高層建筑結(jié)構(gòu)思考題及參考答案-2010.docVIP

Ch1 緒論1. 高層建筑與多層建筑如何界定？2. 高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如何？3高層建筑采用的結(jié)構(gòu)可分為哪些類型？各有何特點(diǎn)？4. 談?wù)勀銓?duì)高層建筑的發(fā)展趨勢(shì)有何見解？5. 結(jié)合世界第一高樓迪拜塔的建造實(shí)例，說明設(shè)計(jì)超高層建筑要處理哪些與設(shè)計(jì)一般建筑不同的問題，并說明解決這些問題的方法。（此題將在課堂討論） 提示：a) 請(qǐng)觀看參考視頻，迪拜塔有7個(gè)視頻;b) 可上網(wǎng)檢索，c) 可提供電子打印稿。6觀看參考視頻以后，關(guān)于迪拜塔有幾個(gè)問題 a) 安全電梯是那一年由誰發(fā)明的。它的發(fā)明對(duì)建筑及建筑業(yè)有哪些影響？迪拜塔計(jì)有多少部電梯，最大一部電梯可承載多少人？ b) 在超高層出現(xiàn)前，傳統(tǒng)建筑可建最大高度是多少？c) 迪拜塔在散熱方面，除了安裝室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)之外，還采取了什么特殊措施？，請(qǐng)具體說明之。d) 美國世貿(mào)中心有417m, 施工速度極快，是得益于哪項(xiàng)新施工技術(shù)的應(yīng)用？最后達(dá)到幾天蓋一層？e) 迪拜塔幾天建一層？請(qǐng)?jiān)敿?xì)介紹迪拜塔泵送混凝土的工藝。f) 世界第1高樓（2009年）迪拜塔在抗風(fēng)方面的設(shè)計(jì)有何特點(diǎn)？g) 世界第1高樓（2009年）迪拜塔在人流疏散方面的設(shè)計(jì)與其它建筑有何不同？Ch2 結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置1何謂結(jié)構(gòu)體系？高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)體系有哪些？各有何特點(diǎn)和適用范圍？2高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程將高層建筑分為了哪兩級(jí)？3建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50012001）根據(jù)建筑使用功能的重要性，將建筑抗震設(shè)防類別分為哪四個(gè)抗震設(shè)防類別？4何謂“概念設(shè)計(jì)”？什么情況下還要正確運(yùn)用“概念設(shè)計(jì)”？哪些方面須用概念設(shè)計(jì)的方法加以正確處理？5結(jié)構(gòu)平面布置與結(jié)構(gòu)豎向布置有哪些要求？6基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一般原則有哪些？7高層建筑結(jié)構(gòu)平面布置的一般原則是什么？8. 簡(jiǎn)述房屋建筑平面不規(guī)則和豎向不規(guī)則的類型。9. 在什么情況下設(shè)置防震縫、伸縮縫和沉降縫？10.防震縫、伸縮縫、沉降縫的特點(diǎn)和要求是什么？Ch1 緒論1. 高層建筑與多層建筑如何界定？ 我國民用建筑設(shè)計(jì)通則(JGJ37-87)規(guī)定，10層及10層以上的住宅建筑以及高度超過28的公共建筑和綜合性建筑為高層建筑；高度超過100m時(shí)，不論是住宅建筑還是公共建筑，一律稱為超高層建筑。我國高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定：10層或H28m的建筑物為高層；H100m的建筑物均為超高層。2高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)如何？ 答：高層建筑結(jié)構(gòu)要抵抗豎向和水平荷載，在地震區(qū)，還要抵抗地震作用。在較低的建筑結(jié)構(gòu)中，往往豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；隨著建筑高度的增大，水平荷載效應(yīng)逐漸增大；在高層建筑結(jié)構(gòu)中，水平荷載和地震作用卻起著決定性作用。因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，而且還要求有足夠的剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下產(chǎn)生的位移限制在一定的范圍內(nèi)，以保證建筑結(jié)構(gòu)的正常使用和安全。另外，相對(duì)于低層建筑而言，高層建筑相對(duì)較柔，因此在地震區(qū)，高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的延性。也就是說，在地震作用下，結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段后，仍具有抵抗地震作用的足夠的變形能力，不致倒塌。這樣可以在滿足使用條件下能達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)要求。綜上所述，對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)，抵抗水平力的設(shè)計(jì)是個(gè)關(guān)鍵，應(yīng)該很好地理解上述特點(diǎn)，使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的抗震性能，還要盡可能地提高材料利用率，降低材料消3高層建筑采用的結(jié)構(gòu)可分為哪些類型？各有何特點(diǎn)？ 答：高層建筑采用的結(jié)構(gòu)可分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼-鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)等類型。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有造價(jià)較低、取材豐富、并可澆筑各種復(fù)雜斷面形狀，而且強(qiáng)度高、剛度大、耐火性和延性良好，結(jié)構(gòu)布置靈活方便，可組成多種結(jié)構(gòu)體系等優(yōu)點(diǎn)，因此，在高層建筑中得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)前，我國的高層建筑中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)占主導(dǎo)地位鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、構(gòu)件斷面小、自重輕、延性及抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)；鋼構(gòu)件易于工廠加工，施工方便，能縮短現(xiàn)場(chǎng)施工工期。近年來，隨著高層建筑建造高度的增加，以及我國鋼產(chǎn)量的大幅度增加，采用鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑也不斷增多。更為合理的高層建筑結(jié)構(gòu)為鋼和鋼筋混凝土相結(jié)合的組合結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以使兩種材料互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，取得經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)性能優(yōu)良的效果。組合結(jié)構(gòu)是用鋼材來加強(qiáng)鋼筋混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度，鋼材放在構(gòu)件內(nèi)部，外部由鋼筋混凝土做成，成為鋼骨（或型鋼）混凝土構(gòu)件，也可在鋼管內(nèi)部填充混凝土，做成外包鋼構(gòu)件，成為鋼管混凝土。前者可充分利用外包混凝土的剛度和耐火性能，又可利用鋼骨減小構(gòu)件斷面和改善抗震性能，現(xiàn)在應(yīng)用較為普遍。例如：北京的香格里拉飯店就采用了鋼骨混凝土柱。混合結(jié)構(gòu)是部分抗側(cè)力結(jié)構(gòu)用鋼結(jié)構(gòu)，另一部分采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（或部分采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)）。多數(shù)情況下是用鋼筋混凝土做筒（剪力墻），用鋼材做框架梁、柱。4. 談?wù)勀銓?duì)高層建筑的發(fā)展趨勢(shì)有何見解？ 1).新材料的開發(fā)和應(yīng)用：高強(qiáng)度混凝土（C100）；高強(qiáng)、可焊性好的厚鋼板；耐火鋼材；FR鋼（耐候鋼）*耐候鋼是指在惡劣環(huán)境條件下(主要是指腐蝕較強(qiáng)的環(huán)境),具有較強(qiáng)工作性能的鋼材。2).高度會(huì)突破：超過1000m的超高層 鋼材建筑已成為反映一個(gè)國家或城市科技實(shí)力和建設(shè)水平的指標(biāo)之一。3).組合結(jié)構(gòu)增多： 鋼和混凝土的組合結(jié)構(gòu)抗震性能好、耐火耐蝕，優(yōu)于全鋼、全混凝土結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：高層建筑的主要結(jié)構(gòu)體系組合結(jié)構(gòu)：超高層建筑的主要結(jié)構(gòu)體系4).新型結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用增多 巨型框架 、桁架筒體、多束筒體5). 耗能減震技術(shù)發(fā)展減震技術(shù)有被動(dòng)耗能減震和主動(dòng)減震兩種。前者有耗能支撐，帶豎縫耗能剪力墻，被動(dòng)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器以及安裝各種被動(dòng)耗能的油阻尼器等；后者是計(jì)算機(jī)控制的，通過安裝在結(jié)構(gòu)上的各種驅(qū)動(dòng)裝置和傳感器，與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連接，對(duì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，發(fā)出信號(hào)驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)結(jié)構(gòu)施加作用，減小結(jié)構(gòu)反應(yīng)。5. 結(jié)合世界第一高樓迪拜塔的建造實(shí)例，說明設(shè)計(jì)超高層建筑要處理哪些與設(shè)計(jì)一般建筑不同的問題，并說明解決這些問題的方法。（此題將在課堂討論） 提示：a) 請(qǐng)觀看參考視頻，迪拜塔有7個(gè)視頻;b) 可上網(wǎng)檢索，c) 可提供電子打印稿。答：設(shè)計(jì)超高層建筑要處理與設(shè)計(jì)一般建筑不同的問題主要有以下幾方面：a) 更加注意結(jié)構(gòu)體系的選擇與合理問題；超高層一般是筒體或多束筒，或?yàn)榫扌慰蚣艿忍厥饨Y(jié)構(gòu)體系；b) 對(duì)電梯要求更高 電梯的數(shù)量更多； 電梯的運(yùn)行速度要求更高 電梯速度高，要求制動(dòng)系統(tǒng)更先進(jìn).c) 要求更先進(jìn)的施工技術(shù) 施工速度要求高。施工組織要求更嚴(yán)格，配合更求提高。構(gòu)件組裝化，集約化更強(qiáng)。若采用鋼筋混凝土，因建筑可建高度大大提高，則泵送混凝土技術(shù)要求高。d) 抗風(fēng)問題更加突出 在體型上因?yàn)橐玫乜癸L(fēng)，沿豎向多變，使風(fēng)對(duì)建筑的合力最小，對(duì)建筑沿豎向的設(shè)計(jì)提出更高要求。達(dá)到此目的一般要做風(fēng)洞試驗(yàn)。 玻璃幕的密封性要求提高，抗風(fēng)壓能力要求提高。e) 抗震要求更高；f) 人流疏散要求更高。6觀看參考視頻以后，關(guān)于迪拜塔有幾個(gè)問題 a) 安全電梯是那一年由誰發(fā)明的。它的發(fā)明對(duì)建筑及建筑業(yè)有哪些影響？迪拜塔計(jì)有多少部電梯，最大一部電梯可承載多少人？ 安全電梯是1885年由艾力沙.歐提斯發(fā)明的； 安全電梯的發(fā)明對(duì)建筑及建筑業(yè)有非常大的影響，首先，由于豎向交通的解決，建筑的可建高度大大提高。土地的價(jià)值計(jì)算由于建筑高度的增加而必須重新估算；對(duì)于高層，由于有電梯，使得單體建筑各層的價(jià)值大小座次發(fā)生的根本的改變。例如，高層的頂層或頂部幾層最受歡迎而最昂貴。因?yàn)樵礁?，空氣越好，視野更開闊，無噪音很安靜。 迪拜塔計(jì)有53部電梯，最大一部電梯可承載46人。 b) 在超高層出現(xiàn)前，傳統(tǒng)建筑可建最大高度是多少？ 80m.c) 迪拜塔在散熱方面，除了安裝室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)之外，還采取了什么特殊措施？，請(qǐng)具體說明之。 玻璃采用了高科技，外層涂有一層金屬物，反射陽光，防紫外線，玻璃內(nèi)層涂有一層銀，可防沙子輻射的紅外線，從而達(dá)到隔熱效果。d) 美國世貿(mào)中心有417m, 施工速度極快，是得益于哪項(xiàng)新施工技術(shù)的應(yīng)用？最后達(dá)到幾天蓋一層？美國世貿(mào)中心有417m, 施工速度極快，是得益于袋鼠起重機(jī)的使用，最后達(dá)到1周兩層。e) 迪拜塔幾天建一層？請(qǐng)?jiān)敿?xì)介紹迪拜塔泵送混凝土的工藝。迪拜塔3天建一層？迪拜塔泵送混凝土的工藝是這樣的，泵送混凝土不能過稀，雖然稀些有利于泵送，但砼密實(shí)度不能保證，影響最終強(qiáng)度，另外，過稀的砼硬化時(shí)間會(huì)加長(zhǎng)，從而影響施工速度。若泵送砼過稠，由于超高層高度很高，泵送時(shí)間較長(zhǎng)，則在泵送過程中易于凝結(jié)，嚴(yán)重影響泵送。迪拜塔是晚上澆鋼筋砼，泵送混凝土內(nèi)摻高科技化學(xué)制劑以解決這個(gè)問題。泵送混凝土可達(dá)570m, 160層，泵送時(shí)間達(dá)40分種，另外。超高層的泵送砼技術(shù)中還有一個(gè)較關(guān)鍵的問題，就是石子與輸送管壁的摩擦較嚴(yán)重，要避免出現(xiàn)把管壁摩破的問題。f) 世界第1高樓（2009年）迪拜塔在抗風(fēng)方面的設(shè)計(jì)有何特點(diǎn)？風(fēng)在建筑物表面會(huì)形成渦流，在體型上因?yàn)橐玫乜癸L(fēng)，沿豎向多變，使風(fēng)對(duì)建筑的合力最小，為驗(yàn)證這一設(shè)計(jì)目的，做風(fēng)洞試驗(yàn)。g) 世界第1高樓（2009年）迪拜塔在人流疏散方面的設(shè)計(jì)與其它建筑有何不同？ 沿高度設(shè)了9個(gè)緊急避難室； 對(duì)于疏散樓梯間，有較為先進(jìn)的排煙送風(fēng)系統(tǒng)。Ch2 高層結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)布置 1何謂結(jié)構(gòu)體系？高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)體系有哪些？各有何特點(diǎn)和適用范圍？答：結(jié)構(gòu)體系是指結(jié)構(gòu)抵抗外部作用的構(gòu)件總體組成的方式。在高層建筑中，抵抗水平力成為確定和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系的的關(guān)鍵問題。高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)體系有框架、剪力墻、框架-剪力墻、筒體以及它們的組合。（1）框架結(jié)構(gòu)體系是由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成，既承受豎向荷載，也承受水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。這種體系適用于多層建筑及高度不大的高層建筑。框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，可以做成有較大空間的會(huì)議室、餐廳、車間、營業(yè)室、教室等。需要時(shí)，可用隔斷分隔成小房間，或拆除隔斷改成大房間，因而使用靈活。外墻用非承重構(gòu)件，可使立面設(shè)計(jì)靈活多變?？蚣芙Y(jié)構(gòu)可通過合理的設(shè)計(jì)，使之具有良好的抗震性能。但由于高層框架側(cè)向剛度較小，結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移和層間相對(duì)位移較大，使得非結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如填充墻、建筑裝飾、管道設(shè)備等）在地震時(shí)破壞較嚴(yán)重，這是它的主要缺點(diǎn)，也是限制框架高度的原因，一般控制在1015層?？蚣芙Y(jié)構(gòu)構(gòu)件類型少，易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化；可以采用預(yù)制構(gòu)件，也易于采用定型模板而做成現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，有時(shí)還可以采用現(xiàn)澆柱及預(yù)制梁板的半現(xiàn)澆半預(yù)制結(jié)構(gòu)。現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的整體性好，抗震性能好，在地震區(qū)應(yīng)優(yōu)先采用。（2）剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系是利用建筑物墻體承受豎向與水平荷載，并作為建筑物的圍護(hù)及房間分隔構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系。剪力墻在抗震結(jié)構(gòu)中也稱抗震墻。它在自身平面內(nèi)的剛度大、強(qiáng)度高、整體性好，在水平荷載作用下側(cè)向變形小，抗震性能較強(qiáng)。在國內(nèi)外歷次大地震中，剪力墻結(jié)構(gòu)體系表現(xiàn)出良好的抗震性能，且震害較輕。因此，剪力墻結(jié)構(gòu)在非地震區(qū)或地震區(qū)的高層建筑中都得到了廣泛的應(yīng)用。在地震區(qū)15層以上的高層建筑中采用剪力墻是經(jīng)濟(jì)的，在非地震區(qū)采用剪力墻建造建筑物的高度可達(dá)140m。目前我國1030層的高層住宅大多采用這種結(jié)構(gòu)體系。剪力墻結(jié)構(gòu)采用大模板或滑升模板等先進(jìn)方法施工時(shí)，施工速度很快，可節(jié)省大量的砌筑填充墻等工作量。剪力墻結(jié)構(gòu)的墻間距不能太大，平面布置不靈活，難以滿足公共建筑的使用要求；此外，剪力墻結(jié)構(gòu)的自重也比較大。為滿足旅館布置門廳、餐廳、會(huì)議室等大面積公共房間，以及在住宅底層布置商店和公共設(shè)施的要求，可將剪力墻結(jié)構(gòu)底部一層或幾層的部分剪力墻取消，用框架來代替，形成底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)和大底盤、大空間剪力墻結(jié)構(gòu)；標(biāo)準(zhǔn)層則可采用小開間或大開間結(jié)構(gòu)。當(dāng)把底層做成框架柱時(shí)，成為框支剪力墻結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)體系，由于底層柱的剛度小，上部剪力墻的剛度大，形成上下剛度突變，在地震作用下底層柱會(huì)產(chǎn)生很大的內(nèi)力及塑性變形，致使結(jié)構(gòu)破壞較重。因此，在地震區(qū)不允許完全使用這種框支剪力墻結(jié)構(gòu)，而需設(shè)有部分落地剪力墻。（3）框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系是在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻所組成的結(jié)構(gòu)體系。由于框架結(jié)構(gòu)具有側(cè)向剛度差，水平荷載作用下的變形大，抵抗水平荷載能力較低的缺點(diǎn)，但又具有平面布置較靈活、可獲得較大的空間、立面處理易于變化的優(yōu)點(diǎn)；剪力墻結(jié)構(gòu)則具有強(qiáng)度和剛度大，水平位移小的優(yōu)點(diǎn)與使用空間受到限制的缺點(diǎn)。將這兩種體系結(jié)合起來，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，可形成一種受力特性較好的結(jié)構(gòu)體系-框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。剪力墻可以單片分散布置，也可以集中布置?？蚣?剪力墻結(jié)構(gòu)體系在水平荷載作用下的主要特征：1）受力狀態(tài)方面，框架承受的水平剪力減少及沿高度方向比較均勻，框架各層的梁、柱彎矩值降低，沿高度方向各層梁、柱彎矩的差距減少，在數(shù)值上趨于接近。2）變形狀態(tài)方面，單獨(dú)的剪力墻在水平荷載作用下以彎曲變形為主，位移曲線呈彎曲型；而單獨(dú)的框架以剪切變形為主，位移曲線呈剪切型；當(dāng)兩者處于同一體系，通過樓板協(xié)同工作，共同抵抗水平荷載，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系的變形曲線一般呈彎剪型。由于上述變形和受力特點(diǎn)，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度和承載力較框架結(jié)構(gòu)都有明顯的提高，在水平荷載作用下的層間變形減小，因而減小了非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。在我國，無論在地震區(qū)還是非地震區(qū)的高層建筑中，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系得到了廣泛的應(yīng)用。（4）筒體結(jié)構(gòu)體系筒體結(jié)構(gòu)為空間受力體系。筒體的基本形式有三種：實(shí)腹筒、框筒及桁架筒。用剪力墻圍成的筒體稱為實(shí)腹筒。在實(shí)腹筒的墻體上開出許多規(guī)則的窗洞所形成的開孔筒體稱為框筒，它實(shí)際上是由密排柱和剛度很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架圍成的筒體。如果筒體的四壁是由豎桿和斜桿形成的桁架組成，則成為桁架筒；如果體系是由上述筒體單元所組成，稱為筒中筒或組合筒。通常由實(shí)腹筒做內(nèi)部核心筒，框筒或桁架筒做外筒。筒體最主要的受力特點(diǎn)是它的空間受力性能。無論哪一種筒體，在水平力作用下都可以看成固定于基礎(chǔ)上的箱形懸臂構(gòu)件，它比單片平面結(jié)構(gòu)具有更大的抗側(cè)剛度和承載力，并具有很好的抗扭剛度。因此，該種體系廣泛應(yīng)用于多功能、多用途，層數(shù)較多的高層建筑中。2高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程將高層建筑分為了哪兩級(jí)？ 答：高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程，對(duì)各種結(jié)構(gòu)體系的高層建筑最大適用高度做出了規(guī)定。規(guī)程中將高層建筑分為了兩級(jí)，即常規(guī)高度的高層建筑（A級(jí)）和超限高層建筑（B級(jí)）。3建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范根據(jù)建筑使用功能的重要性，將建筑抗震設(shè)防類別分為哪四個(gè)抗震設(shè)防類別？ 答：建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范根據(jù)建筑使用功能的重要性，將建筑抗震設(shè)防類別分為甲類、乙類、丙類、丁類四個(gè)抗震設(shè)防類別。甲類建筑為屬于重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑；乙類建筑為屬于地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的建筑；丙類建筑屬于甲、乙、丁類建筑以外的一般建筑；丁類建筑屬于抗震次要建筑。4何謂“概念設(shè)計(jì)”？什么情況下還要正確運(yùn)用“概念設(shè)計(jì)”？哪些方面須用概念設(shè)計(jì)的方法加以正確處理？ 答：“概念設(shè)計(jì)”是指對(duì)一些難以做出精確計(jì)算分析，或在某些規(guī)程中難以具體規(guī)定的問題，應(yīng)該由設(shè)計(jì)人員運(yùn)用概念進(jìn)行判斷和分析，以便采取相應(yīng)的措施，做到比較合理地進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。理論與實(shí)踐均表明，一個(gè)先進(jìn)而合理的設(shè)計(jì)，不能僅依靠力學(xué)分析來解決。因?yàn)閷?duì)于較復(fù)雜的高層建筑，某些部位無法用解析方法精確計(jì)算；特別是在地震區(qū)，地震作用的影響因素很多，要求精確計(jì)算是不可能的。因此，不能僅僅依賴于“計(jì)算設(shè)計(jì)”，還要正確運(yùn)用“概念設(shè)計(jì)”。須用概念設(shè)計(jì)的方法加以正確處理的方面：結(jié)構(gòu)平面布置、結(jié)構(gòu)豎向布置、變形縫的設(shè)置、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是保證結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良抗震性能的一種方法。概念設(shè)計(jì)包含極為廣泛的內(nèi)容，選擇對(duì)抗震有利的結(jié)構(gòu)方案和布置，采取減少扭轉(zhuǎn)和加強(qiáng)抗扭剛度的措施，設(shè)計(jì)延性結(jié)構(gòu)和延性結(jié)構(gòu)構(gòu)件，分析結(jié)構(gòu)薄弱部位，并采取相應(yīng)的措施，避免薄弱層過早破壞，防止局部破壞引起連鎖效應(yīng)，避免設(shè)計(jì)靜定結(jié)構(gòu)，采取二道防線措施等等。應(yīng)該說，從方案、布置、計(jì)算到構(gòu)件設(shè)計(jì)、構(gòu)造措施每個(gè)設(shè)計(jì)步驟中都貫穿了抗震概念設(shè)計(jì)內(nèi)容。5結(jié)構(gòu)平面布置與結(jié)構(gòu)豎向布置有哪些要求？ 答：（1）結(jié)構(gòu)平面布置高層建筑的開間、進(jìn)深尺寸和選用的構(gòu)件類型應(yīng)符合建筑模數(shù)，以利于建筑工業(yè)化。在一個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，宜使結(jié)構(gòu)平面形狀和剛度均勻?qū)ΨQ。需要抗震設(shè)防的高層建筑，其平面布置應(yīng)符合下列要求：1）平面宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱、減少偏心；2）平面長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)，突出部分長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)，、值宜滿足教材表13的要求；3）不宜采用角部重疊的平面圖形或細(xì)腰形平面圖形。（2）結(jié)構(gòu)豎向布置高層建筑中控制側(cè)向位移常常成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要控制因素。而且隨著高度增加，傾覆力矩也相應(yīng)迅速增大。因此，高層建筑的高寬比不宜過大。一般將高寬比控制在56以下，是指建筑物地面到檐口高度，是指建筑物平面的短方向總寬。當(dāng)設(shè)防烈度在8度以上時(shí)，限制應(yīng)更嚴(yán)格一些。高層建筑的豎向體型宜規(guī)則、均勻，避免有過大的外挑和內(nèi)收，這些應(yīng)遵循高層規(guī)程中的具體規(guī)定。6基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一般原則有哪些？ 答：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一般原則：（1）上部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是選擇基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案的重要因素?；A(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)要把地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)當(dāng)成一個(gè)整體來考慮：當(dāng)上部結(jié)構(gòu)剛度和整體性較差，地基軟弱，且不均勻時(shí)，基礎(chǔ)剛度應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)；當(dāng)上部結(jié)構(gòu)剛度和整體性較好，荷載分布較均勻，地基也比較堅(jiān)硬時(shí)，則基礎(chǔ)剛度可適當(dāng)放寬。（2）一般情況下，地基的土質(zhì)均勻，承載力高、沉降量小時(shí)，可以采取天然地基和豎向剛度較小的基礎(chǔ)；反之，則應(yīng)采用人工地基或豎向剛度較大的整體式基礎(chǔ)。（3）單獨(dú)基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)整體性差，豎向剛度小，不容易調(diào)整各部分地基的差異沉降，除非將基礎(chǔ)擱置在未風(fēng)化或微風(fēng)化巖層上，否則不宜在高層建筑中應(yīng)用。在層數(shù)較少的裙房中應(yīng)用時(shí)，也需在單獨(dú)柱基之間沿縱、橫兩個(gè)方向增設(shè)拉梁，以抵抗可能產(chǎn)生的地基差異沉降。（4）當(dāng)采用樁基時(shí)，應(yīng)盡可能采用單根、單排大直徑樁或擴(kuò)底墩，使上部結(jié)構(gòu)的荷載直接由柱或墻傳至樁頂；基礎(chǔ)底板因受力很小而可以做得較薄，如果采用多根或多排小直徑樁，基礎(chǔ)底板就會(huì)受到較大彎矩和剪力，從而使板厚增大。（5）箱形基礎(chǔ)及筏式基礎(chǔ)是高層建筑結(jié)構(gòu)常用的形式。（6）在地震區(qū)，為保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減小由基礎(chǔ)變形引起的上部結(jié)構(gòu)傾斜，基礎(chǔ)埋深不能太小。在天然地基或復(fù)合地基上，基礎(chǔ)埋深不宜小于建筑物高度的1/15。如果采用樁基，則從樁頂算起，基礎(chǔ)埋深不宜小于建筑物高度的1/18。在非地震區(qū)，基礎(chǔ)的埋深可適當(dāng)減小。此外，無論何種形式的基礎(chǔ)，均不宜直接置于可液化土層上。7高層建筑結(jié)構(gòu)平面布置的一般原則是什么？ 答：一獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)滿足以下要求：(1) 簡(jiǎn)單、規(guī)則、均勻、對(duì)稱。(2) 承重結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置，偏心小，構(gòu)件類型少。(3) 平面長(zhǎng)度和突出部分應(yīng)滿足規(guī)范要求，凹角處宜采用加強(qiáng)措施。(4) 施工簡(jiǎn)便，造價(jià)省。8. 簡(jiǎn)述房屋建筑平面不規(guī)則和豎向不規(guī)則的類型。 答：規(guī)范列舉了三種平面不規(guī)則和三種豎向不規(guī)則類型，并要求對(duì)不規(guī)則結(jié)構(gòu)的水平地震作用和內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整等。平面不規(guī)則類型包括扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、樓板凹凸不規(guī)則和樓板局部不連續(xù)。豎向不規(guī)則類型包括側(cè)向剛度不規(guī)則、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)和樓層承載力突變。9.在什么情況下設(shè)置防震縫、伸縮縫和沉降縫？ 答：不規(guī)則結(jié)構(gòu)設(shè)防震縫平面長(zhǎng)度和高度超過一定限值時(shí)設(shè)伸縮縫主體結(jié)構(gòu)與裙房高度與重量相差懸殊時(shí)，或分段二次施工，或地基差異原因設(shè)置沉降縫。10.防震縫、伸縮縫、沉降縫的特點(diǎn)和要求是什么？ 答：防震縫從基礎(chǔ)至建筑頂部斷開，防震縫應(yīng)有一定的寬度。伸縮縫從基礎(chǔ)以上設(shè)置，若為抗震結(jié)構(gòu)，伸縮縫的寬度不小于防震縫的寬度。沉降縫將建筑物的兩部分從頂層到基礎(chǔ)全部斷開。沉降縫的寬度應(yīng)符合防震縫最小寬度的要求。/20091016Ch3 荷載與地震作用1作用于高層房屋的荷載有哪兩種？在地震區(qū)與非地震區(qū)分別是由哪些荷載起控制作用？2什么是風(fēng)荷載？3什么是基本風(fēng)壓值、風(fēng)載體型系數(shù)、風(fēng)壓高度變化系數(shù)、風(fēng)振系數(shù)4什么是地震波？分為哪兩類？5什么是地震的震級(jí)？根據(jù)震級(jí)可將地震劃分為哪幾級(jí)？6什么是地震烈度？7什么是基本烈度？建筑抗震設(shè)防類別分為哪幾類？抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)是什么？8抗震設(shè)計(jì)總思路是什么？什么是“三水準(zhǔn)”的抗震設(shè)防目標(biāo)與二階段設(shè)計(jì)法？9什么是地震作用？地震作用與一般靜載荷有何不同？我國和其他許多國家的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范都采用什么理論來確定地震作用？*10什么是反應(yīng)譜理論？為什么被各國工程界所廣泛采用？*11什么是地震系數(shù)、動(dòng)力系數(shù)、地震影響系數(shù)？抗震規(guī)范就是以什么作為抗震設(shè)計(jì)依據(jù)的，其值如何確定？12多自由度彈性體系的水平地震作用及其地震內(nèi)力可采用什么方法求得？底部剪力法的適用條件如何？13底部剪力法的基本思路？14什么是“鞭端效應(yīng)”？采用底部剪力法時(shí)抗震規(guī)范是如何規(guī)定的？15抗震規(guī)范中地震影響系數(shù)的含義是什么？16三水準(zhǔn)設(shè)防原則，二階段設(shè)計(jì)方法的具體內(nèi)容是什么？17怎樣確定地震作用？18各類抗震設(shè)防類別建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合哪些要求？19. 什么是小震、中震和大震。20 .延性和延性比是什么？為什么抗震結(jié)構(gòu)要具有延性？1作用于高層房屋的荷載有哪兩種？在地震區(qū)與非地震區(qū)分別是由哪些荷載起控制作用？答：作用于高層房屋的荷載有兩種：豎向荷載與水平荷載，豎向荷載包括結(jié)構(gòu)自重和樓（屋）蓋上的均布荷載，水平荷載包括風(fēng)荷載和地震作用。在多層房屋中，往往以豎向荷載為主，但也要考慮水平荷載的影響，特別是地震作用的影響。隨著房屋高度的增加，水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力越來越大，會(huì)直接影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、經(jīng)濟(jì)性，成為控制荷載。因此在非地震區(qū)，風(fēng)荷載和豎向荷載的組合將起控制作用，而在地震區(qū)，則往往是地震作用與豎向荷載組合起控制作用。2什么是風(fēng)荷載？答：風(fēng)受到地面上各種建筑物的阻礙和影響，風(fēng)速會(huì)改變，并在建筑物表面上形成壓力或吸力，這種風(fēng)力的作用稱為風(fēng)荷載。3什么是基本風(fēng)壓值、風(fēng)載體型系數(shù)、風(fēng)壓高度變化系數(shù)、風(fēng)振系數(shù)答：（1）基本風(fēng)壓值基本風(fēng)壓值系以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上離地10m高統(tǒng)計(jì)所得的重現(xiàn)期為50年一遇10min平均最大風(fēng)速（m/s）為標(biāo)準(zhǔn)，按=/1600確定的風(fēng)壓值。它應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行荷載規(guī)范中“全國基本風(fēng)壓分布圖”采用，但不得小于0.3 kN/。（2）風(fēng)載體型系數(shù)風(fēng)載體型系數(shù)是指實(shí)際風(fēng)壓與基本風(fēng)壓的比值。它描述的是建筑物表面在穩(wěn)定風(fēng)壓作用下靜態(tài)壓力的分布規(guī)律，主要與建筑物的體型與尺度有關(guān)，也與周圍環(huán)境和地面粗糙度有關(guān)。當(dāng)風(fēng)流經(jīng)建筑物時(shí)，對(duì)建筑物不同部位會(huì)產(chǎn)生不同的效果，即產(chǎn)生壓力和吸力。（3）風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù)，應(yīng)根據(jù)地面粗糙度類別按荷載規(guī)范確定。（4）風(fēng)振系數(shù)風(fēng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的作用是不規(guī)則的，通常把風(fēng)作用的平均值看成穩(wěn)定風(fēng)壓（即平均風(fēng)壓），實(shí)際風(fēng)壓是在平均風(fēng)壓上下波動(dòng)的。平均風(fēng)壓使建筑物產(chǎn)生一定的側(cè)移，而波動(dòng)風(fēng)壓使建筑物在平均側(cè)移附近振動(dòng)。對(duì)于高度較大、剛度較小的高層建筑，波動(dòng)風(fēng)壓會(huì)產(chǎn)生不可忽略的動(dòng)力效應(yīng)，使振幅加大，在設(shè)計(jì)中必須考慮。目前采用加大風(fēng)載的辦法來考慮這個(gè)動(dòng)力效應(yīng)，在風(fēng)壓值上乘以風(fēng)振系數(shù)。脈動(dòng)影響系數(shù)，由粗糙度，H/B查表3.5(B為順風(fēng)向?qū)挾龋?脈動(dòng)增大系數(shù)，由w0T12 和粗糙度查表3.4T1結(jié)構(gòu)基本自振周期框架： T1（0.080.1）NS框剪： T1（0.060.08）NS剪力墻： T1（0.050.06）NSz振型系數(shù)，對(duì)質(zhì)量和剛度沿高分布比較均勻的彎剪型結(jié)構(gòu)，近似取Hi/H。*4什么是地震波？分為哪兩類？答：當(dāng)震源巖層發(fā)生斷裂、錯(cuò)動(dòng)時(shí)，巖層所積蓄的變形能突然釋放，它以波的形式從震源向四周傳播，這種波就稱為地震波。地震波按其在地殼傳播的位置不同，可將其分為體波和面波。5什么是地震的震級(jí)？根據(jù)震級(jí)可將地震劃分為哪幾級(jí)？答：地震的震級(jí)是衡量一次地震釋放能量大小的等級(jí)，震級(jí)可用公式表達(dá)如下： （2-1）式中即是上述標(biāo)準(zhǔn)地震記錄儀在距震中100km處記錄到的最大振幅。例如，在距震中100km處標(biāo)準(zhǔn)地震記錄儀記錄到的最大振幅=100mm=100000m，則，即這次地震為5級(jí)。震級(jí)差一級(jí)，能量就要差32倍之多。根據(jù)震級(jí)可將地震劃分為：微震（2級(jí)以下，人一般感覺不到，只有儀器才能記錄到），有感地震（24級(jí)），破壞性地震（5級(jí)以上），強(qiáng)烈地震（7級(jí)以上）。6什么是地震烈度？答：地震烈度是指地震時(shí)在一定地點(diǎn)振動(dòng)的強(qiáng)烈程度。對(duì)于一次地震，表示地震大小的震級(jí)只有一個(gè)，但它對(duì)不同地點(diǎn)的影響程度是不一樣的。7什么是基本烈度？建筑抗震設(shè)防類別分為哪幾類？抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)是什么？答：基本烈度：一個(gè)地區(qū)的基本烈度是指該地區(qū)今后50年時(shí)期內(nèi)，在一般場(chǎng)地條件下可能遭遇超越概率為10的地震烈度。根據(jù)建筑使用功能的重要性，現(xiàn)行抗震規(guī)范將甲類、乙類、丙類、丁類建筑?？拐鹪O(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)是設(shè)防烈度。抗震規(guī)范附錄A給出了我國主要城鎮(zhèn)抗震設(shè)防烈度、設(shè)計(jì)基本地震加速度和設(shè)計(jì)地震分組。在一般情況下可采用基本烈度。8抗震設(shè)計(jì)總思路是什么？什么是“三水準(zhǔn)”的抗震設(shè)防目標(biāo)與二階段設(shè)計(jì)法？答：抗震設(shè)計(jì)總思路是：在建筑物使用壽命期間，對(duì)不同頻度和強(qiáng)度的地震，建筑物應(yīng)具有不同的抵抗力。即對(duì)一般較小的地震，由于其發(fā)生的可能性較大，因此要求防止結(jié)構(gòu)破壞，這在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上是可以做到的；強(qiáng)烈地震發(fā)生的可能性較小，而且如果遭遇到強(qiáng)烈地震，要求做到結(jié)構(gòu)不損壞，在經(jīng)濟(jì)上不合理，因此允許結(jié)構(gòu)破壞，但在任何情況下，不應(yīng)導(dǎo)致建筑物倒塌?？拐鹨?guī)范結(jié)合我國目前的經(jīng)濟(jì)能力，提出了“三水準(zhǔn)”的抗震設(shè)防目標(biāo)：第一水準(zhǔn)：當(dāng)遭受到多遇的低于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震（簡(jiǎn)稱“小震”）影響時(shí)，建筑一般應(yīng)不受損壞或不需修理仍能繼續(xù)使用。第二水準(zhǔn)： 當(dāng)遭受到本地區(qū)設(shè)防烈度影響時(shí)，建筑可能有一定的損壞，經(jīng)一般修理或不修理仍能繼續(xù)使用。第三水準(zhǔn)：當(dāng)遭受到高于本地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地震（簡(jiǎn)稱“大震”）時(shí)，建筑不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，原則上應(yīng)滿足三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求，在具體做法上，為簡(jiǎn)化計(jì)算，抗震規(guī)范采用二階段設(shè)計(jì)法，即：第一階段設(shè)計(jì)：按小震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)的一定組合驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力以及構(gòu)件的彈性變形，以滿足第一水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求。第二階段設(shè)計(jì)：在大震作用下驗(yàn)算結(jié)構(gòu)薄弱層（部位）的彈塑性變形，以滿足第三水準(zhǔn)的抗震設(shè)防目標(biāo)的要求?？拐鹨?guī)范以一定的抗震構(gòu)造措施保證結(jié)構(gòu)滿足第二水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求。上述“三水準(zhǔn)，二階段”的抗震設(shè)防目標(biāo)可概括為“小震不壞，中震可修，大震不倒”。9什么是地震作用？地震作用與一般靜載荷有何不同？我國和其他許多國家的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范都采用什么理論來確定地震作用？答：地震所釋放出來的能量，以地震波的形式向四周擴(kuò)散，地震波到達(dá)地面后引起地面運(yùn)動(dòng)，使地面上原來處于靜止的建筑物受到動(dòng)力作用而產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)。在振動(dòng)過程中，作用在結(jié)構(gòu)上的慣性力就是地震作用。因此，地震作用可以理解為一種能反映地震影響的等效作用。地震作用與一般靜載荷不同，它不僅取決于地震烈度大小，而且與建筑物的動(dòng)力特性（結(jié)構(gòu)的自振周期、阻尼）有密切關(guān)系，而一般靜荷載與結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性無關(guān)，可以獨(dú)立地確定。例如，屋面的雪載只與當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件有關(guān)；樓面的使用荷載只取決于房間的用途等等。因此，確定地震作用比確定一般靜荷載要復(fù)雜得多。目前，我國和其他許多國家的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范都采用反應(yīng)譜理論來確定地震作用。*10什么是反應(yīng)譜理論？為什么被各國工程界所廣泛采用？答：這種計(jì)算理論是根據(jù)地震時(shí)地面運(yùn)動(dòng)的實(shí)測(cè)紀(jì)錄，通過計(jì)算分析所繪制的加速度（在計(jì)算中通常采用加速度相對(duì)值）反應(yīng)譜曲線為依據(jù)的。所謂加速度反應(yīng)譜曲線，就是單質(zhì)點(diǎn)彈性體系在一定地震作用下，最大反應(yīng)加速度與體系自振周期的函數(shù)曲線。如果已知體系的自振周期，那么利用加速度反應(yīng)譜曲線或相應(yīng)公式就可以很方便地確定體系的反應(yīng)加速度，進(jìn)而求出地震作用。應(yīng)用反應(yīng)譜理論不僅可以解決單質(zhì)點(diǎn)體系的地震反應(yīng)計(jì)算問題，而且，在一定假設(shè)條件下，通過振型組合的方法還可以計(jì)算多質(zhì)點(diǎn)體系的地震反應(yīng)。反應(yīng)譜理論已經(jīng)成為當(dāng)前抗震設(shè)計(jì)中的主要理論，因?yàn)樗椒ê?jiǎn)單，便于掌握，所以為各國工程界所廣泛采用。*11什么是地震系數(shù)、動(dòng)力系數(shù)、地震影響系數(shù)？抗震規(guī)范就是以什么作為抗震設(shè)計(jì)依據(jù)的，其值如何確定？答：（1）地震系數(shù)地震系數(shù)是地震動(dòng)峰值加速度與重力加速度之比，即也就是以重力加速度為單位的地震動(dòng)峰值加速度。顯然，地面加速度愈大，地震的影響就愈強(qiáng)烈，即地震烈度愈大。所以，地震系數(shù)與地震烈度有關(guān)，都是地震強(qiáng)烈程度的參數(shù)。（2）動(dòng)力系數(shù)動(dòng)力系數(shù)是單質(zhì)點(diǎn)彈性體系在地震作用下反應(yīng)加速度與地面最大加速度之比，即也就是質(zhì)點(diǎn)最大反應(yīng)加速度對(duì)地面最大加速度放大的倍數(shù)。（3）地震影響系數(shù)為了簡(jiǎn)化計(jì)算，將上述地震系數(shù)和動(dòng)力系數(shù)的乘積用來表示，并稱為地震影響系數(shù)。地震影響系數(shù)就是單質(zhì)點(diǎn)彈性體系在地震時(shí)最大反應(yīng)加速度（以重力加速度g為單位）。另一方面，若將式(2-27)寫成，則可以看出，地震影響系數(shù)乃是作用在質(zhì)點(diǎn)上的地震作用與結(jié)構(gòu)重力荷載代表值之比?？拐鹨?guī)范就是以地震影響系數(shù)作為抗震設(shè)計(jì)依據(jù)的，其數(shù)值應(yīng)根據(jù)烈度、場(chǎng)地類別、設(shè)計(jì)地震分組以及結(jié)構(gòu)自振周期和阻尼比確定。12多自由度彈性體系的水平地震作用及其地震內(nèi)力可采用什么方法求得？底部剪力法的適用條件如何？答：多自由度彈性體系的水平地震作用及其地震內(nèi)力可采用振型分解反應(yīng)譜法或底部剪力法求得。底部剪力法的適用條件：當(dāng)結(jié)構(gòu)高度不超過40m，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法。13底部剪力法的基本思路？答：底部剪力法是先計(jì)算出作用于結(jié)構(gòu)的總水平地震作用，也就是作用于結(jié)構(gòu)底部的剪力，然后將總水平地震作用按一定的規(guī)律分配給各質(zhì)點(diǎn)。14什么是“鞭端效應(yīng)”？采用底部剪力法時(shí)抗震規(guī)范是如何規(guī)定的？答：震害表明，突出屋面的屋頂間（電梯機(jī)房、水箱房）、女兒墻、煙囪等，它們的震害比下面主體結(jié)構(gòu)嚴(yán)重。這是由于出屋面的這些建筑的質(zhì)量和剛度突然變小，地震反應(yīng)隨之加大的緣故。在地震工程中，把這種現(xiàn)象稱為“鞭端效應(yīng)”。采用底部剪力法時(shí)，抗震規(guī)范規(guī)定，對(duì)這些結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)，宜乘以增大系數(shù)3，此增大部分不應(yīng)往下傳遞。15抗震規(guī)范中地震影響系數(shù)的含義是什么？答：將地震系數(shù)和動(dòng)力系數(shù)以其乘積表示，就稱為地震影響系數(shù)。 （1）這樣，地震力可以寫成 （2）因?yàn)?（3）所以，地震影響系數(shù)就是單質(zhì)點(diǎn)彈性體系在地震時(shí)最大反應(yīng)加速度（以重力加速度為單位）。；另一方面，如將（2）式寫成，則可以看出，地震影響系數(shù)乃是作用與質(zhì)點(diǎn)上的地震作用與結(jié)構(gòu)重力荷載代表值之比。16三水準(zhǔn)設(shè)防原則，二階段設(shè)計(jì)方法的具體內(nèi)容是什么？答：第一水準(zhǔn)：當(dāng)遭受到多遇的低于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震（簡(jiǎn)稱“小震”）影響時(shí)，建筑一般應(yīng)不受損壞或不需修理仍能繼續(xù)使用。第二水準(zhǔn)：當(dāng)遭受到本地區(qū)設(shè)防烈度的地震（簡(jiǎn)稱“中震”）影響時(shí)，建筑可能有一定損壞，經(jīng)一般修理或不經(jīng)修理仍能繼續(xù)使用。第三水準(zhǔn)：當(dāng)遭受到高于本地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地震（簡(jiǎn)稱“大震”）影響時(shí)，建筑不至于倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。第一階段設(shè)計(jì)：按小震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)的基本組合驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力，以及在小震作用下驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的彈性變形，以滿足第一水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求。第二階段設(shè)計(jì)：在大震作用下驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的彈塑性變形，以滿足第三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求。概括起來，“三水準(zhǔn)，二階段”抗震設(shè)防目標(biāo)的通俗說法是：“小震不壞，中震可修，大震不倒”。17怎樣確定地震作用？答：前在我國廣泛采用反映應(yīng)力譜理論來確定地震作用。其中以加速度反應(yīng)譜應(yīng)用最多。所謂加速度反應(yīng)譜，就是單質(zhì)點(diǎn)彈性體系在一定的地面運(yùn)動(dòng)作用下，最大反應(yīng)加速度（一般用相對(duì)值）與體系自振周期的變化曲線。如果已知體系的自振周期，利用反應(yīng)譜曲線和計(jì)算公式，就可以很方便的確定體系的反應(yīng)加速度，進(jìn)而求出地震作用。應(yīng)用反應(yīng)譜理論不僅可以解決單質(zhì)點(diǎn)體系的地震反應(yīng)計(jì)算問題，而且可以通過振型分解法還可以計(jì)算多質(zhì)點(diǎn)體系的地震反應(yīng)。在工程上，除應(yīng)用反應(yīng)譜計(jì)算結(jié)構(gòu)地震作用外，對(duì)于高層建筑和特別不規(guī)則建筑等，還可以采用時(shí)程分析法來計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。這個(gè)方法先選定地震地面加速度圖，然后用數(shù)值積分方法求解運(yùn)動(dòng)方程，算出每一個(gè)時(shí)間增量的結(jié)構(gòu)反應(yīng)，如位移，速度和加速度反應(yīng)。18各類抗震設(shè)防類別建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合哪些要求？答：各類抗震設(shè)防類別建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)符合下列要求：（1） 甲類建筑 地震作用應(yīng)高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求，其值應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果確定；抗震措施，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為68度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求，當(dāng)為9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求。（2） 乙類建筑 地震作用應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求；抗震措施，一般情況下，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為68度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求，當(dāng)為9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求。對(duì)較小的乙類建筑，當(dāng)其結(jié)構(gòu)改用抗震性能較好的結(jié)構(gòu)類型時(shí)，應(yīng)允許仍按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震措施。（3）丙類建筑 地震作用和抗震措施均應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求（4）丁類建筑 一般情況下，地震作用仍應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求；抗震措施，應(yīng)允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低，但抗震設(shè)防烈度為6度時(shí)不應(yīng)降低?？拐鹪O(shè)防烈度為6度時(shí)，除抗震規(guī)范有具體規(guī)定外，對(duì)乙、丙、丁類建筑可不進(jìn)行地震作用計(jì)算。19.什么是小震、中震和大震。答：小震指該地區(qū)50年內(nèi)超越概率約為63%的地震烈度，即眾值烈度，又稱為多遇地震。中震指該地區(qū)50年內(nèi)超越概率約為10%的地震烈底，又稱基本烈度或設(shè)防烈度。大震指該地區(qū)50年內(nèi)超越概率約為2%的地震烈度，又為稱為罕遇地震.20.延性和延性比是什么？為什么抗震結(jié)構(gòu)要具有延性？答：延性是指構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后，具有承載力不降低或基本不降低、且有足夠塑性變形能力的一種性能。構(gòu)件延性比：對(duì)于鋼筋混凝土構(gòu)件，當(dāng)受拉鋼筋屈服后，進(jìn)入塑性狀態(tài)，構(gòu)件剛度降低，隨著變形迅速增加，構(gòu)件承載力略有增大，當(dāng)承載力開始降低，就達(dá)到極限狀態(tài)。延性比是極限變形與屈服變形的比值。結(jié)構(gòu)延性比：對(duì)于一個(gè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)某個(gè)桿件出現(xiàn)塑性鉸時(shí)，結(jié)構(gòu)開始出現(xiàn)塑性變形，但結(jié)構(gòu)剛度只略有降低；當(dāng)塑性鉸達(dá)到一定數(shù)量以后，結(jié)構(gòu)也會(huì)出現(xiàn)“屈服現(xiàn)象”即結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性變形迅速增大而承載力略微增大的階段，是“屈服”后的塑性階段。結(jié)構(gòu)的延性比通常是指達(dá)到極限時(shí)頂點(diǎn)位移與屈服時(shí)頂點(diǎn)位移的比值。第四章框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算1框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖是如何確定的？答：框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定：一般情況下，框架結(jié)構(gòu)忽略結(jié)構(gòu)縱向和橫向之間的空間聯(lián)系，忽略各構(gòu)件的抗扭作用，將框架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為沿橫方向和縱方向的平面框架，承受豎向荷載和水平荷載，進(jìn)行內(nèi)力和位移計(jì)算。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一般取中間有代表性的一榀橫向框架進(jìn)行分析，若作用于縱向框架上的荷載各不相同，則必要時(shí)應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算。框架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)在常見的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，梁和柱內(nèi)的縱向受力鋼筋都將穿過節(jié)點(diǎn)或錨入節(jié)點(diǎn)區(qū)，這時(shí)節(jié)點(diǎn)應(yīng)簡(jiǎn)化為剛接節(jié)點(diǎn)；對(duì)于現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱與基礎(chǔ)的連接形式，一般也設(shè)計(jì)成固定支座，即為剛性連接。作用于框架結(jié)構(gòu)上的荷載有豎向荷載和水平荷載兩種。豎向荷載包括結(jié)構(gòu)自重及樓（屋）面活荷載，一般為分布荷載，有時(shí)也有集中荷載。水平荷載包括風(fēng)荷載和水平地震作用，一般均簡(jiǎn)化成節(jié)點(diǎn)水平集中力。2. 簡(jiǎn)述在確定框架的某一榀平面框架計(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí)，荷載傳遞與計(jì)算是怎樣的?答：1）與框架平面相垂直方向框架梁荷載簡(jiǎn)化為節(jié)點(diǎn)荷載，當(dāng)梁有偏心時(shí)應(yīng)計(jì)算偏心彎矩。2），由板傳到框架梁上荷載化為線荷載，此線荷為三角形或梯形荷載，也可簡(jiǎn)化為矩形荷載。3）當(dāng)框架梁上有次梁時(shí)，次梁傳來荷載為集中荷載。4）恒荷與活荷分別進(jìn)行清理。3框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下內(nèi)力計(jì)算采用什么方法？其基本假定與計(jì)算步驟如何？答：框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算分層法。彎矩二次分配法，迭代法。分層法的基本假定：（1）在豎向荷載作用下，不考慮框架的側(cè)移；（2）每層梁上的荷載對(duì)其他各層梁的影響可忽略不計(jì)。分層法的計(jì)算步驟：（1）計(jì)算單元的確定根據(jù)計(jì)算假定，計(jì)算時(shí)先將各層梁及其上下柱所組成的框架作為一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算單元，而按無側(cè)移的框架進(jìn)行計(jì)算（上下柱的遠(yuǎn)端均假設(shè)為固定端）。（2）各桿件彎矩的計(jì)算一般用結(jié)構(gòu)力學(xué)中的彎矩分配法，分別計(jì)算每個(gè)單層框架中梁與柱的彎矩。在用彎矩分配法計(jì)算各桿件的彎矩之前，應(yīng)先計(jì)算各桿件在節(jié)點(diǎn)處的彎矩分配系數(shù)及傳遞系數(shù)。對(duì)底層基礎(chǔ)處，可按原結(jié)構(gòu)確定其支座形式，若為固定支座，傳遞系數(shù)為1/2；若為鉸支座，傳遞系數(shù)為0。至于其余柱端，在分層計(jì)算時(shí)，假定上下柱的遠(yuǎn)端為固定端，而實(shí)際上，上下柱端在荷載作用下會(huì)產(chǎn)生一定轉(zhuǎn)角，是彈性約束端。對(duì)這一問題，可在計(jì)算分配系數(shù)時(shí)，用調(diào)整柱的線剛度來考慮支座轉(zhuǎn)動(dòng)影響。因此，對(duì)這類柱子的線剛度應(yīng)乘一個(gè)折減系數(shù)0.9，相應(yīng)的傳遞系數(shù)為1/3。（3）彎矩匯總分層計(jì)算所得的梁的彎矩即為最后的彎矩，由于每一層柱屬于上、下兩層，因此每一根柱的彎矩需由上、下兩層計(jì)算所得的彎矩值疊加得到。（4）不平衡彎矩的再分配疊加后的彎矩圖為原框架的近似彎矩圖，由于柱為上、下兩層之和，因此疊加后的彎矩圖往往在框架節(jié)點(diǎn)處不平衡，一般相差很小，若欲進(jìn)一步修正，則可將這些不平衡力矩再進(jìn)行一次彎矩分配。4在進(jìn)行框架內(nèi)力計(jì)算時(shí)，框架梁的線剛度計(jì)算如何簡(jiǎn)化？ 梁慣性矩先按矩形截面計(jì)算，然后，對(duì)于中間框架，放大兩倍，邊框架放大1,5倍。5簡(jiǎn)述在豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算分層法的要點(diǎn)？答：1）按要求計(jì)算梁柱線剛度，柱線剛度應(yīng)折減。梁慣性矩簡(jiǎn)化計(jì)算。2）計(jì)算節(jié)點(diǎn)內(nèi)力分配系數(shù)；3）N層框架分成N個(gè)單層框架；4）各個(gè)單層框架分別按彎矩分配法計(jì)算梁、柱內(nèi)力；5）柱的近端向遠(yuǎn)端傳遞彎矩系數(shù)除底層為1/2外，其它層為1/3 6）框架內(nèi)力：按各單層框架計(jì)算的框架梁內(nèi)力即為框架的框架梁內(nèi)力。按各單層框架計(jì)算的框架柱內(nèi)力，各柱端的彎矩應(yīng)進(jìn)行“近端遠(yuǎn)端”的彎矩疊架，即為框架的框架柱內(nèi)力。6簡(jiǎn)述在豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力彎矩二次分配法的的要點(diǎn)？答：先求梁的固端彎矩，在節(jié)點(diǎn)進(jìn)行不平衡彎矩的分配與傳遞。彎矩分配是按節(jié)點(diǎn)各桿彎矩分配系數(shù)進(jìn)行彎矩反號(hào)分配一次，并按1/2傳遞系數(shù)進(jìn)行傳遞。然后，各節(jié)點(diǎn)把梁遠(yuǎn)端，柱遠(yuǎn)端傳來彎矩求代數(shù)和后再在節(jié)點(diǎn)分配一次。最終的桿端彎矩應(yīng)為固端彎矩與分配彎矩之代數(shù)和。因總共只進(jìn)行了兩次彎矩分配，所以稱為“彎矩的二次分配法”。彎矩二次分配法計(jì)算時(shí)，柱的線剛度不必折減。7簡(jiǎn)述在豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算迭代法的要點(diǎn)？答：迭代公式如下：-i節(jié)點(diǎn)ik桿件i端（近端）轉(zhuǎn)角彎矩；-i節(jié)點(diǎn)的由荷載引起的不平衡固端彎矩，固端彎矩的代數(shù)和；-i節(jié)點(diǎn)所有桿件遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)角彎矩代數(shù)和之半；： 稱為分配系數(shù);求任一節(jié)點(diǎn)處各桿的近端轉(zhuǎn)角彎矩, 除與節(jié)點(diǎn)處不平衡固端彎矩有關(guān)外,就是與所有節(jié)點(diǎn)相連桿的遠(yuǎn)端彎矩有關(guān). 設(shè)某一節(jié)點(diǎn)初始遠(yuǎn)端彎矩為0, 逐節(jié)點(diǎn)按上式進(jìn)行桿端轉(zhuǎn)角彎矩的計(jì)算，在所有節(jié)點(diǎn)的所有桿端轉(zhuǎn)角彎矩均有值之后，進(jìn)行第二輪的計(jì)算，此時(shí)上式中的遠(yuǎn)端彎矩已不是0,故近端彎矩值與第一輪會(huì)有區(qū)別，從而形成迭代上式就是迭代公式當(dāng)循環(huán)數(shù)次之后，桿端轉(zhuǎn)角彎矩值與上一輪相差具有足夠的精度時(shí)，迭代可以結(jié)束最終桿端彎矩按此式計(jì)算： -最終桿端彎矩；-桿端固端彎矩；-桿端最后一輪近端彎矩；-桿端最后一輪遠(yuǎn)端彎矩之半。8框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算方法主要有哪幾種？這幾種計(jì)算方法有什么區(qū)別？答：框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算方法主要反彎點(diǎn)法和D值法及門架法。這幾種計(jì)算方法的計(jì)算步驟相同，只是在確定各柱間剪力的分配比和確定各柱的反彎點(diǎn)的位置時(shí)有所區(qū)別。 門架梁與前兩種方法相比，不需先知道桿什的截面尺寸。同層剪力分配是按柱負(fù)荷寬度占框架總寬比例進(jìn)行分配。9框架結(jié)構(gòu)在水平節(jié)點(diǎn)荷載作用下各層剪力如何計(jì)算？Vj=Pj+Pj+1+Pn10反彎點(diǎn)法的