筒体结构的特点

定义：将竖向交通、卫生间等服务性房屋集中布置在平面的核

心部位， 周边设置钢筋混凝土墙体，将办公用房等布置 在外围， 形成由实腹筒和框架共同组成的筒体结构体系。 受力特点：

框架主要承受竖向荷载，筒体主要承受水平作用。 变形特点：

类似框—剪结构, 但其抗侧刚度远大于框—剪结构。 （2）其它形式：

框架—组合筒体结构：在框架内设置多个封闭的筒体

框架—空腹筒体结构：将空腹筒体布置在房屋的外围，框架布置 在中间，适用于房屋的平面接近正方形或圆形的塔式建筑 筒中筒结构体系

定义：将实腹筒置于建筑物的内部，空腹筒体作为建筑物的外框，

利用楼板将二者连为一体，共同承受竖向荷载和水平荷载的 结构承重体系称为筒中筒结构体系。 变形特点：

筒中筒结构体系的水平位移曲线呈弯剪型， 但抗侧刚度大于框架—筒体结构体系。 建筑特点：

内、外筒之间空间较大，可灵活进行平面布置；

通过设计各种不同平面的筒体，可获得较好的立面效果。 组合筒结构体系

定义：将几个筒体组合成整体，共同承担竖向和水平荷载的结构 体系称为组合筒体结构体系。 特点：

具有比筒中筒结构体系更大的抗侧能力。 \\

剪力墙的分类

开洞规则的剪力墙，根据开洞大小的不同，可将剪力墙分为:

整截面剪力墙、整体小开口剪力墙、联肢剪力墙（双肢和多肢剪力墙） （1）整截面剪力墙——剪力墙不开洞或虽有洞口但孔洞面积与墙面面积

之比小于15％，且孔洞净距及孔洞边至墙边距

离大于孔洞长边尺寸。 （2）整体小开口墙——门窗洞口沿竖向成列布置、洞口总面积虽超过

墙体总面积15％，但受力性能接近整截面剪力墙。

，且

（3）联肢剪力墙——由于洞口开得较大，截面的整体性已经破坏。

，且 （4）壁式框架——剪力墙的洞口尺寸很大，且连梁的线刚度接近墙肢的 线刚度。 《建筑结构抗震设计》期末考试复习题 名词解释

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；

地震震级：表示地震本身大小的尺度，是按一次地震本身强弱程度而定的等级； 地震烈度：表示地震时一定地点地面振动强弱程度的尺度； 震中：震源在地表的投影；

(5)震中距：地面某处至震中的水平距离； (6)震源：发生地震的地方；

(7)震源深度：震源至地面的垂直距离；

(8)极震区：震中附近的地面振动最剧烈，也是破坏最严重的地区； (9)等震线：地面上破坏程度相同或相近的点连成的曲线；

(10)建筑场地：建造建筑物的地方，大体相当于一个厂区、居民小区或自然村；

(11)沙土液化：处于地下水位以下的饱和砂土和粉土在地震时有变密的趋势，使孔隙水的压力急剧上升，造成土颗粒局部或全部将处于悬浮状态，形成了犹如“液化”的现象，即称为场地土达到液化状态；

(12)结构的地震反应：地震引起的结构运动；

(13)结构的地震作用效应：由地震动引起的结构瞬时内力、应力应变、位移变形及运动加速度、速度等；(14)地震系数：地面运动最大加速度与重力加速度的比值； (15)动力系数：单质点体系最大绝对加速度与地面运动最大加速度的比值； (16)地震影响系数：地震系数与动力系数的乘积；

(17)振型分解法：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，又称振型叠加法； (18)基本烈度：在设计基准期（我国取50年）内在一般场地条件下，可能遭遇超越概率（10％）的地震烈度。

(19)设防烈度：按国家规定权限批准的作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。 (20)罕遇烈度：50年期限内相应的超越概率2％~3％，即大震烈度的地震。 (21)设防烈度

(22)多道抗震防线：一个抗震结构体系，有若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同作用； (24)鞭梢效应；

(25)楼层屈服强度系数；

(26)重力荷载代表值：建筑抗震设计用的重力性质的荷载，为结构构件的永久荷载（包括自重）标准值和各种竖向可变荷载组合值之和；

(27)等效总重力荷载代表值：单质点时为总重力荷载代表值，多质点时为总重力荷载代表值的85%；

(28)轴压比：名义轴向应力与混凝土抗压强度之比；

(29)强柱弱梁：使框架结构塑性铰出现在梁端的设计要求；(30)非结构部件：指在结构分析中不考虑承受重力荷载以及风、地震等侧向力的部件 简答题

抗震设防的目标是什么？实现此目标的设计方法是什么？

答：目标是对建筑结构应具有的抗震安全性能的总要求。我国《抗震规范》提出了三水准的设防要求，概括起来是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。第一水准是建筑物在遭受频度较高、强度较低的多遇地震时，一般不损坏也不需要修理。第二水准是建筑物在遭受基本烈度的地震影响时，允许结构部分达到或超过屈服极限，或者结构的部分构件发生裂缝，结构通过塑性变形消耗地震能量，结构的变形和破坏程度发生在可以修复使用的范围之中。第三水准是建筑物遭受预估的罕遇的强烈地震时，不至于发生结构倒塌或危机生命安全的严重破坏。方法：依据三个地震烈度水准，使用两阶段抗震设计方法实现。 建筑场地选择的原则是什么？

答：选址时应当选择有利地段，避开不利地段。当无法比开始应采取有效地抗震措施。在危险地段，不应建造非临时性的建筑物，尤其是严禁建造甲、乙类建筑物。 哪些建筑可不进行地基及基础的抗震承载力验算？ 答：（1）砌体房屋（2）地基主要受力范围内不存在软弱粘性土层的下列建筑物：一般单层厂房、单层空旷房屋。不超过8层且高度在25M以下的一般民用框架房屋。基础荷载与上述一般民用框架房屋相当的多层框架厂房。（3）抗震规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。

影响液化的因素有哪些？液化对建筑物有哪些危害？ 答：（1）土层的地质年代（2）土的组成和密实程度（3）液化土层的埋深（4）地下水位深度（5）地震烈度和持续时间。危害：地面开裂下沉使建筑物产生过度下沉或整体倾斜，不均匀沉降引起建筑物上部结构破坏，使梁板等构件及其节点破坏，使整体开裂和建筑物体型变化处开裂。

简述确定水平地震作用的振型分解反应谱法的主要步骤。 答：

简述确定结构地震作用的底部剪力法的适用条件及计算步骤。 答：适用条件：（1）结构的质量和刚度沿高度分布比较均匀（2）房屋的总高度不超过40M（3）建筑结构在地震作用下的变形以剪切变形为主（4）建筑结构在地震作用时的扭转效应可忽略不计

什么时候应考虑竖向地震作用的影响？ 答：《抗震规范》规定，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。

何谓时程分析法，在什么时候须用时程分析法进行补充计算？

答：对结构物的运动微分方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法。以下情况：①甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构②高度大于150M的钢结构和7-9度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构③烈度8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架④采用隔墙和消能减震设计的结构。 何谓“抗震概念设计”？“概念设计”与计算设计有何不同？ 答：指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。与计算设计的不同：计算设计是通过地震作用的取值进行结构的抗震验算，而概念设计强调，在工程设计一开始，就应该把握好能量输入、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，概念设计需要辅以必要地计算设计。 什么是“强柱弱梁”、“强剪弱弯”原则?在设计中如何体现? 答：

怎样保证框架梁柱节点的抗震性能? 如何进行节点设计?

答：节点抗震设计原则：①节点的承载力不应低于其连接件的承载力②多遇地震时，节点应

在弹性范围内工作③罕遇地震时，节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递④节点配筋不应使施工过分困难。 框架柱抗震设计原则：①强柱弱梁，使柱尽量不要出现塑性铰②在弯曲破坏发生前不发生剪切破坏，使柱有足够的抗剪能力③控制柱的轴压比不要太大④加强约束，配置必要地约束箍筋

梁抗震设计原则：①梁形成塑性铰后仍有抗剪承载力②梁纵筋去附后，塑性铰区段应有较好的延性和耗能能力③妥善解决梁纵筋锚固问题。 框架结构在什么部位应加密箍筋？ 答：加密柱端。

在多层砌体结构中设置构造柱和圈梁的作用是什么？ 答：构造柱的作用：可以部分提高墙体的抗剪强度，大大增强房屋的变形能力。墙体开裂后，构造柱与圈梁形成的约束体系可以有效地限制墙体散落，使墙体以滑移等方式大量消耗地震能量，保证房屋不至倒塌。圈梁的作用：与构造柱整浇在一起，形成钢筋混凝土框架，共同约束墙体，提高房屋的整体性及延性，增强房屋的抗倒塌能力。 在砌体结构的计算简图中如何确定结构底部固定端标高？ 答：（1）对于多层砌体结构房屋，当基础埋置较浅时，取为基础顶面（2）当基础埋置较深时，可取为室外地坪下0.5M处（3）当设有整体刚度很大的全地下室时，取为地下室顶板顶部（4）当地下室整体刚度较小或半地下室时，取地下室室内地坪处。 《抗震结构设计》水平测试题及答案 一、名词解释 1、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。 2、抗震设防烈度：

一个地区作为抗震设防依据的地震烈度，应按国家规定权限审批或颁发的文件（图件）执行。 3、场地土的液化： 饱和的粉土或砂土，在地震时由于颗粒之间的孔隙水不可压缩而无法排出，使得孔隙水压力增大，土体颗粒的有效垂直压应力减少，颗粒局部或全部处于悬浮状态，土体的抗剪强度接近于零，呈现出液态化的现象。 ４、等效剪切波速：

若计算深度范围内有多层土层，则根据计算深度范围内各土层剪切波速加权平均得到的土层剪切波速即为等效剪切波速。 5、地基土抗震承载力：

地基土抗震承载力faEafa，其中ζa为地基土的抗震承载力调整系数，fa为深宽修正后的地基承载力特征值。 6、场地覆盖层厚度：

我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）定义：一般情况下，可取地面到剪切波速大于500m/s的坚硬土层或岩层顶的距离。 7、重力荷载代表值：

结构抗震设计时的基本代表值，是结构自重（永久荷载）和有关可变荷载的组合值之和。 8、强柱弱梁：

结构设计时希望梁先于柱发生破坏，塑性铰先发生在梁端，而不是在柱端。 9、砌体的抗震强度设计值：

fVENfV，其中fv为非抗震设计的砌体抗剪强度设计值，ζN为砌体抗震抗剪强度的正应

力影响系数。 10、剪压比：

剪压比为V/fcbh0，是构件截面上平均剪力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值，用以反映构件截面上承受名义剪应力的大小。 三、简答题（每题６分，共30分） １、简述两阶段三水准抗震设计方法。 答：我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）规定：进行抗震设计的建筑，其抗震设防目标是：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用，当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用，当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

具体为两阶段三水准抗震设计方法：

第一阶段是在方案布置符合抗震设计原则的前提下，按与基本烈度相对应的众值烈度的地震动参数，用弹性反应谱求得结构在弹性状态下的地震作用效应，然后与其他荷载效应组合，并对结构构件进行承载力验算和变形验算，保证第一水准下必要的承载力可靠度，满足第二水准烈度的设防要求（损坏可修），通过概念设计和构造措施来满足第三水准的设防要求； 对大多数结构，一般可只进行第一阶段的设计。

对于少数结构，如有特殊要求的建筑，还要进行第二阶段设计，即按与基本烈度相对应的罕遇烈度的地震动参数进行结构弹塑性层间变形验算，以保证其满足第三水准的设防要求。

２、简述确定水平地震作用的振型分解反应谱法的主要步骤。 （1）计算多自由度结构的自振周期及相应振型； （2）求出对应于每一振型的最大地震作用（同一振型中各质点地震作用将同时达到最大值）； （3）求出每一振型相应的地震作用效应；

（4）将这些效应进行组合，以求得结构的地震作用效应。 ３、简述抗震设防烈度如何取值。

答：一般情况下，抗震设防烈度可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度(或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值)。对已编制抗震设防区划的城市，可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。 ４、简述框架节点抗震设计的基本原则。 节点的承载力不应低于其连接构件的承载力； 多遇地震时节点应在弹性范围内工作；

罕遇地震时节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递； 梁柱纵筋在节点区内应有可靠的锚固； 节点配筋不应使施工过分困难。

５、简述钢筋混凝土结构房屋的震害情况。 答：1. 共振效应引起的震害； 2. 结构布置不合理引起的震害； 3. 柱、梁和节点的震害； 4. 填充墙的震害； 5. 抗震墙的震害。

三、简答题（每题5分、共20分） 1、“楼层屈服强度系数”的概念及作用是什么？

答：楼层屈服强度系数是指按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力和按罕遇地震作用计算的楼层弹性地震剪力的比值。

y(i)Vy(i)Ve(i)

作用：判断结构的薄弱层位置。 什么是《抗震规范》“三水准”抗震设防目标？ 小震不坏、中震可修、大震不倒

① 小震不坏 在建筑物使用期间内可遇到的多遇地震（小震），即相当于比设防烈度低1.5度的地震作用下，建筑结构应保持弹性状态而不损坏，按这种受力状态进行内力计算和截面设计。

② 中震可修 即在设防烈度下，建筑结构可以出现损坏，经修理后仍可以继续使用，并保证生命和设备的安全。

③ 大震不倒 当遭遇了千年不遇的罕遇地震（大震），建筑物会严重损坏，但要求不倒塌，保证生命安全。所谓大震，一般指超出设计烈度1～1.5度的地震。

3、什么是剪压比？为什么要限制梁剪压比？ 剪压比即

V fcbh0梁塑性铰区截面的剪压比对梁的延性、耗能能力及保持梁的强度、刚度有明显的影响，当剪压比大于0.15时，量的强度和刚度有明显的退化现象，此时再增加箍筋，也不能发挥作用。

4、多道抗震防线的概念？举例说明？ 多道抗震防线：

（1）一抗震结构体系，应有若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作。 如：框架—抗震墙体系是由延性框架和抗震墙两个系统组成；双肢或多肢抗震墙体系由若干个单肢墙分系统组成。

（2）抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部赘余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，以使结构能够吸收和耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复。 三、简答题（每题5分、共20分） 1、如何进行抗震设计中的二阶段设计？ （1）第一阶段设计

对绝大多数建筑结构，应满足第一、二水准的设计要求，即按照第一水准（多遇地震）的地震参数进行地震作用计算、结构分析和构件内力计算，按规范进行截面设计，然后采取相应的构造措施，达到“小震不坏，中震可修”的要求。 （2）第二阶段设计

对特别重要的建筑和地震时容易倒塌的结构，除进行第一阶段设计外，还要进行薄弱层部位的弹塑性变形验算和采取相应的构造措施，使薄弱层的水平位移不超过允许的弹塑性位移，实现第三水准的要求。 2、如何确定结构的薄弱层？ 根据楼层屈服强度系数确定，对楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构，薄弱层可取在底层，对楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的结构，薄弱层可取其相对较小的楼层，一般不

超过２－３处。

3、影响框架梁柱延性的因素有哪些？

影响框架梁延性及其耗能能力的因素很多，主要有以下几个方面：纵筋配筋率、剪压比、跨高比、塑性铰区的箍筋用量。

4、砌体结构房屋的概念设计包括哪几个方面？

（1）建筑平面及结构布置 （2）房屋总高和层数符合规范要求 （3）高宽比符合要求（4）抗震墙间距满足规范要求（5） 砌体墙段的局部尺寸符合限值

四、计算题（21分） 某两层钢筋混凝土框架，集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等，每层层高皆为4.0m，框架的自振周期；Ⅱ类场地，7度第二组（，结构的阻尼比为，试用底部剪力法计算各层水平地震作用Fi及各层层剪力Vi。（1）求结构总水平地震作用：

Tg 1T10.40max1.0280.90.90.080.033 （3分）

GeqCG0.85(12001200)2040kN（3分）

FEk1Geq0.033204067.32kN （3分） （2）求作用在各质点上的水平地震作用

T11.028s1.4Tg1.40.40.56s

n0.08T10.010.081.0280.010.092（2分）

FnnFEk0.09267.326.2kN（1分） F1G1H1FEk(1n)

jGHjj1n 1200467.32(10.092)20.37kN（3分）

1200412008G2H2F2GHjj1nFEk(1n)Fn

j1200867.32(10.092)6.246.95kN（4分）

1200412008V1F1F220.3746.9567.32kN（1分）

（3）求层间剪力

V2F246.95kN （1分）

五、计算题（22分）某两层钢筋混凝土框架，集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等G1G21200kN，每层层高皆为4.0m，框架的自振周期T11.028s, T20.393s；第一主振

型111.000，121.618；第二主振型211.000，220.618；Ⅱ类场地，7度第二组（Tg0.40s, max0.08)，结构的阻尼比为0.05，试按振型分解反应谱法计算框架的楼层地震剪力。 解：（1）相应于第一振型自振周期T1的地震影响系数：

Tg 1T10.40max1.0280.90.90.080.033 （2分）

第一振型参与系数

1mmi1i12ni1i2i1i12001.00012001.6180.724 （2分） 2212001.00012001.618于是：F111111G10.0330.7241.000120028.67kN （2分） F121112G20.0330.7241.618120046.39kN （2分） 第一振型的层间剪力：

V12F1246.39kN （1分） V11F11F1275.06kN （1分） （2）相应于第二振型自振周期T2的地震影响系数：

0.10sT20.393sTg0.40s，故取2max （2分） 第二振型参与系数

2min2imii1i1222i12001.0001200(0.618)0.276 （2分）

12001.00021200(0.618)2于是：F212221G10.080.2761.000120025.97kN （2分） F222222G20.080.276(0.618)120016.05kN （2分） 第二振型的层间剪力：

V22F2216.05kN （1分） V21F21F229.92kN （1分） （3）由SRSS法，计算各楼层地震剪力： V222Vj22j246.392(16.05)249.1kN （1分）

V1Vj22j175.0629.92275.71kN （1分）

构造地震:由于地壳构造运动造成地下岩层断裂或错动引起的地面振动 抗震概念设计：根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想进行建筑和结

构的总体布置并确定细部构造的过程。 楼层屈服强度系数：)(/)()(iViVieyy，第i层根据第一阶段设计所得到截面实配筋和材料强度标准值计算的受剪实际承载力与第i层按罕遇地震动参数计算的弹性地震剪力的比 竖向地震：设防烈度为8和9的大跨度结构、长悬臂结构、烟囱及类似高耸建筑和设防烈度为9度的高层建筑

地震作用基本特点：不确定性、偶然性、动力特性 地震动影响因素：震级、震中距、场地 抗震设防类别：甲乙丙丁。甲：使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时有可能发生严重次生灾害后果，需进行特殊设防，应高于本区抗设防要求，6~8提一度，9比9更高；乙：震时不能中断或许尽快恢复的生命线建筑，以及有可能导致大量人员伤亡 液化土判别：初步判别、标准贯入试验 除液化措施：采用深基、地基加固、地基置换 多层砌体抗震计算：地震作用与楼层楼层剪力计算、墙体地震剪力分配、墙体抗震计算 1.三水准两阶段答： 第一：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理仍可继续使用；第二：…相当于…，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用； 第三：..高于..，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。第一阶设：基于多遇地震进行的强度和变形验算及抗震措；第二：基于罕遇地震进行的结构弹塑性验算

2.抗震规范计算三种计算方法及其适用范围。答：底部剪力法，振型分解反应谱法和时程分析法。适用条件：高度不超过40米，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法计算。除上述结构以外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。特别不规则的建筑、甲类建筑和规范规定的高层建筑，应采用时程分析法进行补充计算。

3.动力系数、地震系数和水平地震影响系数？三者关系答：动力系数：单质点弹性体系的最大绝对加速度反应与地震地面运动最大加速度的比，地震系数：地面运动最大加速度与重力加速度的比值，水平地震影响系数：单质点弹性体系的最大绝对加速度反应与重力加速度的比。水平地震影响系数是地震系数与动力系数的乘积 什么是鞭端效应，设计时如何考虑这种效应？

答：地震作用下突出建筑物屋面的附属小建筑物，由于质量和刚度的突然变小，震害较为严重，这种现象称为鞭端效应；设计时对突出屋面的小建筑物的地震作用效应乘以放大系数3，但增大的两倍不往下传。 反应谱：单自由度弹性体系在给定的地震作用下某个最大的反应量与结构自振周期的关系曲线。影响因素：阻尼比、输入地震动峰值、震中距和场地条件 4.砌体结构中设置钢筋混凝土构造柱和圈梁的作用？答：构造柱：约束墙体，使之较高变形能力，提高整体性劾延性，提高砌体抗剪承载力。圈梁的作用：增加纵横墙体的连接，加强整个房屋的整体性；增强墙体的稳定性；可提高房屋的抗剪强度，约束墙体裂缝的开展；抵抗地基不均匀沉降，减小构造柱计算长度。 5.什么是地基液化现象？影响地基液化的因素？答：饱和砂土或粉土的颗粒在强烈地震下土的颗粒结构趋于密实，导致孔隙水压力急剧上升。有效压应力减小，当土体完全丧失抗剪强度，形成犹如液体的现象。影响因素：土层的地质年代土的组成、土层的埋深、地下水位的深度、地震烈度和地震持续时间

6.为限制多层砌体房屋抗震横墙间距？答：(1)过大，会使横墙抗震能力减弱，间距应能满足抗震承载力的要求。（2）过大，会使纵墙侧向支撑减少，房屋整体性降（3）过大，不能保证楼盖传递水平地震作用所需的刚度要求。

7.抗震设计时，为什么要对框架梁柱端进行箍筋加密？答：加强对混凝土的约束，提高梁柱端塑性铰的变形能力，提高构件的延性和抗震性能，同时避免纵筋的受压屈曲

8.采用底部剪力法计算房屋建筑地震作用的适用范围？在计算中，如何考虑长周期结构高振型的影响？答：剪力法的适用条件：房屋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

房屋结构在地震运动作用下的变形以剪切形为主，扭转效应可忽略不计。当房屋建筑结构的基本周期

gTT4.11时，在顶部附加水平地震作用，取 再将余下的水平地震作用分配 给各质点：结构顶部的水平地震作用为nF和nF之和

9.简述确定水平地震作用的振型分解反应谱法的主要步骤（1）计算多自由度结构的自振周期及相应振型；（2）求出对应于每一振型的最大地震作用（同一振型中各质点地震作用将同时达到最大值）；（3）求出每一振型相应的地震作用效应；（4）将这些效应进行组合，以求得结构的地震作用效应。

砌体结构房屋概念设计包括：建筑平面及结构布置、房屋总高和层数符合规范要求、高宽比符合要求、抗震墙间距满足要求、砌体墙段的局部尺寸符合限值 多道抗震设防：抗震结构体系应有若干延性较好分体系组成，并由延性怪叫好的结构构件连接起来协同工作，抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部赘余度，有意识的一系列分布的屈服区，以使结构能够吸收和耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复

第一章

一、名词解释

1、震级：指一次地震释放能量大小的等级，是表示地震大小的一种度量

2、地震烈度：是指某一区域内的地表和各类建筑物遭受一次地震影响的平均强弱程度

3、基本烈度：是指一个地区在一定时期（我国取50年）内在一般场地条件下按

一定概率（我国取10%）可能遇到的最大地震烈度。它是一个地区抗震设防依据的地震烈度

4、设防烈度：抗震设防烈度是指按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防

依据的地震烈度

5、多遇地震：指发生频率最大的地震，即当分析年限取为50年时，概率密度曲

线上的峰值烈度所对应的被超越概率为63.2%的地震。

6、罕遇地震：在50年内概率密度曲线上的峰值烈度所对应的被超越概率为2%左右的地震。

7、震中：震源正上方的地面位置叫震中

8、震中距：地面某处至震中的水平距离叫做震中距

9、震源：地球内部断层错动并引起周围介质振动的部位称为震源

10、延性设计：进行建筑抗震设计时，利用结构弹塑性阶段的性能，通过结构一

定限度内的塑性变形来消耗地震时输入结构的能量。（延性设计，即使结构在构件屈服之后仍具有足够的变形能力,依靠结构的弹塑性变形来消耗地震能量, 保证屈服部分发生延性破坏,避免结构发生脆性破坏和整个结构的倒塌。）

11、设计特征周期：是指抗震设计用的地震影响系数曲线的下降阶段起始点

所对应的周期值。与地震震级、震中距和场地类别等因素有关。并根据其所在地的设计地震分组和场地类别确定

二、简答题

1、抗震设防的基本目的

在一定的经济条件下，最大限度的限制和减轻建筑的地震破坏，保障人民生命财产的安全。

2、三水准设防目标是什么

第一水准：当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需要修理仍可继续使用；

第二水准：当遭受相当于本地区设防烈度的地震影响时，建筑物可能损坏，但经一般修理即可恢复正常使用；

第三水准：当遭受高于本地区设防烈度的地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

3、影响地震烈度的主要因素有那些

4、什么是两阶段抗震设计

第一阶段设计：按多遇地震烈度对应的地震作用效应和其他荷载效应的组合验算结构构件的承载能力和结构的弹性变形；

第二阶段设计：按罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹性变形。 5、设计地震分组的目的是什么

主要是为了反映潜在震源远近的影响。 6、抗震设防为什么要对建筑分类

对于不同使用性质的建筑物，地震破坏所造成后果的严重性是不一样的。因此，对于不同用途建筑物的抗震设防，不宜采用同一标准，而应根据其破坏后果加以区别对待。为此，我国建筑抗震设计规范将建筑物按其用途的重要性分类。 7、什么是概念设计？其基本内容是什么？

8、地震地面运动的三要素

9、中国是地震多发国的原因是？

对世界范围内的强烈地震的统计分析表明，全球地震主要集中在两个大的地震构造系范围内。其一是环太平洋地震构造系，集中了全世界地震总数的75%；其二是位于北纬20~50度之间的大陆地震构造系，集中了全球大陆地震的90%。 而我国正位于世界两大地震构造系的交汇区域，因此中国是地震多发国。 10、不规则建筑及其分类

1.平面不规则的类型

A．扭转不规则：楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）大于该楼层两端头弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍；

B.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%； C．楼板局部不连续：楼板的尺寸和平面刚度急剧变化。 2.竖向不规则的类型

A．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，局部收进的水平尺寸大于相邻下一层的25%；

B．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；

C．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%。

11、如何提高结构的延性 在设计中，可以通过各种各样的构造措施和耗能手段来增强结构和构件的延性。对于钢筋混凝土结构，可以采用强剪弱弯、强节点弱构件的设计策略促使梁

以弯曲形式产生较大变形；对于砌体结构，可以采用墙体配筋、构造柱-圈梁体系等措施施加结构的延性。

第二章

一、名词解释 二、1、沙土液化：饱和松散的砂土或粉土（不含黄土），地震是易发生液化现象，使地基承载力丧失或减弱，甚至喷水冒砂，这种现象一般称为砂土液化或地基土液化

2、波速：是指震动横波在土内的传播速度，单位是m/s。

3、建筑场地：是指建筑物所在地，其范围大体相当于厂区、居民点和自然村的

范围。 4、特征周期：地震动反应谱曲线开始下降点所对应的周期值称为特征周期，是建筑场地自 身的周期。

5、场地小区划：对于中等规模以上的城市，我国建筑抗震设计规范允许采用经过批准的抗 震设防区划进行抗震设防。这就牵涉到了场地设计地震动的区域划分问题。这种区域划分一般给出城区范围内的场地类别区域划分（又称场地小区划）。

三、简答题

1. 建筑地段划分为几类，选址原则是什么 有利地段；不利地段；危险地段

建筑宜选择有利地段，避开不利地段，不在危险地段建设。 2. 建筑场地的类别是如何划分的，分几类

不同场地上的地震动，其频谱特征有明显的区别。为了反映这一特点，我国建筑设计规范将建筑场地划分为4个不同的类别： Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类

3. 不同场地对建筑有怎样的影响

4. 哪些情况下可不进行地基基础抗震验算

5. 抗液化的措施有哪些

对于液化地基，要根据建筑物的重要性、地基液化等级的大小，针对不同情况采取不同层次的措施。当液化土层较平坦、均匀时，可如下选取适当的抗液化措施：

A．乙类建筑

轻微液化等级：部分消除液化沉陷，或对基础和上部结构进行处理；

中等液化等级：全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且对基础和上部结构进行处理；

严重液化等级：全部消除液化缺陷。

B．丙类建筑

轻微液化等级：对基础和上部结构进行处理，亦可不采取措施；

中等液化等级：对基础和上部结构进行处理，或采用更高要求的措施； 严重液化等级：全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且对基础和上部结构进行处理。 C．丁类建筑

轻微液化等级：可不采取措施 中等液化等级：可不采取措施；

严重液化等级：对基础和上部结构进行处理，或采用其他经济的措施。

6. 如何确定场地土的类别

坚硬土或岩石：稳定岩石、密实的碎石土

中硬土：中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，fak大于200kPa的黏性土和粉土，坚硬黄土

中软土：稍密的砾、粗、中砂，出松散外的细粉砂，fak小于等于200kPa的黏性土和粉土，fak大于130的填土、可塑黄土；

软弱土：淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的黏性土和粉土，fak小于等于130kPa的填土，流塑黄土。

三、计算题

1、平均剪切波速的计算 2、液化的判断

第三章

一、名词解释： 地震反应谱：（P35）

为便于求地震作用，将单自由度体系的地震最大绝对加速度反应与其自振周期T的关系定义为地震加速度反应谱，简称地震反应谱。 设计反应谱：

（课本P38）需专门研究可供结构抗震设计用的反应谱。

（百度）结构抗震设计所采用的反应谱，是基于实际地震记录的统计谱和场 地平均地质特征的地震反应分析统计谱综合而成。

振型的正交性：

（百度上，课本P47没有明确答案）在同一体系中，不同的两个固有振型之 间，对质量矩阵[M]和刚度矩阵[K]都具有正交性。

地震系数

是地震时地面最大加速度与重力加速度的比值，以K表示，是确定地震烈度的一个定量指标。

地震影响系数

称α（T）为地震影响系数，α（T）=kβ(T).由于α（T）与β(T)仅相差一常系数地震系数，因而α（T）的物理意义与β(T)相同，是一设计反应谱。

地震作用：

结构所受最大的地震惯性力；

重力荷载代表值：

进行结构抗震设计时，所考虑的重力荷载，称为重力荷载代表值 顶部附加地震作用系数：

当结构基本周期较长时，结构的高阶振型地震作用影响将不能忽略，我国建 筑抗震设计规范采用在结构顶部附加集中水平地震作用的方法考虑高阶振型的影响，附加的力取定为

FnnFEK其中

n就是顶部附加地震作用系数（自编）

楼层屈服强度系数：

楼房等建筑的各层按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力 和按罕遇地震作用标准值计算的楼层弹性地震剪力的比值；对排架柱，指按 实际配筋面积、材料强度标准值和轴向力计算的正截面受弯承载力与按罕遇 地震作用标准值计算的弹性地震弯矩的比值。(百度百科) 竖向地震作用：

是指结构在竖向地震分量的作用下，产生竖向的地震效应。（百度百科）

二、简答题：

1、如何计算单自由度体系的地震作用？（P29-P41）

作用在单自由度体系的作用有惯性力，阻尼力，弹性恢复力。根据达朗贝尔原理，有

ckxmgmxxx

对于抗震结构设计，将质点所受的最大惯性力定义为单自由度体系的作用，即

g)|maxk|x|maxF|m(xx

求得地震作用后，即可按静力分析方法计算结构的最大地震位移反应。 地震反应谱可理解为一个确定的地面运动，通过一组阻尼比相同但自振周期各不相同的单自由度体系，所引起的个体系最大加速度反应与相应体系自振周期间的关系曲线。由地震反应谱可方便的计算单自由度体系水平地震作用为F=Sa （T），考虑到地震振幅，频谱等的影响，专门研究可供结构抗震设计反应谱。从而有 F=Sa （T）=Gkβ（T）。

为应用方便，令α（T）=kβ（T）， 则有F=αG

其中G——体系重量；k——地震系数；β（T）动力系数.

2、振型分解反应谱的计算过程是怎样的？

答：见书本P47。(书本总结)

(1).根据各振型下各质点的位移及各质点的质量，代入公式jM1求得各个振型MTjTjj的参与系数

j

(2).求各振型的地震影响系数j

(3).根据公式FjiGiijji求得各振型下各质点水平地震作用，并组合出各振型下底部剪力Vj1

(4).由V1Vj1求得最大底部剪力

2(5).结构总层数为C，根据Ujc2m1cFimkjiKm求得各振型下顶层侧移量

(6).由UcUjc求得结构的最大顶点位移

3、为何验算小震下的变形？ 4.底部剪力法的计算过程？

课本（P54）

5.地震时建筑有扭转运动的原因？

建筑结构平面往往满足不了均匀，规则，堆成的要求，而存在较大的偏心，结构平面质量中心与刚度中心的不重合，导致结构扭转振动。

由于地震动是多维运动，当结构在平面两个主轴方向均存在偏心时，则沿两个方向的水平地震动都将引起结构扭转振动。

6.哪些结构需要考虑竖向地震作用？

我国《建筑抗震设计规范》规定：设防烈度为8度和9度区的大跨度屋盖结构、长悬臂结构、烟囱及类似高耸结构和设防烈度为9度区的高层建筑，应考虑竖向地震作用。

7、如何判断结构薄弱层和部位？

①对于y沿高度分布均匀的框架结构，分析表明，此时一般结构底层的层间变形最大，因而可将底层当做结构薄弱层。②对于y沿高度分布不均匀的框架结构，取该系数最小的楼层。 ③对于单层钢筋混凝土柱厂房，薄弱层一般出现在上柱。多层框架结构楼层屈服强度系数y沿高度分布均匀与否，可通过参数a判别。

8、结构的基本周期计算有哪些方法？

答：一、能量法

二、等效质量法 三、顶点位移法

9 、结构设计反应谱的调整系数有哪些？

10、底部框架抗震墙砌体房屋的两阶段设计思想是什么？

采用两道防线的思想进行设计，即在结构弹性阶段，不考虑框架柱的抗剪贡献，而由抗震墙承担全部纵横向的地震剪力。在结构进入弹塑性阶段后，考虑到抗震墙的损伤，由抗震墙和框架柱共同承担地震剪力。

第四章

1、砌体结构震害特点及设防措施？ 答：

2、限制多层砌体房屋的总高度和层数的原因？

答：由于砌体结构墙体的脆性性质，地震时易产生裂缝。开裂墙体在地震动作用下极易产生出平面的错动，从而大幅度地降低墙体的竖向承载力。如果房屋层数多、重量大，破裂和错位的墙体就可能被压垮。震害调查资料表明：随层数增多，房屋的破坏程度也随之加重，倒塌率随房屋的层数近似成正比增加。因此，对房屋的高度与层数要给以一定限制。 3、为何控制房屋的最大高宽比？

答：当房屋的高宽比大时，地震时易于发生整体弯曲破坏。多层砌体房屋不作整体弯曲验算，但为了保证房屋的整体性，使多层砌体房屋有足够的稳定性和整体抗弯能力，需对房屋控制最大高宽比。 4、构造柱的作用？

答：可以提高墙体的抗剪强度，大大增强房屋的变形能力。在墙体开裂之后，构造柱与圈梁所形成的约束体系可以有效地限制墙体的散落，使开裂墙体以滑移、摩擦等方式消耗地震能量，保证房屋不致倒塌。

5、提高多层砌体房屋的抗震性能所采取的主要构造措施是？

答：加强结构的连接；设置钢筋混凝土构造柱；合理布置圈梁；重视楼梯间的设计。

6、如何计算每片墙的地震剪力？ 答：（1）用底部剪力法计算楼层剪力；

（2）根据一定原则求出墙体（段）的层间抗侧力等效刚度；

（3）选择承载面积较大或竖向应力较小的墙体（段）进行截面抗剪验算。 7、如何计算多层砌体房屋的地震层间剪力？

答：先算水平地震作用（手算可用底部剪力法），求出层间剪力。再根据刚度分配为各墙的剪力。

第五章

(1)框架结构的震害特点及设防措施？

答：框架结构的震害特点几措施 （1）、主要承重结构震害：一、易发生梁端剪切破坏 措施：可以采取加密箍，筋配置或增大箍筋强度等措施米保证菸抗震能力．同时锚固的长度也应符合规范要求；二、柱的弯曲破坏、剪切破坏和粘结破坏 措施：柱的抗震性能主要依赖于其延性而影响框架柱延性的重要参数有剪跨比、轴压比和剪压比，因而进行柱的抗震设计时重点对上述参数进行验算。三、节点区剪切破坏、箍筋滑落和锚固失效 措施：在设计时可采取箍筋加密或箍筋构造技术 四、楼梯平台柱的短柱剪切破坏、楼梯间墙体破坏、楼梯段断裂等

（2）非承重结构震害 一、填充墙或围护结构出现斜向或交叉斜向剪切裂缝，水平或竖向墙体框架界面裂缝和填充墙局部破坏或填充墙倒塌等 措施：①改进填充墙的构造措施。可以设置拉结钢筋、构造柱、水平系梁等，这样能够有效增强填充墙与主体结构的协调变形能力．避免填充墙的严 重破坏。②强化基于性能的抗震设计。③钢筋混凝土结构中的砌体填充墙宜与柱脱开或采用柔性连接。（答案来自百度文档摘录）

3、框架、框架-抗震墙的抗震等级是根据什么原则划分的？为何要划分？

框架、框架-抗震墙房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。对于不同地区、不同类型和不同使用性质的建筑物，地震破坏所造成后果的严重性是不一样的，不宜采用同一标准。因此，合理的划分抗震等级，可以在一定的经济条件下，有针对性的、最大限度地限制和减轻建筑物的地震破坏，在保障人民生命财产安全的同时有效减少经济和资源的消耗，实现可持续发展。

3、什么是“强柱弱梁”的设计原则？怎样实现的？引导框架结构或框架-剪力墙（核

心筒）结构在地震作用下形成梁铰机构，即控制塑性变形能力大的梁端先于柱出现塑性铰，即所谓“强柱弱梁”； 一般采用增大柱端弯矩设计值的方法，将承载力的不等式转为内力设计值的关系式，采用不同增大系数，使不同抗震等级的框架柱端弯矩设计值有不同程度的差异，对一级框架结构和9度，除采用增大系数的方法外，还采用梁端实配钢筋面积和材料强度标准值计算的抗震受弯承载力所对应的弯矩值方法，另外使梁端的塑性铰先出、多出，尽量减少或推迟柱端塑性铰的出现。适当增加柱的配筋可以达到上述目的。

4、什么是“强剪弱弯”的设计原则？怎样实现的？

避免构件（梁、柱、墙）剪力较大的部位在梁端达到塑性变形能力极限之前发生非延性破坏，即控制脆性破坏形式的发生，即所谓“强剪弱弯”。 “弯曲破坏”是延性破坏，是有预兆的--如开裂或下挠等，而“剪切破坏”是一种脆性的破坏，没有预兆的，舜时发生，没有防范，所以我们要避免发生剪切破坏！

①按照抗震构造措施，如梁宽、跨高比、受拉纵筋的配筋率限制、加密区的箍筋直径、间距、肢距等等。

②按照规定，在梁柱节点弯矩分配给梁的弯矩要‘调幅’，让梁负担弯矩大些。(百度)

5、如何计算框架结构的地震层间剪力

假定楼层屋盖在其平面内的刚度为无穷大，这样，各柱或各榀抗侧力平面结构在楼屋盖处的水平向变形是协调的。从而根据各柱或各榀抗侧刚度进行地震作用引起的层剪力的分配。通常假定地震沿结构平面的两个主轴力方向作用于结构。用底部剪力法计算，一般不考虑结构的扭转效应，把层剪力按各柱的刚度分配给各柱，从而得到各榀框架的地震作用。对于内力计算，可使用计算机进行框架的静力计算（把框架上的地震作用为静力荷载）或动力计算（时程分析法），可直接得到各杆的内力。 在初步设计时，或计算层数较少且为规则的框架在水平地震作用下的内力时，可采用下述近似计算方法:反弯点法和D值法，后者较为常用。（P129）

6、轴压比：

n=N/fcAc,N为柱内组合后的轴压力设计值，Ac为柱的全截面面积，fc为混凝土抗压强度设计值。当n较小时为大偏心受压构件，呈延性破坏；当n较大时为小偏心受压构件，呈脆性破坏。并且当轴压比较大市，箍筋对延性的影响变小。

7、框架节点核心区设计及抗震验算要求（p139—p143）

（1）核心区混凝土强度等级与柱混凝土强度等级相同，一、二级框架的节点核心区应进行抗震验算；三、四级框架节点核心区可不进行抗震验算，但应进符合构造措施的要求。三级框架的房屋高度接近二级框架房屋高度的下限时，节点核心区宜进行抗震验算。

（2）9度时一级框架结构的核心区混凝土强度等级不应低于柱的混凝土强度等级。其他情况，框架节点核心区混凝土强度等级不应低于柱的混凝土强度等级；特殊情况下不宜低于柱混凝土强度等级的70%，且应进行核心区斜截面和正截面的承载力验算。

8、底部框架结构的抗震两道防线

第一道防线是不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或者轴压比小的抗震墙、实体筒结构。第二道防线是赘余构件，此部分构件应先于结构破坏比如强柱弱梁中梁是第一道防线，柱是第二道防线。