高层建筑结构思考题及参考答案--2010.doc

高层建筑结构讲义---复习思考题 （连海波）

Ch1 绪论
1. 高层建筑与多层建筑如何界定？
2. 高层建筑结构特点如何？
3．高层建筑采用的结构可分为哪些类型？各有何特点？
4. 谈谈你对高层建筑的发展趋势有何见解？
5. 结合世界第一高楼迪拜塔的建造实例，说明设计超高层建筑要处理哪些与设计一般建筑不同的问题，并说明解决这些问题的方法。（此题将在课堂讨论）
提示：a) 请观看参考视频，迪拜塔[有7个视频];
b) 可上网检索，
c) 可提供电子打印稿。

6．观看参考视频以后，关于迪拜塔有几个问题
a) 安全电梯是那一年由谁发明的。它的发明对建筑及建筑业有哪些影响？迪拜塔计有多少部电梯，最大一部电梯可承载多少人？
b) 在超高层出现前，传统建筑可建最大高度是多少？
c)) 迪拜塔在散热方面，除了安装室内空调系统之外，还采取了什么特殊措施？，请具体说明之。
d) 美国世贸中心有417m,, 施工速度极快，是得益于哪项新施工技术的应用？最后达到几天盖一层？
e) 迪拜塔几天建一层？请详细介绍迪拜塔泵送混凝土的工艺。
f)  世界第1高楼（2009年）迪拜塔在抗风方面的设计有何特点？
g)  世界第1高楼（2009年）迪拜塔在人流疏散方面的设计与其它建筑有何不同？

Ch2 结构选型与结构布置
1．何谓结构体系？高层建筑中常用的结构体系有哪些？各有何特点和适用范围？
2．《高层建筑混凝土结构技术规程》将高层建筑分为了哪两级？
3．《建筑抗震设计规范》（GB5001—2001）根据建筑使用功能的重要性，将建筑抗震设防类别分为哪四个抗震设防类别？
4．何谓“概念设计”？什么情况下还要正确运用“概念设计”？哪些方面须用概念设计的方法加以正确处理？
5．结构平面布置与结构竖向布置有哪些要求？
6．基础设计的一般原则有哪些？
7．高层建筑结构平面布置的一般原则是什么？
8. 简述房屋建筑平面不规则和竖向不规则的类型。
9. 在什么情况下设置防震缝、伸缩缝和沉降缝？
10.防震缝、伸缩缝、沉降缝的特点和要求是什么？
Ch1 绪论
1. 高层建筑与多层建筑如何界定？ 文档顶端
我国《民用建筑设计通则》(JGJ37-87)规定，
10层及10层以上的住宅建筑以及高度超过28ｍ的公共建筑和综合性建筑为高层建筑；高度超过100m时，不论是住宅建筑还是公共建筑，一律称为超高层建筑。
我国《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：≥10层或H＞28m的建筑物为高层；H＞100m的建筑物均为超高层。

2．高层建筑结构的特点如何？ 文档顶端
答：高层建筑结构要抵抗竖向和水平荷载，在地震区，还要抵抗地震作用。在较低的建筑结构中，往往竖向荷载控制着结构设计；随着建筑高度的增大，水平荷载效应逐渐增大；在高层建筑结构中，水平荷载和地震作用却起着决定性作用。因此，在高层建筑结构设计时，不仅要求结构具有足够的强度，而且还要求有足够的刚度，使结构在水平荷载作用下产生的位移限制在一定的范围内，以保证建筑结构的正常使用和安全。
另外，相对于低层建筑而言，高层建筑相对较柔，因此在地震区，高层建筑结构应具有足够的延性。也就是说，在地震作用下，结构进入弹塑性阶段后，仍具有抵抗地震作用的足够的变形能力，不致倒塌。这样可以在满足使用条件下能达到既安全又经济的设计要求。
综上所述，对于高层建筑结构，抵抗水平力的设计是个关键，应该很好地理解上述特点，使所设计的结构具有足够的强度、刚度和良好的抗震性能，还要尽可能地提高材料利用率，降低材料消

3．高层建筑采用的结构可分为哪些类型？各有何特点？ 文档顶端
答：高层建筑采用的结构可分为钢筋混凝土结构、钢结构、钢-钢筋混凝土组合结构等类型。
钢筋混凝土结构具有造价较低、取材丰富、并可浇筑各种复杂断面形状，而且强度高、刚度大、耐火性和延性良好，结构布置灵活方便，可组成多种结构体系等优点，因此，在高层建筑中得到广泛应用。当前，我国的高层建筑中钢筋混凝土结构占主导地位
钢结构具有强度高、构件断面小、自重轻、延性及抗震性能好等优点；钢构件易于工厂加工，施工方便，能缩短现场施工工期。近年来，随着高层建筑建造高度的增加，以及我国钢产量的大幅度增加，采用钢结构的高层建筑也不断增多。
更为合理的高层建筑结构为钢和钢筋混凝土相结合的组合结构和混合结构。这种结构可以使两种材料互相取长补短，取得经济合理、技术性能优良的效果。
组合结构是用钢材来加强钢筋混凝土构件的强度，钢材放在构件内部，外部由钢筋混凝土做成，成为钢骨（或型钢）混凝土构件，也可在钢管内部填充混凝土，做成外包钢构件，成为钢管混凝土。前者可充分利用外包混凝土的刚度和耐火性能，又可利用钢骨减小构件断面和改善抗震性能，现在应用较为普遍。例如：北京的香格里拉饭店就采用了钢骨混凝土柱。
混合结构是部分抗侧力结构用钢结构，另一部分采用钢筋混凝土结构（或部分采用钢骨混凝土结构）。多数情况下是用钢筋混凝土做筒（剪力墙），用钢材做框架梁、柱。

4. 谈谈你对高层建筑的发展趋势有何见解？ 文档顶端
1).新材料的开发和应用：高强度混凝土（C100）；高强、可焊性好的厚钢板；耐火钢材；FR钢（耐候钢）*耐候钢是指在恶劣环境条件下(主要是指腐蚀较强的环境),具有较强工作性能的钢材。
2).高度会突破：超过1000m的超高层
钢材建筑已成为反映一个国家或城市科技实力和建设水平的指标之一。
3).组合结构增多：
钢和混凝土的组合结构抗震性能好、耐火耐蚀，优于全钢、全混凝土结构。
钢筋混凝土结构：高层建筑的主要结构体系
组合结构：超高层建筑的主要结构体系/

4)..新型结构形式应用增多
巨型框架 、桁架筒体、多束筒体……

5). 耗能减震技术发展
减震技术有被动耗能减震和主动减震两种。前者有耗能支撑，带竖缝耗能剪力墙，被动调谐质量阻尼器以及安装各种被动耗能的油阻尼器等；后者是计算机控制的，通过安装在结构上的各种驱动装置和传感器，与计算机系统相连接，对结构反应进行实时分析，发出信号驱动装置对结构施加作用，减小结构反应。

5. 结合世界第一高楼迪拜塔的建造实例，说明设计超高层建筑要处理哪些与设计一般建筑不同的问题，并说明解决这些问题的方法。（此题将在课堂讨论） 文档顶端
提示：a) 请观看参考视频，迪拜塔[有7个视频];
b) 可上网检索，
c) 可提供电子打印稿。
答：设计超高层建筑要处理与设计一般建筑不同的问题主要有以下几方面：
a) 更加注意结构体系的选择与合理问题；
超高层一般是筒体或多束筒，或为巨形框架等特殊结构体系；
b) 对电梯要求更高
电梯的数量更多；
电梯的运行速度要求更高
电梯速度高，要求制动系统更先进.

c) 要求更先进的施工技术
施工速度要求高。施工组织要求更严格，配合更求提高。构件组装化，集约化更强。
若采用钢筋混凝土，因建筑可建高度大大提高，则泵送混凝土技术要求高。

d) 抗风问题更加突出
在体型上因为要更好地抗风，沿竖向多变，使风对建筑的合力最小，对建筑沿竖向的设计提出更高要求。达到此目的一般要做风洞试验。
玻璃幕的密封性要求提高，抗风压能力要求提高。

e) 抗震要求更高；

f) 人流疏散要求更高。

6．观看参考视频以后，关于迪拜塔有几个问题 文档顶端
a) 安全电梯是那一年由谁发明的。它的发明对建筑及建筑业有哪些影响？迪拜塔计有多少部电梯，最大一部电梯可承载多少人？
安全电梯是1885年由艾力沙.欧提斯发明的；
安全电梯的发明对建筑及建筑业有非常大的影响，首先，由于竖向交通的解决，建筑的可建高度大大提高。土地的价值计算由于建筑高度的增加而必须重新估算；对于高层，由于有电梯，使得单体建筑各层的价值大小座次发生的根本的改变。例如，高层的顶层或顶部几层最受欢迎而最昂贵。因为越高，空气越好，视野更开阔，无噪音很安静。
迪拜塔计有53部电梯，最大一部电梯可承载46人。

b) 在超高层出现前，传统建筑可建最大高度是多少？
80m.

c)) 迪拜塔在散热方面，除了安装室内空调系统之外，还采取了什么特殊措施？，请具体说明之。
玻璃采用了高科技，外层涂有一层金属物，反射阳光，防紫外线，玻璃内层涂有一层银，可防沙子辐射的红外线，从而达到隔热效果。

d) 美国世贸中心有417m,, 施工速度极快，是得益于哪项新施工技术的应用？最后达到几天盖一层？
美国世贸中心有417m,, 施工速度极快，是得益于袋鼠起重机的使用，最后达到1周两层。

e) 迪拜塔几天建一层？请详细介绍迪拜塔泵送混凝土的工艺。
迪拜塔3天建一层？迪拜塔泵送混凝土的工艺是这样的，泵送混凝土不能过稀，虽然稀些有利于泵送，但砼密实度不能保证，影响最终强度，另外，过稀的砼硬化时间会加长，从而影响施工速度。若泵送砼过稠，由于超高层高度很高，泵送时间较长，则在泵送过程中易于凝结，严重影响泵送。迪拜塔是晚上浇钢筋砼，泵送混凝土内掺高科技化学制剂以解决这个问题。泵送混凝土可达570m, 160层，泵送时间达40分种，另外。超高层的泵送砼技术中还有一个较关键的问题，就是石子与输送管壁的摩擦较严重，要避免出现把管壁摩破的问题。

f)  世界第1高楼（2009年）迪拜塔在抗风方面的设计有何特点？
风在建筑物表面会形成涡流，在体型上因为要更好地抗风，沿竖向多变，使风对建筑的合力最小，为验证这一设计目的，做风洞试验。

g)  世界第1高楼（2009年）迪拜塔在人流疏散方面的设计与其它建筑有何不同？
沿高度设了9个紧急避难室；
对于疏散楼梯间，有较为先进的排烟送风系统。
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Ch2 高层结构体系与结构布置 返回
1．何谓结构体系？高层建筑中常用的结构体系有哪些？各有何特点和适用范围？
答：结构体系是指结构抵抗外部作用的构件总体组成的方式。在高层建筑中，抵抗水平力成为确定和设计结构体系的的关键问题。高层建筑中常用的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体以及它们的组合。
（1）框架结构体系是由梁、柱构件通过节点连接构成，既承受竖向荷载，也承受水平荷载的结构体系。这种体系适用于多层建筑及高度不大的高层建筑。
框架结构的优点是建筑平面布置灵活，可以做成有较大空间的会议室、餐厅、车间、营业室、教室等。需要时，可用隔断分隔成小房间，或拆除隔断改成大房间，因而使用灵活。外墙用非承重构件，可使立面设计灵活多变。
框架结构可通过合理的设计，使之具有良好的抗震性能。但由于高层框架侧向刚度较小结构顶点位移和层间相对位移较大，使得非结构构件（如填充墙、建筑装饰、管道设备等）在地震时破坏较严重，这是它的主要缺点，也是限制框架高度的原因，一般控制在10～15层。
框架结构构件类型少，易于标准化、定型化；可以采用预制构件，也易于采用定型模板而做成现浇结构，有时还可以采用现浇柱及预制梁板的半现浇半预制结构。现浇结构的整体性好，抗震性能好，在地震区应优先采用。
（2）剪力墙结构体系
剪力墙结构体系是利用建筑物墙体承受竖向与水平荷载，并作为建筑物的围护及房间分隔构件的结构体系。
剪力墙在抗震结构中也称抗震墙。它在自身平面内的刚度大、强度高、整体性好，在水平荷载作用下侧向变形小，抗震性能较强。在国内外历次大地震中，剪力墙结构体系表现出良好的抗震性能，且震害较轻。因此，剪力墙结构在非地震区或地震区的高层建筑中都得到了广泛的应用。在地震区15层以上的高层建筑中采用剪力墙是经济的，在非地震区采用剪力墙建造建筑物的高度可达140m。目前我国10～30层的高层住宅大多采用这种结构体系。剪力墙结构采用大模板或滑升模板等先进方法施工时，施工速度很快，可节省大量的砌筑填充墙等工作量。
剪力墙结构的墙间距不能太大，平面布置不灵活，难以满足公共建筑的使用要求；此外，剪力墙结构的自重也比较大。为满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共房间，以及在住宅底层布置商店和公共设施的要求，可将剪力墙结构底部一层或几层的部分剪力墙取消，用框架来代替，形成底部大空间剪力墙结构和大底盘、大空间剪力墙结构；标准层则可采用小开间或大开间结构。当把底层做成框架柱时，成为框支剪力墙结构。这种结构体系，由于底层柱的刚度小，上部剪力墙的刚度大，形成上下刚度突变，在地震作用下底层柱会产生很大的内力及塑性变形，致使结构破坏较重。因此，在地震区不允许完全使用这种框支剪力墙结构，而需设有部分落地剪力墙。
（3）框架-剪力墙结构体系
框架-剪力墙结构体系是在框架结构中布置一定数量的剪力墙所组成的结构体系。由于框架结构具有侧向刚度差，水平荷载作用下的变形大，抵抗水平荷载能力较低的缺点，但又具有平面布置较灵活、可获得较大的空间、立面处理易于变化的优点；剪力墙结构则具有强度和刚度大，水平位移小的优点与使用空间受到限制的缺点。将这两种体系结合起来，相互取长补短，可形成一种受力特性较好的结构体系-框架-剪力墙结构体系。剪力墙可以单片分散布置，也可以集中布置。
框架-剪力墙结构体系在水平荷载作用下的主要特征：
1）受力状态方面，框架承受的水平剪力减少及沿高度方向比较均匀，框架各层的梁、柱弯矩值降低，沿高度方向各层梁、柱弯矩的差距减少，在数值上趋于接近。
2）变形状态方面，单独的剪力墙在水平荷载作用下以弯曲变形为主，位移曲线呈弯曲型；而单独的框架以剪切变形为主，位移曲线呈剪切型；当两者处于同一体系，通过楼板协同工作，共同抵抗水平荷载，框架-剪力墙结构体系的变形曲线一般呈弯剪型。
由于上述变形和受力特点，框架-剪力墙结构的刚度和承载力较框架结构都有明显的提高，在水平荷载作用下的层间变形减小，因而减小了非结构构件的破坏。在我国，无论在地震区还是非地震区的高层建筑中，框架-剪力墙结构体系得到了广泛的应用。
（4）筒体结构体系
筒体结构为空间受力体系。筒体的基本形式有三种：实腹筒、框筒及桁架筒。用剪力墙围成的筒体称为实腹筒。在实腹筒的墙体上开出许多规则的窗洞所形成的开孔筒体称为框筒，它实际上是由密排柱和刚度很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架围成的筒体。如果筒体的四壁是由竖杆和斜杆形成的桁架组成，则成为桁架筒；如果体系是由上述筒体单元所组成，称为筒中筒或组合筒。通常由实腹筒做内部核心筒，框筒或桁架筒做外筒。筒体最主要的受力特点是它的空间受力性能。无论哪一种筒体，在水平力作用下都可以看成固定于基础上的箱形悬臂构件，它比单片平面结构具有更大的抗侧刚度和承载力，并具有很好的抗扭刚度。因此，该种体系广泛应用于多功能、多用途，层数较多的高层建筑中。

2．《高层建筑混凝土结构技术规程》将高层建筑分为了哪两级？ 返回
答：《高层建筑混凝土结构技术规程》，对各种结构体系的高层建筑最大适用高度做出了规定。规程中将高层建筑分为了两级，即常规高度的高层建筑（A级）和超限高层建筑（B级）

3．《建筑抗震设计规范》根据建筑使用功能的重要性，将建筑抗震设防类别分为哪四个抗震设防类别？ 返回
答：《建筑抗震设计规范》根据建筑使用功能的重要性，将建筑抗震设防类别分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。
甲类建筑为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；
乙类建筑为属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑；
丙类建筑属于甲、乙、丁类建筑以外的一般建筑；
丁类建筑属于抗震次要建筑。

4．何谓“概念设计”？什么情况下还要正确运用“概念设计”哪些方面须用概念设计的方法加以正确处理？ 返回
答：“概念设计”是指对一些难以做出精确计算分析，或在某些规程中难以具体规定的问题，应该由设计人员运用概念进行判断和分析，以便采取相应的措施，做到比较合理地进行结构设计。
理论与实践均表明，一个先进而合理的设计，不能仅依靠力学分析来解决。因为对于较复杂的高层建筑，某些部位无法用解析方法精确计算；特别是在地震区，地震作用的影响因素很多，要求精确计算是不可能的。因此，不能仅仅依赖于“计算设计”，还要正确运用“概念设计”。
须用概念设计的方法加以正确处理的方面：结构平面布置、结构竖向布置、变形缝的设置、基础设计。
结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。概念设计包含极为广泛的内容，选择对抗震有利的结构方案和布置，采取减少扭转和加强抗扭刚度的措施，设计延性结构和延性结构构件，分析结构薄弱部位，并采取相应的措施，避免薄弱层过早破坏，防止局部破坏引起连锁效应，避免设计静定结构，采取二道防线措施等等。应该说，从方案、布置、计算到构件设计、构造措施每个设计步骤中都贯穿了抗震概念设计内容。

5．结构平面布置与结构竖向布置有哪些要求？ 返回
答：（1）结构平面布置
高层建筑的开间、进深尺寸和选用的构件类型应符合建筑模数，以利于建筑工业化。在一个独立的结构单元内，宜使结构平面形状和刚度均匀对称。需要抗震设防的高层建筑，其平面布置应符合下列要求：
1）平面宜简单、规则、对称、减少偏心；
2）平面长度不宜过长，突出部分长度不宜过长，、值宜满足教材表1－3的要求；
3）不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。
（2）结构竖向布置
高层建筑中控制侧向位移常常成为结构设计的主要控制因素。而且随着高度增加，倾覆力矩也相应迅速增大。因此，高层建筑的高宽比不宜过大。一般将高宽比控制在5～6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总宽。当设防烈度在8度以上时，限制应更严格一些。
高层建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收，这些应遵循《高层规程》中的具体规定。

6．基础设计的一般原则有哪些？ 返回
答：基础设计的一般原则：
（1）上部结构的特点是选择基础设计方案的重要因素。基础设计时要把地基、基础和上部结构当成一个整体来考虑：当上部结构刚度和整体性较差，地基软弱，且不均匀时，基础刚度应适当加强；当上部结构刚度和整体性较好，荷载分布较均匀，地基也比较坚硬时，则基础刚度可适当放宽。
（2）一般情况下，地基的土质均匀，承载力高、沉降量小时，可以采取天然地基和竖向刚度较小的基础；反之，则应采用人工地基或竖向刚度较大的整体式基础。
（3）单独基础和条形基础整体性差，竖向刚度小，不容易调整各部分地基的差异沉降，除非将基础搁置在未风化或微风化岩层上，否则不宜在高层建筑中应用。在层数较少的裙房中应用时，也需在单独柱基之间沿纵、横两个方向增设拉梁，以抵抗可能产生的地基差异沉降。
（4）当采用桩基时，应尽可能采用单根、单排大直径桩或扩底墩，使上部结构的荷载直接由柱或墙传至桩顶；基础底板因受力很小而可以做得较薄，如果采用多根或多排小直径桩，基础底板就会受到较大弯矩和剪力，从而使板厚增大。
（5）箱形基础及筏式基础是高层建筑结构常用的形式。
（6）在地震区为保证整体结构的稳定性，减小由基础变形引起的上部结构倾斜，基础埋深不能太小。在天然地基或复合地基上，基础埋深不宜小于建筑物高度的1/15。如果采用桩基，则从桩顶算起，基础埋深不宜小于建筑物高度的1/18。在非地震区，基础的埋深可适当减小。
此外，无论何种形式的基础，均不宜直接置于可液化土层上。

7．高层建筑结构平面布置的一般原则是什么？ 返回
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。

8. 简述房屋建筑平面不规则和竖向不规则的类型。 返回
答：《规范》列举了三种平面不规则和三种竖向不规则类型，并要求对不规则结构的水平地震作用和内力进行调整等。 
平面不规则类型包括扭转不规则、楼板凹凸不规则和楼板局部不连续。 
竖向不规则类型包括侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变。
9.在什么情况下设置防震缝、伸缩缝和沉降缝？ 返回
答：不规则结构设防震缝 
平面长度和高度超过一定限值时设伸缩缝 
主体结构与裙房高度与重量相差悬殊时，或分段二次施工，或地基差异原因设置沉降缝。 
10.防震缝、伸缩缝、沉降缝的特点和要求是什么？ 返回
答：防震缝从基础至建筑顶部断开，防震缝应有一定的宽度。 
伸缩缝从基础以上设置，若为抗震结构，伸缩缝的宽度不小于防震缝的宽度。 
沉降缝将建筑物的两部分从顶层到基础全部断开。沉降缝的宽度应符合防震缝最小宽度的要求。
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Ch3 荷载与地震作用
1．作用于高层房屋的荷载有哪两种？在地震区与非地震区分别是由哪些荷载起控制作用？
2．什么是风荷载？
3．什么是基本风压值、风载体型系数、风压高度变化系数、风振系数
4．什么是地震波？分为哪两类？
5．什么是地震的震级？根据震级可将地震划分为哪几级？
6．什么是地震烈度？
7．什么是基本烈度？建筑抗震设防类别分为哪几类？抗震设防标准的依据是什么？
8．抗震设计总思路是什么？什么是“三水准”的抗震设防目标与二阶段设计法？
9．什么是地震作用？地震作用与一般静载荷有何不同？我国和其他许多国家的抗震设计规范都采用什么理论来确定地震作用？
*10．什么是反应谱理论？为什么被各国工程界所广泛采用？
*11．什么是地震系数、动力系数、地震影响系数？《抗震规范》就是以什么作为抗震设计依据的，其值如何确定？
12．多自由度弹性体系的水平地震作用及其地震内力可采用什么方法求得？底部剪力法的适用条件如何？
13．底部剪力法的基本思路？
14．什么是“鞭端效应”？采用底部剪力法时《抗震规范》是如何规定的？
15．《抗震规范》中地震影响系数的含义是什么？
16．三水准设防原则，二阶段设计方法的具体内容是什么？
17．怎样确定地震作用？
18．各类抗震设防类别建筑的抗震设防标准应符合哪些要求？
19. 什么是小震、中震和大震。
20 .延性和延性比是什么？为什么抗震结构要具有延性？

1．作用于高层房屋的荷载有哪两种？在地震区与非地震区分别是由哪些荷载起控制作用？返回
答：作用于高层房屋的荷载有两种：竖向荷载与水平荷载，竖向荷载包括结构自重和楼（屋）盖上的均布荷载，水平荷载包括风荷载和地震作用。
在多层房屋中，往往以竖向荷载为主，但也要考虑水平荷载的影响，特别是地震作用的影响。随着房屋高度的增加，水平荷载产生的内力越来越大，会直接影响结构设计的合理性、经济性，成为控制荷载。因此在非地震区，风荷载和竖向荷载的组合将起控制作用，而在地震区，则往往是地震作用与竖向荷载组合起控制作用。

2．什么是风荷载？返回
答：风受到地面上各种建筑物的阻碍和影响，风速会改变，并在建筑物表面上形成压力或吸力，这种风力的作用称为风荷载。

3．什么是基本风压值、风载体型系数、风压高度变化系数风振系数返回
答：（1）基本风压值
基本风压值系以当地比较空旷平坦地面上离地10m高统计所得的重现期为50年一遇10min平均最大风速（m/s）为标准，按=/1600确定的风压值。它应根据现行《荷载规范》中“全国基本风压分布图”采用，但不得小于0.3 kN/㎡。
（2）风载体型系数
风载体型系数是指实际风压与基本风压的比值。它描述的是建筑物表面在稳定风压作用下静态压力的分布规律，主要与建筑物的体型与尺度有关，也与周围环境和地面粗糙度有关。当风流经建筑物时，对建筑物不同部位会产生不同的效果，即产生压力和吸力。
（3）风压高度变化系数
风压高度变化系数，应根据地面粗糙度类别按《荷载规范》确定。
（4）风振系数
风对建筑结构的作用是不规则的，通常把风作用的平均值看成稳定风压（即平均风压），实际风压是在平均风压上下波动的。平均风压使建筑物产生一定的侧移，而波动风压使建筑物在平均侧移附近振动。对于高度较大、刚度较小的高层建筑，波动风压会产生不可忽略的动力效应，使振幅加大，在设计中必须考虑。目前采用加大风载的办法来考虑这个动力效应，在风压值上乘以风振系数。

ν－－－脉动影响系数，由粗糙度，H/B查表3.5(B为顺风向宽度）
ξ －－－脉动增大系数，由w0·T12 和粗糙度查表3.4
T1－－－结构基本自振周期
框架： T1＝（0.08～0.1）NS
框－剪： T1＝（0.06～0.08）NS
剪力墙： T1＝（0.05～0.06）NS
Φz－－－振型系数，对质量和刚度沿高分布比较均匀的弯剪型结构，近似取Hi/H。

*4．什么是地震波？分为哪两类？
答：当震源岩层发生断裂、错动时，岩层所积蓄的变形能突然释放，它以波的形式从震源向四周传播，这种波就称为地震波。地震波按其在地壳传播的位置不同，可将其分为体波和面波。

5．什么是地震的震级？根据震级可将地震划分为哪几级？返回
答：地震的震级是衡量一次地震释放能量大小的等级，震级可用公式表达如下：
（2-1）
式中即是上述标准地震记录仪在距震中100km处记录到的最大振幅。例如，在距震中100km处标准地震记录仪记录到的最大振幅=100mm=100000m，则，即这次地震为5级。
震级差一级，能量就要差32倍之多。根据震级可将地震划分为：微震（2级以下，人一般感觉不到，只有仪器才能记录到），有感地震（2～4级），破坏性地震（5级以上），强烈地震（7级以上）。

6．什么是地震烈度？
答：地震烈度是指地震时在一定地点振动的强烈程度。对于一次地震，表示地震大小的震级只有一个，但它对不同地点的影响程度是不一样的。返回

7．什么是基本烈度？建筑抗震设防类别分为哪几类？抗震设防标准的依据是什么？
答：基本烈度：一个地区的基本烈度是指该地区今后50年时期内，在一般场地条件下可能遭遇超越概率为10％的地震烈度。
根据建筑使用功能的重要性，现行《抗震规范》将甲类、乙类、丙类、丁类建筑。
抗震设防标准的依据是设防烈度。《抗震规范》附录A给出了我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组。在一般情况下可采用基本烈度。
返回
8．抗震设计总思路是什么？什么是“三水准”的抗震设防目标与二阶段设计法？
答：抗震设计总思路是：在建筑物使用寿命期间，对不同频度和强度的地震，建筑物应具有不同的抵抗力。即对一般较小的地震，由于其发生的可能性较大，因此要求防止结构破坏，这在技术上、经济上是可以做到的；强烈地震发生的可能性较小，而且如果遭遇到强烈地震，要求做到结构不损坏，在经济上不合理，因此允许结构破坏，但在任何情况下，不应导致建筑物倒塌。
《抗震规范》结合我国目前的经济能力，提出了“三水准”的抗震设防目标：
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影响时，建筑可能有一定的损坏，经一般修理或不修理仍能继续使用。
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”）时，建筑不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
在进行建筑结构抗震设计时，原则上应满足三水准抗震设防目标的要求，在具体做法上，为简化计算，《抗震规范》采用二阶段设计法，即：
第一阶段设计：按小震作用效应和其他荷载效应的一定组合验算结构构件的承载能力以及构件的弹性变形，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薄弱层（部位）的弹塑性变形，以满足第三水准的抗震设防目标的要求。
《抗震规范》以一定的抗震构造措施保证结构满足第二水准抗震设防目标的要求。
上述“三水准，二阶段”的抗震设防目标可概括为“小震不坏，中震可修，大震不倒”。

9．什么是地震作用？地震作用与一般静载荷有何不同？我国和其他许多国家的抗震设计规范都采用什么理论来确定地震作用？返回
答：地震所释放出来的能量，以地震波的形式向四周扩散，地震波到达地面后引起地面运动，使地面上原来处于静止的建筑物受到动力作用而产生强迫振动。在振动过程中，作用在结构上的惯性力就是地震作用。因此，地震作用可以理解为一种能反映地震影响的等效作用。
地震作用与一般静载荷不同，它不仅取决于地震烈度大小，而且与建筑物的动力特性（结构的自振周期、阻尼）有密切关系，而一般静荷载与结构的动力特性无关，可以独立地确定。例如，屋面的雪载只与当地的气候条件有关；楼面的使用荷载只取决于房间的用途等等。因此，确定地震作用比确定一般静荷载要复杂得多。
目前，我国和其他许多国家的抗震设计规范都采用反应谱理论来确定地震作用。

*10．什么是反应谱理论？为什么被各国工程界所广泛采用？返回
答：这种计算理论是根据地震时地面运动的实测纪录，通过计算分析所绘制的加速度（在计算中通常采用加速度相对值）反应谱曲线为依据的。所谓加速度反应谱曲线，就是单质点弹性体系在一定地震作用下，最大反应加速度与体系自振周期的函数曲线。如果已知体系的自振周期，那么利用加速度反应谱曲线或相应公式就可以很方便地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，在一定假设条件下，通过振型组合的方法还可以计算多质点体系的地震反应。
反应谱理论已经成为当前抗震设计中的主要理论，因为它方法简单，便于掌握，所以为各国工程界所广泛采用。

*11．什么是地震系数、动力系数、地震影响系数？《抗震规范》就是以什么作为抗震设计依据的，其值如何确定？返回
答：（1）地震系数
地震系数是地震动峰值加速度与重力加速度之比，即

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。
（2）动力系数
动力系数是单质点弹性体系在地震作用下反应加速度与地面最大加速度之比，即

也就是质点最大反应加速度对地面最大加速度放大的倍数。
（3）地震影响系数
为了简化计算，将上述地震系数和动力系数的乘积用来表示，并称为地震影响系数。

地震影响系数就是单质点弹性体系在地震时最大反应加速度（以重力加速度g为单位）。另一方面，若将式(2-27)写成，则可以看出，地震影响系数乃是作用在质点上的地震作用与结构重力荷载代表值之比。
《抗震规范》就是以地震影响系数作为抗震设计依据的，其数值应根据烈度、场地类别、设计地震分组以及结构自振周期和阻尼比确定。

12．多自由度弹性体系的水平地震作用及其地震内力可采用什么方法求得？底部剪力法的适用条件如何？返回
答：多自由度弹性体系的水平地震作用及其地震内力可采用振型分解反应谱法或底部剪力法求得。
底部剪力法的适用条件：当结构高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法。

13．底部剪力法的基本思路？返回
答：底部剪力法是先计算出作用于结构的总水平地震作用，也就是作用于结构底部的剪力，然后将总水平地震作用按一定的规律分配给各质点。

14．什么是“鞭端效应”？采用底部剪力法时《抗震规范》是如何规定的？返回
答：震害表明，突出屋面的屋顶间（电梯机房、水箱房）、女儿墙、烟囱等，它们的震害比下面主体结构严重。这是由于出屋面的这些建筑的质量和刚度突然变小，地震反应随之加大的缘故。在地震工程中，把这种现象称为“鞭端效应”。
采用底部剪力法时，《抗震规范》规定，对这些结构的地震作用效应，宜乘以增大系数3，此增大部分不应往下传递。

15．《抗震规范》中地震影响系数的含义是什么？返回
答：将地震系数和动力系数以其乘积表示，就称为地震影响系数。
（1）
这样，地震力可以写成
（2）
因为
（3）
所以，地震影响系数就是单质点弹性体系在地震时最大反应加速度（以重力加速度为单位）。；另一方面，如将（2）式写成，则可以看出，地震影响系数乃是作用与质点上的地震作用与结构重力荷载代表值之比。

16．三水准设防原则，二阶段设计方法的具体内容是什么？返回
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”。

17．怎样确定地震作用？返回
答：前在我国广泛采用反映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。所谓加速度反应谱，就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。

18．各类抗震设防类别建筑的抗震设防标准应符合哪些要求？返回
答：各类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