2）竖向抗侧力构件不连续：竖向抗侧力构件（柱、抗震 墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架）向 下传递。
1、建筑平面形状 1）建筑物的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度变
化均匀，避免楼层错层； 2）地震区的高层建筑，平面以方形、矩形、圆形为好；
正六边形、正八边形、椭圆形、扇形也可以。 3）有较长翼缘的L形、T形、十字形、U形、H形、Y形平面
也不宜采用。这些平面的较长翼缘，地震时容易因发生 差异侧移而加重震害。