与结构高度的三次方成正比，水平力作用下结构顶点的侧向位移与高度的四次方成正比。 3、高层建筑常用的竖向结构体系有几种，每一种结构体系的特点是什么？
答：高层建筑常用的竖向结构体系有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和简体结构四种。 各自的受力特点：⑴框架结构的侧移刚度小，水平作用下抵抗变形的能力较差，在强震下结构顶点水平位移和层间相对水平位移都较大。⑵剪力墙结构自重较大，侧移刚度大，自振周期短，地震作用下结构反应较大。但是，剪力墙结构的水平位移小，并且有较大的承载能力储备，有利于避免在地震中设备管道、建筑装修、内部隔断等非结构性破坏，也有利于防止过大的水平位移以及由此造成的对主体结构在承载能力和稳定性方面的不利2，是一种抗震能力较强的结构类型。⑶框架-剪力墙结构由于剪力墙的作用，整个结构的侧向刚度增大，地震时结构变形减小，非结构性破坏减轻，抗震性良好。⑷简体结构不仅可以抵抗很大的弯矩，也可以抵抗扭矩，是一种整体刚度很大的体系。 4、什么是剪力墙的整体弯曲，局部弯曲？连梁对墙肢受力的贡献是什么？
答：剪力墙结构中，剪力墙的墙肢分别产生的弯曲称为墙肢的局部弯曲。由两个或多个墙肢整体工作的组合截面所产生的弯曲称为墙肢的整体弯曲。在剪力墙中，连梁起着连接墙肢、保证墙体整体性的重要作用。工程中应尽量发挥连梁的延性作用，使墙肢主筋的出服发生在连梁主筋的破坏之后，达到“强肢弱梁”的要求。 在建立双肢剪力墙微分方程时，主要作了什么假定，微分方程是根据什么变形协调条件得到的？
答：基本假定：除了假定楼、屋盖在自身平面内为不变形的刚性盘以外，还有如下的假定：⑴连梁的连续性假定 为了建立微分方程，就必须把连梁的内力和变形化成沿墙高的连续函数，为此把各层连梁都简化为沿墙高连续分布的等厚度的弹性薄片。⑵墙肢变形假定 假定两个墙肢的变形曲线相似，即墙肢在同一水平处的水平位移和转角都是相等的。⑶连梁变形假定 假定在连梁的反弯点在跨度中央。⑷常参数假定 层高h、墙肢截面面积A1、A2、惯性矩I1、I2以及连梁的截面面积和惯性矩等参数沿墙高都是不变的参数。 双肢墙关于未知竖向剪力g（x）的微分方程是根据连梁跨度中点切口处竖向相对位移8（x）=0变形协调条件建立的。 6、剪力墙的整体性系数a的物理意义是什么？
答：剪力墙的整体性系数a的物理意义是反映了连梁总转角刚度与墙肢总线刚度两者的相对比值，是一个无量纲系数。 7、什么是剪力墙的肢强系数g，有洞口的剪力墙是怎样分类判别的？
答：用来衡量剪力墙墙肢的强弱程度的系数即为剪力墙的肢强系数g。 剪力墙的分类及其判别条件：⑴整截面剪力墙 判别条件（a）洞口面积小于整个墙体立面面积的15%；(b)洞口之间的距离及洞口至墙边的距离大于洞口的长边尺寸。⑵整体小开口剪力墙 当g≤【g】,且a≥10时，为整体小开口剪力墙。⑶联肢剪力墙 当g≤【g】,且a<10时，为联肢剪力墙。 ⑷壁式框架 当g>【g】，但a≥10时，为壁式框架。 8、壁式框架的受力情况与一般框架有什么不同？
答：壁式框架属于框架范畴，其框架柱在大多数楼层中是有反弯点的，水平位移曲线为剪力型，抗侧能力不大，延性较好。
9、怎样区分框架-剪力墙结构中的连梁与框架梁，框架、剪力墙的刚度特征值λ的物理意义是什么?
答：框架-剪力墙结构中的连梁是指一端与剪力墙，另一端与框架连接的梁，或者两端都与剪力墙连接的梁。两端都与框架柱相连的梁不是连梁而是框架梁。 框架-剪力墙的刚度特征值λ是反映综合框架剪力墙之间刚度比值的一个参数。λ值大，表示相对于综合剪力墙等效刚度而言，综合框架的剪力刚度较大；反之，则较小。λ值的大小，对综合框架和综合剪力墙的内力以及对框架、剪力墙结构位移曲线特征，都将产生很大的影响。 10、在框架-剪力墙的底部，框架与剪力墙的受力关系是怎样的，在顶部又怎样？
答：在框架-剪力墙结构的顶部，框架在单独受力时侧移曲线的转角较小，而剪力墙在单独受力时侧移曲线的转角较大，因此，框架在抵抗侧向外荷载中发挥了主要作用。剪力墙虽也承受部分侧向外荷载，但在其顶部却明显受到了框架的”扶持”。在结构的底部，因剪力墙侧移曲线的转角为零，剪力墙提供了极大的刚度，使综合框架所受的剪力不断减少直至为零。这是剪力墙所负担的荷载大于总水平荷载，而框架所承担的荷载的作用方向与外荷载的作用方向相反。 11、什么是框筒结构的剪力滞后/
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答：框筒结构在水平作用下，除了与水平力平行的两片框架（称为腹板框架）起作用外，另两片与水平垂直的框架（称为翼缘框架）也参加工作。但是由于孔洞的存在使得柱与柱之间的剪切变形全靠窗裙梁来传递，因此与没有孔洞的情况相比，剪切变形的传递能力减弱了。这一特性使得框筒在水平作用下，柱的应力不像一般梁截面上正应力那样按直线分布，而是按曲线分布的，这种现象称为剪切滞后。剪切滞后是框筒结构的主要受力特点，它使柱的轴向愈接近筒角愈大，在翼缘框架中轴向力一般呈三次曲线分布，在腹板框架中轴向力一般呈四次曲线分布。
第五章
1、什么是构造地震，地震级别，地震烈度和地震设防烈度？
答：由于地壳构造运动使岩层断裂、错动而引起的地震称为构造地震。 地震震级是衡量一次地震所释放能量大小的尺度，用M表示。 地震烈度是指地震对地表及工程建筑物影响的强弱程度。一般来说，离震中愈远，地震烈度逾高；反之逾底。 按国家批准权限审定，作为一个地区抗震设防依据的地震烈度，称为抗震设防烈度，简称设防烈度或烈度。
2、建筑物的抗震设防分为几类，一般的工业与民用建筑属于第几类？
答：根据建筑物使用功能的重要性，按其地震破坏产生的后果，《抗震规范》将建筑分为4个抗震设防类别：甲类建筑、乙类建筑、丙类建筑和丁类建筑，其中一般工业与民用建筑属于丙类建筑。 3、抗震设计的基本原则是什么？什么是多遇地震作用，什么是罕遇地震作用？
答：通俗的说，抗震设计的基本原则是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。 多遇地震作用是指50年内众值烈度概率为63.2%的地震作用。 罕遇地震作用是指所产生的烈度在50年的超越概率为2%-3%。 4、建筑场地的定义是什么，什么是场地的液化，液化等级是怎样判别的？
答：建筑场地是指工程结构所在地，大体相当于一个厂区，居民点或自然村的范围，同一场地应具有相同的反应谱特征。 地震时，地下水位以下的饱和砂土强烈振动，空隙水来不及排出，使空隙水压力急剧增大，当它与法向有效压力相平衡时，土颗粒就呈悬浮状态，这时土体的抗剪强度为零，使场地失去承载力，这种场地土由固态变为液态的现象，称为场地土的液化。 存在液化土层的地基，应根据如下液化指数划分液化等级：
5、有抗震设防要求的建筑物，其结构布置应尽可能做到什么，规则结构的涵义是什么？从哪两方面来判别结构的不规则性？
答：有抗震设防的建筑物，其结构布置应尽可能做到使建筑结构具有规则性。建筑及其抗侧力结构在平面布置宜规则对称，并应具有良好的整体性。规则结构的涵义是建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。从平面和竖向这两个方面来判别结构的不规则性。
6、什么是单质点弹性体的自振周期、频率和园频率，三者同有什么关系？
答：单质点弹性体振动一次所需的时间称为自振周期。Is振动的次数，即为频率。单质点弹性体在2π时间内的振动次数就是园频率。三者之间的关系为：f=1/T,园频率ω：ω=2π/T。
7、什么是水平地震影响系数a,抗震设计反应谱指的是什么？我国,《抗震规范》给出的反应谱曲线是怎样的，设计反应谱曲线有什么用？
答：水平地震影响系数是地震系数与动力系数的乘积。 对同一类建筑场地上所得到的强震时地面水平运动加速度记录xg（t）分别算出它的反应谱曲线，再对这些谱曲线进行统计分析，找出其中最有代表性的平均反应曲线作为抗震设计的依据，这样的谱曲线通常称为抗震设计反应谱。 设计反应谱曲线为计算建筑结构的地震作用提供依据。 8、计算水平地震作用的方法有几种，其中哪些属于等效静力法，这三种计算方法的适用范围是怎样的？
答：计算水平地震作用的方法有底部剪力法、震型分解反应谱和时程分析法三种，其中底部剪力法和振型分解反应谱法都是等效静力法。 底部剪力法的适用范围是：⑴高度不超过40m，以剪切变形为主并且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构。⑵近似于单质点体系的结构。 振型分解反应谱法的适用范围是除底部剪力法以外的建筑结构。 时程分解法的适用范围是：⑴特别不规则建筑。⑵甲类建筑⑶高层建筑（7度和8度I、II类场地，高度大于100m；8
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度III、IV类场地，高度大于80m；9度场地，高度大于60m）。
9、底部剪力法的计算简图是怎样确定的，计算分为几个步骤，主要的计算公式是什么？当顶部有凸出小屋时，应如何计算？
答：底部剪力法是以第一振型为主，并且近似认为第一振型接近于直线，其计算简图如下所示： 其计算步骤为先计算底部剪力；再把底部剪力分配给各质点，求出各质点的水平地震作用标准值；最后进行顶部附加水平地震作用的计算。 主要的计算公式有:
当顶部有突出小屋时，其突出部位的水平地震作用公式 按求得的值放大3倍，但其增大的部分，即200%部分不传给下部楼层（在计算以下各楼层剪力时不予计算）。 10、怎样对结构构件截面承载力进行抗震验算？
答：结构构件截面承载力的抗震验算应采用下列设计表达式进行验算： 其中R-结构构件承载力设计值；ER-承载力抗震调整系数，除另规定外，应按相应表格中规定的值采用，当仅考虑竖向地震作用时，取rRE=1.0。 11、罕遇水平地震作用下，结构的弹塑性位移的简化计算方法是怎样的？
答：按简化方法计算时，需确定结构薄弱层的位置。所谓结构薄弱层，是指在强烈地震下，结构首先发生屈服并产生较大弹塑性位移的部位。对于多层和高层房屋，《抗震规范》是用楼层屈服强度系数大小及其沿房屋高度情况来判断结构薄弱层位置的。楼层屈服强度系数按下式计算：
12、混凝土框架的主要振害是什么，框架结构的屈服机制是怎样的？
答：混凝土框架的主要振害是⑴柱上、下端弯剪破坏；⑵柱身剪切破坏；⑶角柱破坏；⑷短柱破坏。 框架结构的屈服机制是让框架梁首先进入屈服，形成梁铰机制，以吸收和耗散地震能量，防止塑性铰在柱子首先出现，形成耗能性能差的层间柱铰机制。为此选择合理的构件尺寸和配筋，体现“强柱弱梁”，“强剪弱弯”的设计原则。 13、框架抗震设计中，“强柱弱梁，更强节点”，“强剪弱弯”的涵义是什么？在计算和构造中是如何贯彻的？ 答：“强柱弱梁，更强节点”，的涵义是在强烈地震作用下，结构发生大的水平位移进入非弹性阶段时，为使框架仍有承受竖向荷载的能力而免于倒塌，要求实现梁铰机制，即塑性铰首先在梁上形成，最后才在柱上出现塑性铰。节点的承载力不应低于其连接构件的承载力即为更强节点。 “强剪弱弯”的涵义是在框架抗震设计中，应使框架结构的弯曲破坏先于剪切破坏。 在计算和构造中，贯彻“强柱弱梁”时，根据《抗震规范》规定，一、二级框架的梁柱节点处，除了顶层柱和轴压比不小于0.15的柱外，有地震作用组合的柱端弯矩应予增大。考虑地震作用组合的框架结构底层柱下端截面的弯矩设计值，对一、二和三级抗震等级应按考虑地震作用组合的弯矩设计值分别乘以系数1.5、1.25、1.15确定。底层柱纵向钢筋宜按柱上、下端的不利情况配置。节点上、下柱端的轴向力设计值，应取地震作用组合下各自的轴向力设计值。 为贯彻“强剪弱弯”的设计原则，考虑地震作用组合的框架梁端剪力设计值应予增大。同时框架梁的截面尺寸应符合下列要求⑴截面宽度不宜小于200mm；⑵截面高度与宽度的比值不宜大于4；⑶净跨与截面高度的比值不宜小于4。 此外，框架梁的配筋应满足相应的构造要求。 对框架节点要进行受剪承载力验算，并采取加强约束等构造措施，以此来形成“更强节点”的抗震设计要求。 14、框架柱轴压比指的是什么，为什么要规定轴压比限值？
答：轴压比是指考虑地震作用组合的框架柱名义应力N/A与混凝土轴心抗压强度设计值的比值，或者说是框架柱轴向压力设计值与全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值。 原因：偏心受压构件的破坏形态有大偏心受压破坏和小偏心受压破坏两种。为了使得框架柱有较好的抗震性能，就要求它的破坏形态是属于延性破坏类型的，所以轴压比限值的理论值就是根据把大偏心与小偏心受压分开的界限破坏条件得到的。 15、对抗震墙的约束边缘构件有哪些主要构造要求？
答：⑴约束边缘构件沿墙肢方向的长度Le和箍筋配箍特征值λ0宜符合表5-30的要求，并且一、二级抗震设计时箍筋直径均不应小于8mm，箍筋间距分别不应小于100mm和150mm。箍筋的箍筋范围如图中的阴影面积所示。 ⑵约束边缘构件纵向钢筋的配筋范围不应小于图中阴影面积，其纵向钢筋最小截面面积，一、二级抗震设计时分别不应小于图中阴影面积1.2%和1.0%，并分别不应小于6ф16和6ф14。
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