(20081215)高层建筑结构与抗震期末复习

（2008.12.15）高层建筑结构与抗震期末复习，重难点介绍（文本）

王圻：各位老师，各位同学，大家好！欢迎参加网上答疑，也欢迎大家踊跃发言

王圻：课程的性质与任务

“高层建筑结构与抗震”是中央广播电视大学“开放教育试点”工学科土建类土木工程专业本科（专升本）的一门必修课程。该课程是针对中央广播电视大学土木工程专业学生，以已学过的专业基础知识（材料力学、结构力学、钢筋混凝土等）为基础，进行抗震计算理论和多层、高层建筑结构计算的学习。

课程的目的与要求

本课程的目的是培养学生具有一定的抗震计算理论基础，掌握抗震设计原理，掌握高层建筑的结构设计的基本方法。

主要要求是：了解高层建筑各种结构体系、体系特点及应用范围；熟练掌握风荷载及地震作用计算方法；掌握框架结构、剪力墙结构、框—剪结构三种基本结构内力及位移的计算方法，理解这三种结构内力分布及侧移变形的特点及规律；学会这三种结构体系包含的框架及剪力墙构件的截面设计方法及构造要求。通过本课程学习，掌握高层钢筋混凝土结构的抗震设计、非抗震设计的不同要求、原则及方法。对筒体结构的内力分布、计算特点、结构设计有初步知识。

本课程的考核方式

本课程采用形成性考核和期末终结性考试相结合的考核方式，满分为100分，及格为60分。其中期末终结性考试成绩满分为100分，占考核总成绩的80%；形成性考核成绩占考核总成绩的20%。

形成性考核以各章的自我检测题和习题为主，由辅导教师按完成作业的质量进行评分。学员平时作业的完成、阅改情况由中央电大和省电大分阶段进行检查。

期末考试由中央电大统一命题，统一组织考试。

本课程学习应达到的基本要求 了解高层建筑各种结构体系、体系特点及应用范围。熟练掌握风荷载及地震作用计算方法。掌握框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构三种基本结构内力及位移的计算方法，理解这三种结构内力分布及侧移变形的特点及规律。学会这三种结构体系包含的框架及剪力墙构件的截面设计方法及构造要求。掌握高层钢筋混凝土结构的抗震设计、非抗震设计的不同要求、原则及方法。

本课程的教学内容及体系

《高层建筑结构与抗震》的教学内容分为抗震计算理论和多高层建筑结构设计两部分。 抗震计算理论是以荷载与地震作用为研究对象，以荷载与地震作用的基本知识、计算方法为核心，结合具体实例，掌握荷载与作用计算方法。

多高层建筑结构设计是以建筑结构体系为研究对象，结合具体的工程实例，着眼于框架结构、剪力墙结构和框架—剪力墙结构的设计原理和方法，根据抗震设计、非抗震设计时的不同要求和原则进行设计。

概括起来，《高层建筑结构与抗震》是一门研究在荷载与地震作用下多高层结构设计的课程。它以合理的计算方法为基础，以先进可靠的结构设计原理为后盾，保证结构设计安全

经济且可靠。

试题类型

高层建筑结构与抗震试题类型

一、选择题（每题2分，共计30分） 二、判断题（每小题2分，共计30分） 三、简答题（每题5分，共计30分） 四、计算题（共计10分）

第一章 高层建筑结构体系及布置 考核知识点：

⒈水平力及水平作用对高层建筑结构内力及变形影响； ⒉各种结构体系的特点及适用范围； ⒊结构总体（平面、竖向）布置的原则； ⒋抗震缝的设置及地基基础选型。 考核要求：

⒈理解水平力及水平作用对结构内力及变形影响；

⒉了解国内外高层建筑的发展现状及发展方向；掌握各种结构体系的特点及适用范围； ⒊掌握结构总体布置的原则及需要考虑的问题； ⒋了解缝的处理，地基基础选型等。 复习思考题

1．在高层建筑结构设计中，水平荷载与地震作用起着决定性作用。

2．.钢筋混凝土结构具有造价较低、取材丰富，并可浇注各种复杂断面形状，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。

3．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。

4．框架结构体系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，可用隔断分割成小房间。外墙用非承重构件，可使立面设计灵活多变。

5．剪力墙结构体系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。其局限性在于平面布置不灵活，自重也比较大。目前我国10～30层的高层住宅大多采用这种结构体系。

6．筒体结构体系最主要的特点是它的空间受力性能。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。（1）

7．下列关于高层建筑结构平面布置的一般规定中，不正确的是应尽量设置变形缝来划分结构单元。

8．剪力墙结构的特点如下，其中不正确的是可布置成大空间，使用灵活。 9．剪力墙结构不适用于高层大空间工业厂房建筑。

10．在所有结构体系中，建筑抗震性能差的是砌体结构。

11．一幢五层办公楼，顶层是大开间会议室，层高为 ,应优先选用框架结构。

12．建筑物主要是通过抗震构造措施保证结构构件的变形能力，来提高结构的安全性，防止建筑物倒塌。

13．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。 14．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。

15．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。

16．框架-剪力墙结构体系的变形曲线一般呈弯剪型。 17．箱形基础及筏式基础是高层建筑结构常用的形式。 简答题 1．《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？

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。

2．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？

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。

考核知识点：

⒈竖向荷载；水平荷载或水平作用，总风荷载与局部风荷载； ⒉地震的成因、传播及类型、地震震级、基本烈度和设防烈度；

⒊地震对建筑物的影响，强震地面运动的三要素（频谱、振幅、持时）与震害的关系； ⒋抗震设计的目标、方法及原则；

⒌地震作用的确定方法—静力法，反应谱法，直接动力法；

⒍单质点弹性体系地震反应分析，反应谱的意义，设计反应谱的表示方法（α-T），地震影响系数α的意义；

⒎多质点弹性体系的振型及振型分解概念，振型分解反应谱法； ⒏多质点地震作用近似的计算法—底部剪力法； ⒐竖向地震作用计算方法；

⒑结构自振周期的实用计算方法。 ⒒结构抗震验算； 考核要求：

⒈熟练掌握总风荷载和局部风载的计算；

⒉了解地震的成因，掌握地震震级、烈度的基本概念； ⒊了解地震对建筑物的影响以及地震三要素（频谱、振幅、持时）与震害、设计的关系； ⒋掌握抗震设计的目标、方法及原则；

⒌掌握结构抗震验算的有关内容；

⒍理解地震作用的确定方法—静力法，反应谱法，直接动力法；

⒎设计反应谱的表示方法（α-T）以及用反应谱法计算等效地震作用的方法； ⒏熟练掌握多质点弹性体系的振型及振型分解概念，振型分解反应谱法； ⒐理解多质点体系水平地震作用的近似计算法—底部剪力法； ⒑了解竖向地震作用计算方法；

⒒熟练掌握结构自振周期的实用计算方法。 复习思考题

1．下列关于荷载对结构影响的叙述中，错误的是所有建筑都必须考虑风荷载作用的影响。

2．随着房屋高度的增加，风荷载和地震作用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。

3．在地震区，高层建筑则往往是地震作用与竖向荷载的组合起控制作用。 4．“三水准、两阶段”的抗震设防目标可概括为“小震不坏，中震可修，大震不倒”。 5．下列地震影响系数是地震动峰值加速度与重力加速度之比对地震影响系数的描述是错误的。

6. “小震不坏，中震可修，大震不倒”是建筑抗震设计三水准的设防要求。所谓小震是，50年设计基准期内，超越概率约为63.2%的地震。

7.在抗震设防中，小震对应的是多遇地震。

8.我国颁布的建筑抗震规范(GBH11-89)提出的抗震设防目标为：三水准两阶段。 9.《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。

10.风载体型系数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。

11．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。

12．“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”。 13．我国抗震设计的原则与设计方法是三水准设防原则，二阶段设计方法。

14．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。

15．一个地区地震的基本烈度是指该地区在今后50年期限内，在一般场地条件下可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。

16．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，亦可采用比较简单的底部剪力法。

第2章计算题

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第三章 场地与地基――考核知识点：

⒈建筑场地的选择，场地类型划分，建筑场地的类别，场地土的卓越周期及其意义； ⒉液化的概念；影响土的液化的因素；地基抗液化措施； ⒊地基土的抗震承载力，天然地基的抗震验算。 考核要求：

⒈了解建筑场地有利与不利地段，熟悉场地类型及划分方法，了解土的卓越周期定义及