建筑结构抗震设计3
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建筑结构抗震设计第3阶段江南大学练习题答案 共三个阶段,这是其中一个阶段,答案在最后。
江南大学网络教育第三阶段江南大学练习题答案共三个阶段，这是其中一个阶段，答案在最后。
考试科目:《建筑结构抗震设计》第章至第章（总分100分）__________学习中心（教学点）批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一单选题 (共10题，总分值10分，下列选项中有且仅有一个选项符合题目要求，请在答题卡上正确填涂。
)1. 《抗震规范》规定，高宽比大于（）的高层建筑，在地震作用下基础底面不宜出现脱离区（1分）A. 5B. 4C. 3D. 22. 《规范》规定：框架—抗震墙房屋的防震缝宽度是框架结构房屋的：（）。
（1 分）A. 80%，且不宜小于70mmB. 70%，且不宜小于70mmC. 60%，且不宜小于70mmD. 90%，且不宜小于70mm3. 抗震设防区框架结构布置时，梁中线与柱中线之间的偏心距不宜大于（）。
（1 分）A. 柱宽的1/4B. 柱宽的1/8C. 梁宽的1/4D. 梁宽的1/84. 多层砌体结构中当墙体的高宽比大于4时，墙体的变形情况是:（）（1 分）A. 视具体内力值而定B. 以剪切变形为主C. 以弯曲变形为主D. 弯曲变形和剪切变形在总变形中均占相当比例5. 框架结构考虑填充墙刚度时,T1与水平弹性地震作用Fe有何变化?( )。
（1 分）A. T1↓,Fe↑B. T1↑,Fe↑C. T1↑,Fe↓D. T1↓,Fe↓6. 在框架结构的抗震设计中，控制柱轴压比的目的：（）。
（1 分）第10页/共10页A. 控制柱在轴压范围内破坏B. 控制柱在小偏压范围内破坏C. 控制柱在大偏压范围内破坏D. 控制柱在双向偏压范围内破坏7. 钢筋混凝土结构受弯构件的承载力抗震调整系数为（）（1 分）A. 0.75B. 0.80C. 0.90D. 0.858. 对于多遇地震作用下偏心支撑框架构件的组合内力设计值调整时，位于消能梁段同一跨的框架梁内力设计值在8度以下时不应小于多少？（）（1 分）A. 1.6B. 1.4C. 1.7D. 1.59. 框架-剪力墙结构侧移曲线为（）。
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。
基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究3篇
基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究3篇基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究1随着现代城市化和人民生活水平提高，高层建筑的数量和高度有了显著的增长，其中不乏重要的政府和商业办公楼、酒店、购物中心甚至是住宅。
在高层建筑的设计中，抗震是一个至关重要的方面。
由于地震是一种毁灭性的自然灾害，会对建筑物造成巨大的破坏和人员伤亡。
然而，高层建筑地震设计是一项复杂而困难的工作，需要充分考虑建筑物的大小和复杂性、结构材料的种类和性质等不同因素。
近年来，随着钢结构的发展和应用，高层建筑的设计中也愈发注重钢结构抗震设计。
相对于混凝土和砖类建筑，钢结构建筑的抗震性能更加优越。
钢材具有高强度、高韧性、抗冲击力以及较好的可塑形性等特点，可以有效地抵御地震对建筑物的破坏。
因此，近年来，许多企业和工程师都将钢结构作为抗震性能优异的解决方案，用于设计和建造高层建筑。
然而，在钢结构设计方面，仍面临着一些挑战。
一方面，由于每座高层建筑的结构特点和地理情况都不同，设计人员必须充分了解这些差异以及地震带来的力量，针对每个具体的项目进行量身定制的设计。
另一方面，钢结构建筑的设计需要充分考虑材料的性能，和各种要素之间的平衡，以确保建筑的结构强度和稳定性，并且在抵御地震力量的同时，能够承受各种集中荷载、雪荷载等准静态荷载。
为了探讨高层建筑钢结构抗震设计，进行了一项基于性能的研究。
首先，需要对建筑的节点进行评估和分析，以确保在强地震条件下，节点能够充分发挥其带有冲击吸收作用的特点。
其次，需要考虑整个结构在地震中的变形能力，这一点对于钢结构设计来说尤为重要。
因为钢结构具有出色的韧性和可塑性，可以通过吸收和分散地震能量来避免建筑物的崩塌和全面破坏。
此外，还需要确保钢结构连接件的可靠性和结构的整体刚度。
总之，基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究具有广泛的理论和实践价值，它可以确保建筑物的安全性，保障人民生命财产安全，同时也对钢结构建筑的应用和进一步发展起到了积极的推动作用。
建筑结构抗震设计第三章单自由度弹性体系的水平地震作用
即不同阻尼比的地震影响系数是有差别的：随着阻 尼比的减小，地震影响系数增大，而其增大的幅度则随 周期的增大而减小。
2
max
1
Tg
2021/3/7
结构抗震设计
16
设计特征周期
规范规定，根据建筑工程的实际情况，将地震动反应
谱特征周期Tg，取名为“设计特征周期”。
设计特征周期的值应根据建筑物所在地区的地震环境 确定。（所谓地震环境，是指建筑物所在地区及周围 可能发生地震的震源机制、震级大小、震中距远近以 及建筑物所在地区的场地条件等。）
式中 k11——使质点1产生单位位移而质点2保持不动时，
在质点1处所需施加的水平力； k12——使质点2产生单位位移而质点1保持不动时，
在质点1处引起的弹性反力； c11——质点1产生单位速度而质点2保持不动时，
在质点1处产生的阻尼力； c12——质点2产生单位速度而质点1保持不动时，
在质点1处产生的阻尼力；
在进行建筑结构地震反应分析时， 除了少数质量比较集中的结构 可以简化为单质点体系外，大 量的多层和高层工业与民用建 筑、多跨不等高单层工业厂房 等，质量比较分散，则应简化 为多质点体系来分析，这样才 能得出比较符合实际的结果。
一般，对多质点体系，若 只考虑其作单向振动时，则体 系的自由度与质点个数相同。
1、两自由度运动方程的建立 2、两自由度弹性体系的运动微分方程组 3、两自由度弹性体系的自由振动 三、多自由度弹性体系的自由振动 1、n自由度体系运动微分方程组 2、n自由度弹性体系的自由振动 四、振型分解法 1、两自由度体系振型分解法 2、n自由度体系振型分解法
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结构抗震设计
21
一、多质点和多自由度体系
15
2
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Tg
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结构抗震设计
16
设计特征周期
规范规定，根据建筑工程的实际情况，将地震动反应
谱特征周期Tg，取名为“设计特征周期”。
设计特征周期的值应根据建筑物所在地区的地震环境 确定。（所谓地震环境，是指建筑物所在地区及周围 可能发生地震的震源机制、震级大小、震中距远近以 及建筑物所在地区的场地条件等。）
式中 k11——使质点1产生单位位移而质点2保持不动时，
在质点1处所需施加的水平力； k12——使质点2产生单位位移而质点1保持不动时，
在质点1处引起的弹性反力； c11——质点1产生单位速度而质点2保持不动时，
在质点1处产生的阻尼力； c12——质点2产生单位速度而质点1保持不动时，
在质点1处产生的阻尼力；
在进行建筑结构地震反应分析时， 除了少数质量比较集中的结构 可以简化为单质点体系外，大 量的多层和高层工业与民用建 筑、多跨不等高单层工业厂房 等，质量比较分散，则应简化 为多质点体系来分析，这样才 能得出比较符合实际的结果。
一般，对多质点体系，若 只考虑其作单向振动时，则体 系的自由度与质点个数相同。
1、两自由度运动方程的建立 2、两自由度弹性体系的运动微分方程组 3、两自由度弹性体系的自由振动 三、多自由度弹性体系的自由振动 1、n自由度体系运动微分方程组 2、n自由度弹性体系的自由振动 四、振型分解法 1、两自由度体系振型分解法 2、n自由度体系振型分解法
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结构抗震设计
21
一、多质点和多自由度体系
15
建筑结构抗震设计3
建筑结构抗震设计 Seismic design of buildings
第9 章
隔震与耗能减震房屋设计
9.1 概述 9.2 隔震的原理与方法 9.3 耗能减震的原理与方法 9.4 结构主动控制初步
9.1 概述 9.1.1结构抗震设计思想的演化与发展
震源
产 生
地震波
传 递
建筑物所在场地
引ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ起
结构的地震反应
9.2.1 基础隔震的原理及隔震结构的特点
二、结构隔震的原理
•隔震概念——“地震是从哪儿来的？” 在建筑物上部结构与基础之间设置隔震装置，形成隔震 层，把建筑结构与基础隔离开来， 减小或避免地震能量向上部结构传输——减小地震反 应——基础隔震——减小地震能量输入。
•房屋基础隔震：在建筑物基础与上部结构之间设置隔震装 置（或系统）形成隔震层，把房屋结构与基础隔离开来， 利用隔震装置来隔离或耗散地震能量以避免或减少地震能 量向上部结构传输，以减少建筑物的地震反应，实现地震 时建筑物只发生轻微运动和变形，从而使建筑物在地震作 用下不损坏或倒塌。
主要方法
吸振减震 冲击减震
9.1.1 结构抗震设计思想的演化与发展
主动控制（狭义的制震技术）
地震
结构
施加控 制力
减小结构振动
自动控制系统
9.1.1结构抗震设计思想的演化与发展
隔震技术
实用阶段
减震 制振技术
研究、探索并部分应用 于工程实践的时期。
9.1.2
结构控制理论
结构控制理论处于初期发展和初步应用阶段。 • 结构控制主要研究结构工程中控制装置的设计理论、方法及 其实施。 • 控制结构是根据给定的控制条件将结构和控制装置作为一个 整体进行优化设计。 • 结构控制可分四类 （1）被动控制：不需要外部提供能源 上部减震：如调频质量阻尼器、耗能装置等 基础减震：即基础隔震 （2）主动控制：需要外部提供能源 （3）半主动控制：仅需少量外部能源 （4）混合控制：以上几种控制类型的组合 • 区别：感应（结构反应、外界干扰信 息采集）+作动（外部 能量控制力）+运算系统
第9 章
隔震与耗能减震房屋设计
9.1 概述 9.2 隔震的原理与方法 9.3 耗能减震的原理与方法 9.4 结构主动控制初步
9.1 概述 9.1.1结构抗震设计思想的演化与发展
震源
产 生
地震波
传 递
建筑物所在场地
引ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ起
结构的地震反应
9.2.1 基础隔震的原理及隔震结构的特点
二、结构隔震的原理
•隔震概念——“地震是从哪儿来的？” 在建筑物上部结构与基础之间设置隔震装置，形成隔震 层，把建筑结构与基础隔离开来， 减小或避免地震能量向上部结构传输——减小地震反 应——基础隔震——减小地震能量输入。
•房屋基础隔震：在建筑物基础与上部结构之间设置隔震装 置（或系统）形成隔震层，把房屋结构与基础隔离开来， 利用隔震装置来隔离或耗散地震能量以避免或减少地震能 量向上部结构传输，以减少建筑物的地震反应，实现地震 时建筑物只发生轻微运动和变形，从而使建筑物在地震作 用下不损坏或倒塌。
主要方法
吸振减震 冲击减震
9.1.1 结构抗震设计思想的演化与发展
主动控制（狭义的制震技术）
地震
结构
施加控 制力
减小结构振动
自动控制系统
9.1.1结构抗震设计思想的演化与发展
隔震技术
实用阶段
减震 制振技术
研究、探索并部分应用 于工程实践的时期。
9.1.2
结构控制理论
结构控制理论处于初期发展和初步应用阶段。 • 结构控制主要研究结构工程中控制装置的设计理论、方法及 其实施。 • 控制结构是根据给定的控制条件将结构和控制装置作为一个 整体进行优化设计。 • 结构控制可分四类 （1）被动控制：不需要外部提供能源 上部减震：如调频质量阻尼器、耗能装置等 基础减震：即基础隔震 （2）主动控制：需要外部提供能源 （3）半主动控制：仅需少量外部能源 （4）混合控制：以上几种控制类型的组合 • 区别：感应（结构反应、外界干扰信 息采集）+作动（外部 能量控制力）+运算系统
建筑结构抗震设计课件第3章第4节
X ni
i2
m1
i振型上的惯性力在
j振型上作的虚功
X1i
m2
mn
X X
2i ni
i2
m
X
i
Wij m1i2 X1i X1j m2i2 X2i X2 j L
i2
X
T j
m
X
i
2.主振型的正交性
i振型上的惯性力在 j振型上作的虚功：
Wij
i2
X
2k m2 k12
0
k k m2
m2
EI1
k2 m1
EI1
k1
X
1
1 1.618
X 2
1 0.618
(2k 2m) k 2m k2 0
1.618
0.618
1 0.618 k / m 2 1.618 k / m
X11 1 ; X12 1 X 21 1.618 X 22 0.618
y1 y2
X1 sin(t ) X2 sin(t )
k11 X1 k21 X1
k12 X 2 k22 X 2
m12 X1 0 m22 X 2 0
(
k11 k21
k12
k22
m1 0 0 m2
2
)
X1 X2
=
0 0
(k2 m)X 0...366
k2 m 0...(3 69)
i) i)
质点上的惯性力为：
X 21
m2
X
2i
2 i
I1(t) I2 (t)
m1 y1 m2 y2
m1
X
1i
2 i
sin(
i
t
i
m2
i2
m1
i振型上的惯性力在
j振型上作的虚功
X1i
m2
mn
X X
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i2
m
X
i
Wij m1i2 X1i X1j m2i2 X2i X2 j L
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X
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X
i
2.主振型的正交性
i振型上的惯性力在 j振型上作的虚功：
Wij
i2
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0
k k m2
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k2 m1
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k1
X
1
1 1.618
X 2
1 0.618
(2k 2m) k 2m k2 0
1.618
0.618
1 0.618 k / m 2 1.618 k / m
X11 1 ; X12 1 X 21 1.618 X 22 0.618
y1 y2
X1 sin(t ) X2 sin(t )
k11 X1 k21 X1
k12 X 2 k22 X 2
m12 X1 0 m22 X 2 0
(
k11 k21
k12
k22
m1 0 0 m2
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X1 X2
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0 0
(k2 m)X 0...366
k2 m 0...(3 69)
i) i)
质点上的惯性力为：
X 21
m2
X
2i
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I1(t) I2 (t)
m1 y1 m2 y2
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X
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m2
建筑结构抗震设计(专升本)阶段性作业3
3总分: 100分考试时间:分钟多选题1. 墙体在侧向力作用下一般包括_____两部分。
(5分)(A) 弯曲变形(B) 轴向变形(C) 剪切变形(D) 扭转变形参考答案：A,C2. 通过内力组合得出的设计内力，还需进行调整以保证_____。
(5分)(A) 梁端的破坏先于柱端的破坏(B) 弯曲破坏先于剪切破坏(C) 剪切破坏先于弯曲破坏(D) 构件的破坏先于节点的破坏参考答案：A,B,D3. 结构抗震构造措施的主要目的在于_____。
(5分)(A) 加强结构的整体性(B) 保证抗震计算目的的实现(C) 保证结构不被地震破坏(D) 弥补抗震计算的不足参考答案：A,B,D4. 结构布置不合理可能产生下面_____震害。
(5分)(A) 扭转破坏(B) 薄弱层破坏(C) 应力集中(D) 防震缝处碰撞参考答案：A,B,C,D5. 为保证结构在地震作用下的完整性，对于多高层钢结构的所有节点连接，除应按地震组合内力进行弹性设计验算外。
还应进行_____原则下的极限承载力验算。
(5分)(A) 强节点弱构件(B) 强构件弱节点(C) 强梁弱柱(D) 强柱弱节点参考答案：A判断题6. 预制楼板结构比现浇楼板结构破坏重。
(5分)正确错误参考答案：正确解题思路：7. 楼盖应优先选用装配式楼盖，其次是装配整体式楼盖，最后才是现浇楼盖。
(5分)正确错误参考答案：错误解题思路：8. 结构沿竖向应尽可能均匀且少变化，使结构的刚度沿竖向均匀。
(5分)正确错误参考答案：正确解题思路：9. 当构件的抗剪强度较低时，会发生延性的剪切破坏。
(5分)正确错误参考答案：错误解题思路：10. 多层砌体房屋应优先采用纵墙承重体系。
(5分)正确错误参考答案：错误解题思路：11. 钢筋混凝土框架柱的轴压比越大，抗震性能越好。
(5分)正确错误参考答案：错误解题思路：填空题12. 剪压比用来说明梁截面上承受名义剪应力的大小，其概念为___(1)___ 。
建筑结构抗震设计课件第3章(下)
1）引起结构产生扭转的原因主要有哪些？ 2）规则结构如何考虑扭转效应的影响？ 3）需要进行扭转计算的结构： j振型时第i层质心处的水平地震作用标准值计算公式Fxji(Fyji、Ftji)； 考虑单向水平地震作用时，结构的地震作用效应（扭转效应）Sx(Sy)的计算方 法；
考虑双向水平地震作用效应时，结构地震作用效应的计算方法，0.85的物理意 义。
竖向地震作用的影响是显著的：
根据地震计算分析，对于高层建筑、高耸及大跨结构,竖向 地震影响显著。结构竖向地震内力NE/与重力荷载产生的内力NG 的比值沿高度自下向上逐渐增大，烈度为8度时为50%至90%，9 度时可达到或超过1；335m高的电视塔上部，8度时为138%；高 层建筑上部，8度时为50%至110%。
2、考虑扭转影响的水平地震作用
M D&& CD& K D M D&&g (t)
1
M
cos
D
1n1
1
D&&g (t)
d&&g (t)
M
sin
D
1n1Leabharlann 0M0n1
d&&g (t) ---地面运动加速度 D ---地面运动方向与x轴夹角
3n
设 D(t) X i qi (t) Aq(t) i 1 D&(t) Aq&(t)
Ftji j tj ri2 jiGi
Fx ji
Ftji x
分别为j振型i层的x方向、y方向和
Fy ji
转角方向的地震作用标准值
j振型i层质心处地震作用
思考题
1、底部剪力法的计算步骤是怎样的？ 1）底部总剪力计算 2）高阶振型影响如何考虑？ 3）屋顶突出屋面附属建筑鞭梢效应的考虑及计算
考虑双向水平地震作用效应时，结构地震作用效应的计算方法，0.85的物理意 义。
竖向地震作用的影响是显著的：
根据地震计算分析，对于高层建筑、高耸及大跨结构,竖向 地震影响显著。结构竖向地震内力NE/与重力荷载产生的内力NG 的比值沿高度自下向上逐渐增大，烈度为8度时为50%至90%，9 度时可达到或超过1；335m高的电视塔上部，8度时为138%；高 层建筑上部，8度时为50%至110%。
2、考虑扭转影响的水平地震作用
M D&& CD& K D M D&&g (t)
1
M
cos
D
1n1
1
D&&g (t)
d&&g (t)
M
sin
D
1n1Leabharlann 0M0n1
d&&g (t) ---地面运动加速度 D ---地面运动方向与x轴夹角
3n
设 D(t) X i qi (t) Aq(t) i 1 D&(t) Aq&(t)
Ftji j tj ri2 jiGi
Fx ji
Ftji x
分别为j振型i层的x方向、y方向和
Fy ji
转角方向的地震作用标准值
j振型i层质心处地震作用
思考题
1、底部剪力法的计算步骤是怎样的？ 1）底部总剪力计算 2）高阶振型影响如何考虑？ 3）屋顶突出屋面附属建筑鞭梢效应的考虑及计算
重大社2023《建筑结构抗震设计(第3版)》教学课件4
4.2 抗震概念设计法介绍
介绍 定义及内涵 场地 结构体系 规则性 非结构构件 材料及施工
（6）构件层面：结构构件及连接具有良好的变形能力（延性），避免脆性破坏 利用延性，不仅使设计更为经济，且 能吸收更多的地震输入能量而有利于 抵御结构倒塌的发生。
砌体：约束条件 混凝土：避免脆性破坏（剪
切、混凝土压溃、粘结） 预应力：配置足够非预应力
➢ 抗震结构的分析模型应尽可能与实际相符。 通常情况下，宜采用空间分析模型； 当楼屋盖为刚性且质量和刚度分布接近对称时，可采用平面分析模型； 复杂结构的多遇地震反应分析，应取两个以上力学模型进行互相校验；当结构
层间位移较大时还应计入重力二阶效应的影响。 ➢ 对于采用计算机程序计算的分析结果，须经过判断确认合理、有效后方可用于
不规
不连续
换构件（梁、桁架楼等层向承下载传力递突变
则
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%
不规则类型
扭转不规则定义
平面不扭规转则不规则
楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两 端弹性水平位移凹（凸不或规层则间位移）平均值的1.2倍
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%
木结构房屋
地震作用传递途径，清晰？可靠？
4.2 抗震概念设计法介绍
介绍 定义及内涵 场地 结构体系
（2）具有多道防线
➢若干分体系：框架+墙（筒体） ➢设置屈服区：如耗能支撑。
规则性 非结构构件
材料及施工
上海金融寰球中心
形式：多重延性分体系组成（框剪、框筒、框撑、框墙、筒中筒）;
单一体系（框架结构“强柱弱梁”）
大量震害表明，建筑场地的地质条件与地形地貌对建筑物震害有显著影响。(地表 错动、地裂、液化、地基不均匀沉降、滑坡) 场地选择的原则：选择有利地段;避开不利地段;不在危险地段建设
第三版建筑结构抗震设计课后思考题解答
《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。
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• 反弯点法适用于层数较少、梁柱线刚度比大于3的情况， 计算比较简单。 反弯点位置：上部0.5H，底层0.7H。
5.3.2 水平地震作用下框架内力的计算——续
• D值法（改进的反弯点法）近似地考虑了框架节点转动 对侧移刚度和反弯点高度的影响，比较精确，应用比较 广泛。
• D值法计算框架内力的步骤：
在考虑地震烈度、场地土、抗震性能，使用要求及 经济效果等因素和总结地震经验的基础上，在震区选择 结构体系应综合考虑如下条件： 1、现浇混凝土房屋适用的最大高度 2、房屋高宽比限值 3、建筑物刚度与场地条件有关 4、基础形式及埋置深度 如：天然地基时埋深不小于1/12建筑物高度
天然桩基时埋深不小于1/15建筑物高度 5、应注意技术经济指标。
• 钢筋混凝土框架房屋： 钢筋混凝土纵梁、横梁和柱 等构件组成承重体系的房屋。 • 钢筋混凝土框架房屋层数一 般在十层以下。
5.1 概述——续
• 框架-抗震墙结构：在框架房屋中增加抗震墙构成。 抗震墙主要承受水平荷载，框架主要承受竖向荷载。
抗震墙
框架-抗震墙
5.1.1 震害及其分析
• 历次地震经验表明，钢筋混凝土结构房屋一般具有较好 的抗震性能。结构设计中只要经过合理的抗震计算并采 取妥善的抗震构造措施，在一般烈度区建造多层和高层 钢筋混凝土结构房屋是可以保证安全的。
2、当框架-抗震墙结构有足够的抗震墙时,其框架部分是 次要抗侧力构件,可按框架-抗震墙结构中的框架确定抗 震等级。否则按框架结构确定等级。区分标准是看框架 部分承受的地震倾覆力矩是否大于结构总地震倾覆力矩 的50%。
3、另外，对同一类型结构抗震等级的高度分界，《抗震 规范》主要按一般工业与民用建筑的层高考虑，故对层 高特殊的工业建筑应酌情调整。设防烈度为6度、建于 l～III类场地上的结构，不需做抗震验算，但需按抗震 等级设计截面，满足抗震构造要求。
Vi ——第i层楼层剪力；
Dij ——第i层第j根柱的侧移刚度；
n
Dij
——第i层所有各柱侧移刚度之和。
j 1
5.3.2 水平地震作用下框架内力的计算——续
（3）确定反弯点高度y
y ( y0 y1 y2 y3)h
y0——标准反弯点高度比，查表取值； y1——上、下梁线刚度不同，对y0的修正值
5.3.3 竖向荷载作用下框架内力计算——续
1、竖向荷载下框架内力近似计算可采用分层法和弯矩二次 分配法。
1）分层法 • 将该层梁与上下柱组成计算单元； • 每层只承受该层竖向荷载，不考虑其他各层荷载的影响。
1层 3层
2层
5.3.3 竖向荷载作用下框架内力计算——续
• 由于各个单元上、下柱的远端并不是固定端，而是弹性 嵌固的，故在计算简图中除底层外其他各层柱的线刚度 均乘以折减系数0.9，因此柱的弯矩传递系数也相应地 由l／2改为l／3。
• 用弯矩分配法逐层计算各单元框架的弯矩，叠加起来 即为整个框架的弯矩。每一层柱的最终弯矩由上、下层 单元框架所得弯矩叠加。对节点处不平衡弯矩较大的可 再分配一次，但不再传递。
5.3.3 竖向荷载作用下框架内力计算——续
2）弯矩二次分配法 • 计算各节点固端弯矩（不平衡弯矩）； • 将各节点的不平衡弯矩，同时作分配（按梁柱线刚度分
5、地震剪力的计算及分配 当已知第j层的水平地震作用标准值Fj和△Fn，第i层的
地震剪力为
然后，再按该层各柱的侧移刚度求其分担的水平地震 剪力标准值。一般将砖填充墙仅作为非结构构件，不考虑 其抗侧力作用。
5.3.2 水平地震作用下框架内力的计算
• 在工程手算方法中，常采用反弯点法和D值法(改进反弯 点法)进行水平地震作用下框架内力的分析。
• 主要震害可概述如下： 1、共振效应引起的震害
结构的自振周期与场地土的自振周期接近或一致，引起 建筑物的共振，导致结构破坏严重。 2、结构平面或竖向布置不当引起的震害 3、框架柱、梁和节点的震害 未经抗震设计的框架的震害主要反映在梁柱节点区。 柱的震害重于梁；柱顶震害重于柱底；角柱震害重于内 柱；短柱震害重于一般柱。
一般情况下采用底部剪力法分别求单元的总水平地震 作用标准值FEK各层水平地震作用标准值Fi和顶部附加水平 地震作用标准值△Fn。
5.3.1 水平地震作用计算——续
4、结构基本周期的计算 一般多采用顶点位移法，计入 T 的影响，框架结构
的基本周期T1可按下式计算：
T1 1.7t uT
T ——考虑非结构墙体刚度影响的周期折减系数，当采
5.1.1 震害及其分析——续
柱顶震害：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。 破坏不易修复。
柱底震害：与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱 顶较轻。
5.1.1 震害及其分析——续
短柱震害：当柱高小于4倍柱截面高度（H/b<4)时形成短 柱。短柱刚度大，易产生剪切破坏。
5.1.1 震害及其分析——续
角柱震害： 由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比 内柱重。
5.1.1 震害及其分析——续
4、框架砖填充墙的震害 • 框架中嵌砌砖填充墙，容易发生墙面斜裂缝，并沿柱周
边开裂。端墙、窗间墙和门窗洞口边角部位破坏更加严 重。由于框架变形属剪切型，下部层间位移大，填充墙 震害呈现“下重上轻”的现象。 • 填充墙破坏的主要原 因是，墙体受剪承载力 低，变形能力小，墙体 与框架缺乏有效的拉结， 因此在往复变形时墙体 易发生剪切破坏和散落。
(1)计算各层柱的侧移刚度D；
D
12EIc h3
kc
EIc hDkcFra bibliotek12 h2
KC——柱的线刚度； h ——楼层高度；
——节点转动影响系数，由梁柱线刚度，查表取用。
5.3.2 水平地震作用下框架内力的计算——续
(2)计算各柱所分配的剪力 Vij
式中
Vij
Dij Dij
• Vi
Vij ——第i层第j根柱所分配的地震剪力；
5.3.1 水平地震作用计算
1、结构的地震作用计算方向 一般可在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震
作用，各方向的水平地震作用全部由该方向抗侧力框架结 构承担。 2、计算单元的选取
一般应以防震缝所划分的结构单元作为计算单元，在 计算单元中各楼层重力荷载代表值的集中质点Gi设在楼屋 盖标高处。 3、水平地震作用计算
K1 K2
1
k1 k2 k3 k4
1
弯点上移， y1为正值
K3 K4
1
k3 k4 k1 k2
1
弯点下移， y1为负值
5.3.2 水平地震作用下框架内力的计算——续
y2 ——上层层高与本层层高不同时，反弯点高度修正值。 查表取值。
y3 ——下层层高与本层层高不同时，反弯点高度修正值。 查表取值。
5.1.1 震害及其分析——续
5、抗震墙的震害 在强震作用下，抗震墙的震害主要表现为墙肢之间连梁的
剪切破坏。这主要是由于连梁跨度小、高度大形成深梁， 在反复荷载作用下形成X形剪切裂缝，这种破坏为剪切 型脆性破坏，尤其在房屋1／3高度处的连梁破坏更为明 显。
5.2 抗震设计的一般要求
5.2.1 结构体系选择
建筑结构抗震设计 Seismic design of buildings
主讲：张美霞 中国地质大学（武汉）工程学院土木系
第5章
多层及高层钢筋混凝土房屋 抗震设计
5.1 概述 5.2 抗震设计的一般要求 5.3 框架内力和位移计算 5.4 钢筋混凝土框架结构构件设计
5.1 概述
1、多层和高层钢筋混凝土结构形式 框架结构、框架-抗震墙结构、 抗震墙结构、筒体结构和 框架-筒体结构等。 本章仅介绍前两种。
配固端弯矩）和传递（传递系数均为l／2 ）； • 再作一次弯矩分配即可。 2、梁端弯矩的调幅 • 由于钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布性质，在竖向
荷载下可以考虑适当降低梁端弯矩，进行调幅，以减少 负弯矩钢筋的拥挤现象。对于现浇框架，调幅系数可取 0.8～0.9；装配整体式框架由于节点的附加变形，可取 =0.7～0.8。将调幅后的梁端弯矩叠加简支梁的弯矩， 则可得到梁的跨中弯矩。
5.3 框架内力与位移计算
结构抗震计算的内容一般包括： • 结构动力特性分析，主要是结构自振周期的确定； • 结构地震反应计算，包括多遇烈度下的地震荷载与结构
侧移； • 结构内力分析； • 截面抗震设计等。 框架结构设计的过程： 结构布置及构件截面尺寸确定——计算简图——荷载计算 ——重力荷载代表值计算——水平（地震）作用计算—— 内力计算（竖向、水平向）——内力组合——截面强度计 算——变形验算——构造措施等。
5.3.3 竖向荷载作用下框架内力计算——续
3、活荷载的不利布置 据统计，国内高层民用建筑重力荷载约12～15kN／M2，
其中活荷载约为2kN／M2左右，所占比例较小，其不利布置 对结构内力的影响并不大。因此，当活荷载不很大时，可 按全部满载布置。这样，可不考虑框架的侧移，以简化计 算。当活荷载较大时，可将跨中弯矩乘以1.1～1.2系数加 以修正，以考虑活荷载不利布置对跨中弯矩的影响。
(4)计算柱端弯矩MC 由柱剪力Vij和反弯点高度y，按下式求得：
上端
M
上 c
Vij
(h
y)
下端
M
下 c
Vij
y
5.3.2 水平地震作用下框架内力的计算——续
(5)计算梁端弯矩Mb 梁端弯矩可按节点弯矩平衡条件，将节点上、下柱端
弯矩之和按左、右梁的线刚度比例分配 。
M
左 b
(
M
上 c
M c下）
二
一
一
一
一
≤ 60
>60
≤ 50
二
一
一
一
5.3.2 水平地震作用下框架内力的计算——续
• D值法（改进的反弯点法）近似地考虑了框架节点转动 对侧移刚度和反弯点高度的影响，比较精确，应用比较 广泛。
• D值法计算框架内力的步骤：
在考虑地震烈度、场地土、抗震性能，使用要求及 经济效果等因素和总结地震经验的基础上，在震区选择 结构体系应综合考虑如下条件： 1、现浇混凝土房屋适用的最大高度 2、房屋高宽比限值 3、建筑物刚度与场地条件有关 4、基础形式及埋置深度 如：天然地基时埋深不小于1/12建筑物高度
天然桩基时埋深不小于1/15建筑物高度 5、应注意技术经济指标。
• 钢筋混凝土框架房屋： 钢筋混凝土纵梁、横梁和柱 等构件组成承重体系的房屋。 • 钢筋混凝土框架房屋层数一 般在十层以下。
5.1 概述——续
• 框架-抗震墙结构：在框架房屋中增加抗震墙构成。 抗震墙主要承受水平荷载，框架主要承受竖向荷载。
抗震墙
框架-抗震墙
5.1.1 震害及其分析
• 历次地震经验表明，钢筋混凝土结构房屋一般具有较好 的抗震性能。结构设计中只要经过合理的抗震计算并采 取妥善的抗震构造措施，在一般烈度区建造多层和高层 钢筋混凝土结构房屋是可以保证安全的。
2、当框架-抗震墙结构有足够的抗震墙时,其框架部分是 次要抗侧力构件,可按框架-抗震墙结构中的框架确定抗 震等级。否则按框架结构确定等级。区分标准是看框架 部分承受的地震倾覆力矩是否大于结构总地震倾覆力矩 的50%。
3、另外，对同一类型结构抗震等级的高度分界，《抗震 规范》主要按一般工业与民用建筑的层高考虑，故对层 高特殊的工业建筑应酌情调整。设防烈度为6度、建于 l～III类场地上的结构，不需做抗震验算，但需按抗震 等级设计截面，满足抗震构造要求。
Vi ——第i层楼层剪力；
Dij ——第i层第j根柱的侧移刚度；
n
Dij
——第i层所有各柱侧移刚度之和。
j 1
5.3.2 水平地震作用下框架内力的计算——续
（3）确定反弯点高度y
y ( y0 y1 y2 y3)h
y0——标准反弯点高度比，查表取值； y1——上、下梁线刚度不同，对y0的修正值
5.3.3 竖向荷载作用下框架内力计算——续
1、竖向荷载下框架内力近似计算可采用分层法和弯矩二次 分配法。
1）分层法 • 将该层梁与上下柱组成计算单元； • 每层只承受该层竖向荷载，不考虑其他各层荷载的影响。
1层 3层
2层
5.3.3 竖向荷载作用下框架内力计算——续
• 由于各个单元上、下柱的远端并不是固定端，而是弹性 嵌固的，故在计算简图中除底层外其他各层柱的线刚度 均乘以折减系数0.9，因此柱的弯矩传递系数也相应地 由l／2改为l／3。
• 用弯矩分配法逐层计算各单元框架的弯矩，叠加起来 即为整个框架的弯矩。每一层柱的最终弯矩由上、下层 单元框架所得弯矩叠加。对节点处不平衡弯矩较大的可 再分配一次，但不再传递。
5.3.3 竖向荷载作用下框架内力计算——续
2）弯矩二次分配法 • 计算各节点固端弯矩（不平衡弯矩）； • 将各节点的不平衡弯矩，同时作分配（按梁柱线刚度分
5、地震剪力的计算及分配 当已知第j层的水平地震作用标准值Fj和△Fn，第i层的
地震剪力为
然后，再按该层各柱的侧移刚度求其分担的水平地震 剪力标准值。一般将砖填充墙仅作为非结构构件，不考虑 其抗侧力作用。
5.3.2 水平地震作用下框架内力的计算
• 在工程手算方法中，常采用反弯点法和D值法(改进反弯 点法)进行水平地震作用下框架内力的分析。
• 主要震害可概述如下： 1、共振效应引起的震害
结构的自振周期与场地土的自振周期接近或一致，引起 建筑物的共振，导致结构破坏严重。 2、结构平面或竖向布置不当引起的震害 3、框架柱、梁和节点的震害 未经抗震设计的框架的震害主要反映在梁柱节点区。 柱的震害重于梁；柱顶震害重于柱底；角柱震害重于内 柱；短柱震害重于一般柱。
一般情况下采用底部剪力法分别求单元的总水平地震 作用标准值FEK各层水平地震作用标准值Fi和顶部附加水平 地震作用标准值△Fn。
5.3.1 水平地震作用计算——续
4、结构基本周期的计算 一般多采用顶点位移法，计入 T 的影响，框架结构
的基本周期T1可按下式计算：
T1 1.7t uT
T ——考虑非结构墙体刚度影响的周期折减系数，当采
5.1.1 震害及其分析——续
柱顶震害：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。 破坏不易修复。
柱底震害：与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱 顶较轻。
5.1.1 震害及其分析——续
短柱震害：当柱高小于4倍柱截面高度（H/b<4)时形成短 柱。短柱刚度大，易产生剪切破坏。
5.1.1 震害及其分析——续
角柱震害： 由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比 内柱重。
5.1.1 震害及其分析——续
4、框架砖填充墙的震害 • 框架中嵌砌砖填充墙，容易发生墙面斜裂缝，并沿柱周
边开裂。端墙、窗间墙和门窗洞口边角部位破坏更加严 重。由于框架变形属剪切型，下部层间位移大，填充墙 震害呈现“下重上轻”的现象。 • 填充墙破坏的主要原 因是，墙体受剪承载力 低，变形能力小，墙体 与框架缺乏有效的拉结， 因此在往复变形时墙体 易发生剪切破坏和散落。
(1)计算各层柱的侧移刚度D；
D
12EIc h3
kc
EIc hDkcFra bibliotek12 h2
KC——柱的线刚度； h ——楼层高度；
——节点转动影响系数，由梁柱线刚度，查表取用。
5.3.2 水平地震作用下框架内力的计算——续
(2)计算各柱所分配的剪力 Vij
式中
Vij
Dij Dij
• Vi
Vij ——第i层第j根柱所分配的地震剪力；
5.3.1 水平地震作用计算
1、结构的地震作用计算方向 一般可在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震
作用，各方向的水平地震作用全部由该方向抗侧力框架结 构承担。 2、计算单元的选取
一般应以防震缝所划分的结构单元作为计算单元，在 计算单元中各楼层重力荷载代表值的集中质点Gi设在楼屋 盖标高处。 3、水平地震作用计算
K1 K2
1
k1 k2 k3 k4
1
弯点上移， y1为正值
K3 K4
1
k3 k4 k1 k2
1
弯点下移， y1为负值
5.3.2 水平地震作用下框架内力的计算——续
y2 ——上层层高与本层层高不同时，反弯点高度修正值。 查表取值。
y3 ——下层层高与本层层高不同时，反弯点高度修正值。 查表取值。
5.1.1 震害及其分析——续
5、抗震墙的震害 在强震作用下，抗震墙的震害主要表现为墙肢之间连梁的
剪切破坏。这主要是由于连梁跨度小、高度大形成深梁， 在反复荷载作用下形成X形剪切裂缝，这种破坏为剪切 型脆性破坏，尤其在房屋1／3高度处的连梁破坏更为明 显。
5.2 抗震设计的一般要求
5.2.1 结构体系选择
建筑结构抗震设计 Seismic design of buildings
主讲：张美霞 中国地质大学（武汉）工程学院土木系
第5章
多层及高层钢筋混凝土房屋 抗震设计
5.1 概述 5.2 抗震设计的一般要求 5.3 框架内力和位移计算 5.4 钢筋混凝土框架结构构件设计
5.1 概述
1、多层和高层钢筋混凝土结构形式 框架结构、框架-抗震墙结构、 抗震墙结构、筒体结构和 框架-筒体结构等。 本章仅介绍前两种。
配固端弯矩）和传递（传递系数均为l／2 ）； • 再作一次弯矩分配即可。 2、梁端弯矩的调幅 • 由于钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布性质，在竖向
荷载下可以考虑适当降低梁端弯矩，进行调幅，以减少 负弯矩钢筋的拥挤现象。对于现浇框架，调幅系数可取 0.8～0.9；装配整体式框架由于节点的附加变形，可取 =0.7～0.8。将调幅后的梁端弯矩叠加简支梁的弯矩， 则可得到梁的跨中弯矩。
5.3 框架内力与位移计算
结构抗震计算的内容一般包括： • 结构动力特性分析，主要是结构自振周期的确定； • 结构地震反应计算，包括多遇烈度下的地震荷载与结构
侧移； • 结构内力分析； • 截面抗震设计等。 框架结构设计的过程： 结构布置及构件截面尺寸确定——计算简图——荷载计算 ——重力荷载代表值计算——水平（地震）作用计算—— 内力计算（竖向、水平向）——内力组合——截面强度计 算——变形验算——构造措施等。
5.3.3 竖向荷载作用下框架内力计算——续
3、活荷载的不利布置 据统计，国内高层民用建筑重力荷载约12～15kN／M2，
其中活荷载约为2kN／M2左右，所占比例较小，其不利布置 对结构内力的影响并不大。因此，当活荷载不很大时，可 按全部满载布置。这样，可不考虑框架的侧移，以简化计 算。当活荷载较大时，可将跨中弯矩乘以1.1～1.2系数加 以修正，以考虑活荷载不利布置对跨中弯矩的影响。
(4)计算柱端弯矩MC 由柱剪力Vij和反弯点高度y，按下式求得：
上端
M
上 c
Vij
(h
y)
下端
M
下 c
Vij
y
5.3.2 水平地震作用下框架内力的计算——续
(5)计算梁端弯矩Mb 梁端弯矩可按节点弯矩平衡条件，将节点上、下柱端
弯矩之和按左、右梁的线刚度比例分配 。
M
左 b
(
M
上 c
M c下）
二
一
一
一
一
≤ 60
>60
≤ 50
二
一
一
一