工程结构抗震设计第三章
钢结构中的抗震设计研究
钢结构中的抗震设计研究第一章引言随着各类建筑物在世界范围内的不断兴建，建筑结构的耐力、抗震性等技术需求也日益提高。
作为一种高强度、高刚性的建筑结构材料，钢材被广泛应用于建筑结构中，尤其是在大跨度建筑中，钢结构的应用越来越广泛。
钢结构中的抗震设计也成为了一项关键的技术研究。
本文旨在通过对钢结构中的抗震设计进行研究，探索如何提高建筑结构的抗震能力，减小地震对建筑物造成的破坏。
第二章钢结构与抗震设计2.1 钢结构的优点与应用范围钢结构具有以下优点：一是结构轻、强度高，可以适用于大跨度结构的搭建；二是构件制造精度高，可重复使用，方便施工；三是钢结构的施工期缩短，节约劳动力资源；四是钢结构可以进行抗震加固，提高建筑物的抗震能力。
钢结构的应用范围非常广泛，可以应用于高层建筑、桥梁、机场大厅、体育馆和工业厂房等建筑结构中。
2.2 钢结构中的抗震设计原则钢结构中的抗震设计原则主要包括以下几点：一是应当选择适宜的钢材及构件型式，满足建筑物的载荷和强度要求；二是应当加强设计中的节点部分，对节点进行配合加强，力求节点能够承受大地震的力量；三是应当考虑物理机制，采用合理的结构模型，力学分析和计算分析，保证其可靠性。
2.3 钢结构中的抗震设计方法钢结构中的抗震设计可以采用地震作用下的强度设计、减震设计、隔震设计和减振设计等方法。
强度设计是指在地震作用下，受力构件内应力可以达到一定的规定值；减震设计是在钢结构中引入一种减震装置，起到减震、吸能和稳定结构的作用；隔震设计是指在某些工程地震区域的建筑中，采用了隔震基础减小地震对建筑物的震动影响；减振设计则是指在钢结构中安装减振装置，减少结构的振动。
第三章钢结构中抗震设计的案例分析在实际建设中，随着钢结构设计技术的不断提高，越来越多的建筑都采用了钢结构，而各种不同的抗震设计方法也被广泛应用。
下面通过几个具体案例进行分析。
3.1 上海国际赛车场上海国际赛车场是一座倾斜式钢结构体育场，属于高层、大跨度建筑。
减隔震建筑结构设计指南与工程应用
《减隔震建筑结构设计指南与工程应用》教学大纲总教学课时：60一、教学目的贯彻中央城市工作会议精神，落实住房和城乡建设部印发的《关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见（暂行）》（建质[2014]25号）的工作要求，帮助结构工程师更好地了解与掌握减隔震技术的概念与发展历程、设计标准与研究现状、减隔震结构设计方法、减隔震技术在建筑工程中的应用。
二、教学要点与结构工程师设计工作相关的减隔震技术概念与工作原理，减隔震建筑结构设计参考依据与设计关键要点、减隔震技术工程应用方法等。
三、重点内容与课时分配第一章减隔震技术概述（4学时）：减隔震技术的概念与原理（1学时）、减隔震技术发展历程（1学时）、减隔震技术设计标准（1学时）、减隔震技术研究现状（1学时）。
第二章减震结构设计指南（12学时）：减震结构概念设计（2学时）、减震结构性能设计的基本要求（2学时）、减震结构计算分析的基本要求（2学时）、减震装置的基本要求（2学时）、减震结构的抗震构造措施要点（2学时）、减震装置的施工、验收和维护（2学时）。
第三章隔震结构设计指南（12学时）隔震结构概念设计（2学时）、隔震结构性能设计的基本要求（2学时）、隔震结构计算分析的基本要求（2学时）、隔震装置的基本要求（2学时）、隔震结构的抗震构造措施要点（2学时）、隔震装置的施工、验收和维护（2学时）。
第四章减震技术在建筑工程中的应用（16学时）：屈曲约束支撑应用案例（2学时）、黏滞阻尼支撑应用案例（3学时）、黏滞阻尼伸臂应用案例（3学时）、黏滞阻尼墙应用案例（4学时）、日本典型减震案例（4学时）。
第五章隔震技术在建筑工程中的应用（16学时）：基础隔震案例（6学时）、层间隔震案例（4学时）、组合减隔震案例（2学时）、日本典型隔震案例（4学时）。
四、教学延伸阅读参考书目1.周福霖. 工程结构减震控制[M]．北京：地震出版社，1997.2.李爱群，瞿伟廉. 工程结构减振控制[M]. 北京：机械工业出版社，2007.3.丁洁民，吴宏磊. 黏滞阻尼技术工程设计与应用[M].北京: 中国建筑工业出版社，2017.4.日本隔震构造协会. 隔震结构入门[M]. 东京：OHM出版社，1995.5.日本建筑学会，刘文光（译），冯德民（校）. 隔震结构设计[M]. 北京：地震出版社，2005.。
山西省建设工程抗震设防条例(2019修正)
山西省建设工程抗震设防条例（2014年11月28日山西省第十二届人民代表大会常务委员会第十六次会议通过根据2019年5月30日山西省第十三届人民代表大会常务委员会第十一次会议关于修改《山西省建设工程勘察设计管理条例》等四部地方性法规的决定修正）第一章总则第一条为了规范建设工程抗震设防行为，提高建设工程抗御地震灾害能力，减轻地震灾害损失，保护人民生命和财产安全，根据《中华人民共和国防震减灾法》等有关法律、行政法规，结合本省实际，制定本条例。
第二条在本省行政区域内从事建设工程抗震设防活动及其监督管理，适用本条例。
第三条建设工程抗震设防工作应当坚持以人为本、预防为主、政府统筹、社会参与、城乡并重、分类推进的原则。
第四条县级以上人民政府应当加强对建设工程抗震设防工作的领导，将其纳入本级国民经济和社会发展规划，制定相关政策，建立健全建设工程抗震设防工作联席会议制度，协调解决建设工程抗震设防工作中的重大问题。
第五条地震工作主管部门负责建设工程抗震设防要求和地震安全性评价的监督管理。
住房和城乡建设主管部门负责房屋建筑和市政基础设施建设工程抗震设计、施工和监理的监督管理。
交通运输、水利、煤炭、教育、文化、卫生、电力、铁路、民航等有关管理部门按照各自职责，负责本行业有关建设工程抗震设计、施工和监理的监督管理。
第六条县级以上人民政府应当加强对建设工程抗震设防知识的宣传普及，增强全社会的抗震设防意识，提高抗御地震灾害的能力。
第七条鼓励和支持建设工程抗震设防的科学研究和技术开发，推广隔震、减震等新技术和新材料的应用。
第二章抗震设防要求第八条建设工程应当按照抗震设防要求进行抗震设防。
第九条建设工程选址应当避让活动断层、滑坡、崩塌、地裂缝、采空区和沉陷区等地震地质灾害危险区；线路管道等建设工程确实无法避让的，应当进行地震地质灾害评估，并采取预防和保护措施。
第十条重大建设工程和可能产生严重次生灾害的建设工程，建设单位应当在项目申请前，委托地震安全性评价单位进行地震安全性评价，并将地震安全性评价报告报送省地震工作主管部门审定。
建筑抗震设计规范GB500-200介绍
抗震规范主要修订内容
• 调整建筑抗震设防分类（GB50223） • 关于地震作用
– 设计基本地震加速度 – 设计特征周期分区取代设计近远震 – 延长水平地震影响系数曲线 – 修改场地划分方法
• 场地、地基和基础
– 液化判别 – 发震断裂 – 桩基抗震设计
• 结构分析
– 扭转问题 – 结构地震反应分析方法 – 楼层地震剪力控制 – 抗震变形验算
• 国内外震害经验积累——可行性（1）
– 但凡是经过抗震设防的建筑均经受住了地震的考验（经验） – 每一次地震总是提出新的问题（教训、未知）
• 科研成果及动态——可行性（2）
– 科技水平的进步 – 科研成果的积累 – 抗震设防思想的沿革
• 国外规范修订情况——可行性（3）
– 每2-3年修订一次 – 提供了借鉴
第一 阶段
小震不坏 （隐含中 震可修）
小震
可变作用
弹性（部 分弹塑性）
承载力验算采用基本组合(多层、高层钢筋混 凝土房屋层间弹性位移计算，采用短期效应组 合，即作用分项系数均取1.0)
第二 阶段
大震不倒
大震
偶然作用
弹塑性
部分建筑物的层间弹塑性位移验算，采刚短期 效应组合，即怍用分项系数均取1.0
第一阶段为弹性分析，包括截面设计和变形计算； 大部分建筑的第二阶段设计主要由概念设计和构造措施来保证。
• 概念设计
– 非规则结构 – 各类结构抗震措施
• 新增结构型式与体系
– 混凝土筒体结构 – 钢结构 – 配筋砌体 – 隔震消能结构
• 取消结构型式
– 单排柱内框架房屋 – 中型砌块房屋 – 烟囱、水塔
• 非结构构件设计
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高层建筑结构抗震期末复习题(含答案)
第一章 绪论（一）填空题1．我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)规定：把10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑，以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑，称为高层建筑，此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。
2．高层建筑设计时应该遵循的原则是安全适用，技术先进，经济合理，方便施工。
3．复杂高层结构包括带转换层的高层结构，带加强层的高层结构，错层结构，连体结构以及竖向体型收进结构等。
4．8度、9度抗震烈度设计时，高层建筑中的大跨和长悬臂结构应考虑竖向地震作用。
5．高层建筑结构的竖向承重体系有框架结构体系，剪力墙结构体系，框架—剪力墙结构体系，筒体结构体系等；水平向承重体系有普通肋形楼盖体系，无梁楼盖体系，组合楼盖体系等。
6．高层结构平面布置时，应使其平面的质量中心和刚度中心尽可能靠近，以减少扭转效应。
7. 三种常用的钢筋混凝土高层结构体系是指框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构。
(二)选择题1．高层建筑抗震设计时，应具有[ a ]抗震防线。
a．多道；b．两道；c．一道；d．不需要。
2．下列叙述满足高层建筑规则结构要求的是[ d ]。
a．结构有较多错层；b．质量分布不均匀；c．抗扭刚度低；d．刚度、承载力、质量分布均匀、无突变。
3．高层建筑结构的受力特点是[ b ]。
a．竖向荷载为主要荷载，水平荷载为次要荷载；b．水平荷载为主要荷载，竖向荷载为次要荷载；c．竖向荷载和水平荷载均为主要荷载；d．不一定。
4．8度抗震设防时，框架—剪力墙结构的最大高宽比限值是[ C ]。
a．2；b．3；c．4；d．5。
5．钢筋混凝土高层结构房屋在确定抗震等级时，除考虑地震烈度、结构类型外，还应该考虑[ A ]。
a．房屋高度；b．高宽比；c．房屋层数；d．地基土类别。
6．随着建筑物高度的增加，变化最明显的是[ C ]。
A. 轴力B. 弯矩C.侧向位移D.剪力7．某高层建筑要求底部几层为大空间商用店面，上部为住宅，此时应采用那种结构体系[ D ]。
建筑抗震设计规范GB50011-2001
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）问答1.新规范中为何无烟囱、水塔等构筑物及钢筋混凝土异型柱结构的抗震设计内容？本次建筑抗震设计规范的修订，已不包括烟囱、水塔等构筑物的抗震设计内容，此部分内容即将归入修订的《构筑物抗震设计规范》。
对于异型柱结构，目前工程抗震界业内专家有各种不同的看法，普遍认为异型柱结构属于抗震不利的结构体系，目前正在修订的国家标准和行业标准均未将其列入。
若采用异型柱结构又无地方法规者，属于超规范、超规程设计，应按国务院《建筑工程勘察设计管理条例》第29条的要求执行。
2.新规范中对建筑抗震设防类别的分类总原则是什么？为什么乙类建筑不是特别多？设置了抗震缝后可否根据各单元划分设防分类？目前许多大底盘高层建筑裙房为商店，上部为住宅楼，其抗震设防分类应注意哪些事项？按照当前的抗震防灾政策，在《建筑抗震设防分类标准》（GB50223-95）条文说明中指出，对一般情况下，原则上能保障在遭遇设防烈度地震影响时，不致有灾难性后果，故绝大部分的建筑，均可列为丙类建筑，少数重要的建筑列为乙类建筑。
《建筑抗震设防分类标准》在3.0.1.5条中规定，“建筑物各单元的重要性有显著不同时，可根据局部的单元划分类别”，故设置了抗震缝将结构分为若干单元后，可根据各单元划分设防分类。
对于商业建筑，在1995年之前高层的大型零售商场还比较少，《建筑抗震设防分类标准》举例采用了常见的“人流密集的多层建筑”，具体规定参照了1993年当时商业部的有关规定，根据目前国家的经济发展水平，在具体执行时，不论多层和高层，只有年营业额1.5亿元人民币以上、固定资产0.5亿元以上、建筑面积1万㎡以上3个条件均满足时，才定为乙类建筑。
大底盘建筑，当其下部属于大型零售商场的乙类建筑范围时，一般可将其及与之相邻的2层定为加强部位，按乙类进行抗震设计，其余各层可按丙类进行抗震设计。
3.对突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等突出屋面的的结构进行抗震设计及验算时应注意哪些事项？新规范在第三章关于概念设计的规定中，明确要求结构体系的选型应防止刚度和强度的突变。
东南大学工程结构抗震与防灾习题集-老规范.
第一章抗震设计基本概念1-1 地震震级差一等级，ΔM=M2-M1=1, 所释放能量有何关系, 即E2/E1=?1-2 试绘出世界和中国主要的地震带。
1-3用简单方法（按悬臂梁）计算一个正方形平面结构在高度为25m，50m，100m时的基底剪力V0、基底弯矩M0、顶点转角θ和顶点侧移△的数值，并加以比较（比较时均以25m高时为1）。
该正方形筒体平面为10×10m，墙厚为20mm，弹性模量E=30.0KN/mm2。
荷载分为：①倒三角形分布荷载，顶部最大值q0=50KN/m；②均布荷载q=25KN/m。
从该结构的简单比较可得到什么概念？高层、多层、低层对结构刚度和承载力要求有什么不同？1-4 什么是三水准抗震设计目标？用什么方法实现这些目标？抗震概念设计有哪些主要内容？第二章场地、地基和基础2--1 已知某场地土，从地表以下至基岩的20m范围内共有3层土，各层土的厚度、名称和物理状态见下图，试计算该场地土层的固有周期T，并确定该建筑场地的类别，(提示：杂填土，可塑亚粘土，饱和砂土的V S分别为100，150，340m/S)。
2--2s第三章地震作用和结构抗震验算3--1 底部剪力法和振型分解反应谱法计算等效地震作用有什么异同？3--2地震作用和那些因素有关？计算等效地震作用的步骤是什么？3--3 计算结构自振周期有那些方法，如何选用？3--4结构自振周期和那些因素有关？随着房屋振动加剧出现局部损坏，结构周期为什么加长？3--5结构自振周期计算值如何修正为设计值？为何需要修正？3--6计算二层框架结构的自振频率与振型。
横梁刚度为无限大，各层重量为G1=m1g =400KN, G2=m2g=300KN, 底层层间侧移刚度为K1=2╳12╳2EI/h13 =48EI c/h13=14280KN/m, K2=2╳12EI c/h23。
（K11=K1+K2，K22=K2 ，K12=K21=－K2）3---7结构整体刚度K与总重量W增大对结构自振周期T及水平地震荷载F有何影响？3--8有地震作用内力组合和无地震作用内力组合的主要区别有哪些？3--9在变形验算中，有地震作用组合和无地震作用组合有什么区别？第四章 多层混合结构房屋4-1. 验算下图所示四层砖混结构房屋首层④轴线横墙a,b,c 墙短多遇地震烈度下的抗震强度,如抗震强度不足时要求提出提高抗震强度的措施。
建设工程抗震管理条例
建设工程抗震管理条例（征求意见稿）第一章总则第一一条【立法目的和依据】为提高建设工程抗震防灾能力，降低地震灾害风险，保障人民生命财产安全，根据《中华人民共和国防震减灾法》、《中华人民共和国建筑法》等法律，制定本条例。
第二二条【适用范围】在中华人民共和国境内从事建设工程抗震设防、抗震鉴定与加固、地震应急与恢复重建等活动及其监督管理，适用本条例。
第三三条【基本原则】建设工程抗震应当坚持以人为本、全面设防、突出重点，以防为主、防抗救相结合的原则，建立政府监管、社会治理、公众参与的机制。
第四条【监管体制】国务院住房城乡建设、交通运输、水利、能源等部门，按照各自职责分别负责全国房屋建筑和市政基础设施、交通、水利、能源等建设工程抗震的监督管理。
县级以上地方人民政府住房城乡建设、交通运输、水利、能源等部门，按照各自职责负责本行政区域内房屋建筑和市政基础设施、交通、水利、能源等建设工程抗震的监督管理。
前两款所列行政部门统称抗震主管部门。
第五条【科研科普】国家鼓励和支持建设工程抗震技术的研究、开发和应用。
县级以上地方人民政府应当组织开展建设工程抗震知识宣传普及，保障社会公众对建设工程抗震性能的知情权。
第六条【表彰先进】对在抗震工作中做出突出贡献的单位和个人，按照国家有关规定给予表彰、奖励。
第二章抗震设防第四七条【抗震防灾规划】城市、镇总体规划应当包括抗震防灾专项内容，作为城市、镇总体规划的强制性内容。
抗震防灾专项内容具体包括抗震防灾要求、建设用地评价和要求、抗震防灾措施等。
市、县人民政府应当组织编制城市、县人民政府所在地镇的抗震防灾规划，作为城市、镇总体规划的专项规划。
抗震防灾规划中应当确定危险地段和不利地段范围以及应急避难场所和疏散通道布局。
省域城镇体系规划应当针对重大地震断裂带地区、地震重点监视防御区，提出区域综合抗震防灾要求。
第五八条【选址要求】危险地段不得进行新的开发建设，已有的建设工程应当及时搬迁或采取必要的抗震措施。
2020年智慧树知道网课《结构抗震》课后章节测试满分答案
第一章测试1【单选题】(10分)某建筑物，其抗震设防烈度为7度，根据《建筑抗震设计规范》，“小震不坏”的设防目标是指下列哪一条？A.当遭遇低于7度的多遇地震影响时可能损坏，经一般修理仍可继续使用B.当遭遇低于7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C.当遭遇低于7度的多遇地震影响时，经修理仍可继续使用D.当遭遇7度的地震影响时，不受损坏或不需修理仍可继续使用2【单选题】(10分)设计基本地震加速度是指50年设计基准期超越概率为（）的地震加速度的设计取值。
A.20%B.10%C.15%D.5%3【单选题】(10分)根据其抗震重要性，某建筑为乙类建筑，设防烈度为7度，下列何项抗震设计标准正确？A.按8度计算地震作用B.按8度计算地震作用并实施抗震措施C.按7度计算地震作用，抗震措施按8度要求采用D.按7度计算地震作用4【单选题】(10分)建筑物分为甲、乙、丙、丁四个抗震设防类别，下列分类不正确的是A.乙类建筑应属于地震破坏会造成社会重大影响和国民经济重大损失的建筑B.丁类建筑应属于允许在一定条件下适度降低要求的建筑C.甲类建筑应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D.丙类建筑应属于除甲、乙、丁类建筑以外按标准要求进行设防的一般建筑5【单选题】(10分)建筑根据其抗震重要性分为四类，当为乙类建筑Ⅱ类场地时，下列何种叙述是正确的？A.按本地区的设防烈度提高1度计算地震作用和采取抗震措施B.不必采取提高设防烈度的抗震措施C.可按本地区的设防烈度计算地震作用，按提高1度采取抗震措施D.可按本地区的设防烈度提高1度计算地震作用6【单选题】(10分)A、B两幢多层建筑，A为丙类建筑，位于6度抗震设防烈度区，场地为Ⅰ类；B为乙类建筑，位于7度抗震设防烈度地区，场地为Ⅲ类，下列说法正确的是何项？A.A幢建筑不必作抗震计算、按6度采取抗震措施；B幢建筑按7度计算、按8度采取抗震措施B.A幢建筑不必作抗震计算、按7度采取抗震措施；B幢建筑按7度计算、按8度采取抗震措施C.A幢建筑按6度计算、按7度采取抗震措施；B幢建筑按7度计算、按8度采取抗震措施D.A幢建筑按6度计算、按6度采取抗震措施；B幢建筑按7度计算、按7度采取抗震措施7【单选题】(10分)抗震设计时，不应采取下列何种方案？A.特别不规则的建筑设计B.严重不规则的建筑设计C.非常不规则的建筑设计D.不规则的建筑设计8【单选题】(10分)下列关于结构规则性的判断或计算模型的选择，其中何项不妥？A.平面不规则或竖向不规则的建筑结构，均应采用空间结构计算模型B.顶层及其他楼层局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%时，属于竖向不规则C.当超过梁高的错层部分面积大于该楼层总面积的30%时，属于平面不规则D.抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%时，属于竖向不规则9【单选题】(10分)下面所列构件，除何项外均为非结构构件A.贴面、装饰柱、顶棚B.砌体结构中的承重墙、构造柱C.围护墙、隔墙D.女儿墙、雨蓬10【判断题】(10分)抗震设防烈度为6度地区的建筑物可按非抗震设防地区的建筑物计算和构造。
底部剪力法
§6 水平地震作用的底部剪力法
2.各质点的水平地震作用
❖按照结构的地震反应以第一振型为主的假定， 各质点的水平地震作用可近似地取为对应于第 一振型各质点的地震作用，即
Fi F1i 1 11iGi
❖再根据第一振型近似为直线（倒三角形），取 1i Hi
式中，η—比例系数；Hi—质点i的计算高度。
m2 270 t K2 195 MN/m m1 270t K1 245 MN/m
解：（1）计算结构等效总重力荷载代表值 Geq 5997 .6kN
（2）计算水平地震影响系数 max 0.16
335.8
（3）计算结构总的水平地震作用标准值 FEK 83367.71.k6N
（4）顶部附加水平地震作用 n 0
Fi n HiGi 845F.E8K (1 n )
（5）计算各层的水平地震作用标准值
H kGk
k 1
F1 166 .7 F2 333 .5 F3 333 .5 振型分解反应谱法结果
（6）计算各层的层间剪力
333.5
333.5
V1 F1 F2 F3 833 .7kN V2 F2 F3 667 .0kN V3 F3 333 .5kN
FEK 833 .7kN
Fn n FEK 1.4Tg 0.56
顶部附加地震作用系数
Tg (s)
T1 1.4Tg T1 1.4Tg
T1 1.4Tg
n 0
0.35 0.08T1 0.07
0
（5）计算各层的水平地震作用标准值
Fi
H iGi
n
FEK (1 n )
j 1
式中，Fi—质点i的水平地震作用标准值； i—所求水平地震作用的质点序号。