【導(dǎo)讀】高層建筑結(jié)構(gòu)講義---復(fù)習(xí)思考題（連海波） 高層建筑結(jié)構(gòu)-----復(fù)習(xí)題參考答案(共74頁)1 蒁螈羀芄薃羃袆莃蚅螆膅莂蒞蕿肁莂蕆螅肇莁蝕薇羃莀荿袃衿荿蒂蚆膇莈薄袁肅莇蚆蚄罿蒆莆衿裊蒆蒈螞膄蒅蝕袈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆聿薅蝿袈聿蚇羄膇肈莇螇肅膇葿羃罿膆薁螅裊膅螄薈芃膄蒃襖腿膄薆蚆肅膃蚈袂羈膂莈蚅袇膁蒀袀膆芀薂蚃肂艿蚄衿羈羋莄蟻羄羋薆羇袀芇蠆螀膈芆莈羅肄芅蒁螈羀芄薃羃袆莃蚅螆膅莂蒞蕿肁莂蕆螅肇莁蝕薇羃莀荿袃衿荿蒂蚆膇莈薄袁肅莇蚆蚄罿蒆莆衿裊蒆蒈螞膄蒅蝕袈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆聿薅蝿袈聿蚇羄膇肈莇螇肅膇葿羃罿膆薁螅裊膅螄薈芃膄蒃襖腿膄薆蚆肅膃蚈袂羈膂莈蚅袇膁蒀袀膆芀薂蚃肂艿蚄衿羈羋莄蟻羄羋薆羇袀芇蠆螀膈芆莈羅肄芅蒁螈羀芄薃羃袆莃蚅螆膅莂蒞蕿肁莂蕆螅肇莁蝕薇羃莀荿袃衿荿蒂蚆膇莈薄袁肅莇蚆蚄罿蒆莆衿裊蒆蒈螞膄蒅蝕袈膀蒄螃螁肆蒃蒂羆聿薅蝿袈聿蚇羄膇肈莇螇肅膇葿羃罿膆薁螅裊膅螄薈芃膄蒃襖腿膄薆蚆肅膃蚈袂羈膂莈

　　

【正文】 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。 《抗震規(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（簡稱“小震”）影響時，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，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（簡稱“大震”）時，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)計時，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，為簡化計算，《抗震規(guī)范》采用二階段設(shè)計法，即： 第一階段設(shè)計：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。 高層建筑結(jié)構(gòu)講義 復(fù)習(xí)思考題 （ 連海波 ） 高層建筑結(jié)構(gòu) 復(fù)習(xí)題參考答案 (共 74 頁 ) 18 第二階段設(shè)計：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。 《抗震規(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)計規(guī)范都采用什么理論來確定地震作用？ 返回 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，使地面上原來處于靜止的建筑物受到動力作用而產(chǎn)生強(qiáng)迫振動。在振動過程中，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？ 返回 答：這種計算理論是根據(jù)地震時地面運(yùn)動的實(shí)測紀(jì)錄，通過計算分析所繪制的加速度（在計算中通常采用加速 度相對值）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)計中的主要理論，因?yàn)樗椒ê唵?，便于掌握，所以為各國工程界所廣泛采用。 高層建筑結(jié)構(gòu)講義 復(fù)習(xí)思考題 （ 連海波 ） 高層建筑結(jié)構(gòu) 復(fù)習(xí)題參考答案 (共 74 頁 ) 19 *11．什么是地震系數(shù) k 、動力系數(shù) ? 、地震影響系數(shù)？《抗震規(guī)范》就是以什么作為抗震設(shè)計依據(jù)的，其值如何確定？ 返回 答：（ 1）地震系數(shù) k 地震系數(shù) k 是地震動峰值加速度與重力加速度之比，即 gxk g max??? 也就是以重力加速度為單位的地震動峰值加速度。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）動力系數(shù) 動力系數(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 maxgaxS???? 也就是質(zhì)點(diǎn)最大反應(yīng)加速度對地面最大加速度放大的倍數(shù)。 （ 3）地震影響系數(shù) 為了簡化計算，將上述地震系數(shù) k 和動力系數(shù) ? 的乘積用 a 來表示，并稱為 地震影響系數(shù)。 ?ka? 地震影響系數(shù) a 就是單質(zhì)點(diǎn)彈性體系在地震時最大反應(yīng)加速度（以重力加速度 g 為單位）。另一方面，若將式 (227)寫成 GFa Ek /? ，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。 《抗震規(guī)范》就是以地震影響系數(shù) a 作為抗震設(shè)計依據(jù)的，其數(shù)值應(yīng)根據(jù)烈度、場地類別、設(shè)計地震分組以及結(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？ 返回 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)譜法或底高層建筑結(jié)構(gòu)講義 復(fù)習(xí)思考題 （ 連海波 ） 高層建筑結(jié)構(gòu) 復(fù)習(xí)題參考答案 (共 74 頁 ) 20 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？ 返回 答：底部剪力法是先計算出作用于 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《抗震規(guī)范》是如何規(guī)定的？ 返回 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，《抗震規(guī)范》規(guī)定，對這些結(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？ 返回 答：將地震系數(shù) k 和動力系數(shù) ? 以其乘積 ? 表示， ? 就稱為地震影響系數(shù)。 ??k? （ 1） 這樣，地震力可以寫成 GFEK ?? （ 2） 因?yàn)? gSxSgxk agag???m a x..m a x..?? （ 3） 所以，地震影響系數(shù) ? 就是單質(zhì)點(diǎn)彈性體系在地震時最大反應(yīng)加速度（以 重力加速度 g 為單位）。；另一方面，如將（ 2）式寫成 GFEK /?? ，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)計方法的具體內(nèi)容是什么？ 返回 高層建筑結(jié)構(gòu)講義 復(fù)習(xí)思考題 （ 連海波 ） 高層建筑結(jié)構(gòu) 復(fù)習(xí)題參考答案 (共 74 頁 ) 21 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（簡稱“小震”）影響時，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（簡稱“中震”）影 響時，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（簡稱“大震”）影響時，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：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：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