高层建筑结构抗震设计方法
高层建筑结构抗震设计方法
结构抗震设计方法
基础的抗震设计。基础是实现高层建筑安全性的重要条件。我国高层建筑通常采用钢筋混凝土连续地基梁形式,在基础梁的设计中,为充分发挥钢筋的抗拉性和混凝土的抗压性的复合效应,把设计重点放在梁的高度和钢筋的用量上,在钢筋的布置上采用主筋、腹筋、肋筋、基础筋、基础辅筋5种钢筋的结合。为防止基础钢筋的生锈,一方面采用耐酸化的混凝土,另一方面是增加钢筋表面的保护层厚度,以抑止钢筋的腐蚀。高层建筑基础处理的另一个特色是钢制基础结合垫块的应用,它是高层建筑上部结构柱与基础相连的重要结构部件。它的功能之一是使具有吸湿性的混凝土基础和钢制结构柱及上部建筑相分离,有效防止结构体的锈蚀,确保部件的耐久性。
钢结构骨架的抗震设计。采用钢框架结合点柱壁局部加厚技术来提高结构抗震性能。一般钢框架结构,梁和柱结合点通常是柱上加焊钢制隅撑与梁端用螺栓紧固连接。在这种方式下,钢柱必须在结合部被切断,加焊隅撑后再结合,这样做技术上的不稳定性和材料品质不齐全的可能性很大,而且遇到大地震,钢柱结合部折断的危险性很大。鉴于此,可以首先该结构的梁柱采用高密度钢材,以发挥其高强抗震、抗拉和耐久性。柱壁增厚法避免断柱形式,对二、三层的独立住宅而言,结构柱可以一贯到底,从而解决易折问题。与梁结合部柱壁达到两倍厚,所采用的是高频加热引导增厚技术。在制造过程中品质易下降的钢管经过加热处理反
而使材料本来所具有的拉伸强度得以恢复。对于地震时易产生的应力集中,柱的增厚部位能发挥很大的阻抗能力,从而提高和强化了结构的抗震性。
墙体的抗震设计。“三合一”外墙结构体系,首先是由日本专家设计应用的,采用外墙结构柱与两侧外墙板钢框架组合形成的“三合一”整体承重的结构体系。该体系不仅仅用柱和梁来支撑高层建筑,而是利用墙体钢框架与结构柱结合,有效地承受来自垂直方向与水平方向的荷载。由于外墙板钢框架的补强作用,该做法可以较好地发挥结构柱设计值以外的补强承载力。加强了对竖向地震力及雪荷载的抵抗能力,最大限度地发挥其抗震优势;另一方面,由于外墙板钢框架与内部斜拉杆所构成“面”承载与结构柱的结合并用,也提高了整体抗侧推力和抗变形能力。它的抗水平风载和地震力的能力比单纯墙体承重体系提高30%左右。
建筑结构抗震设计课后习题答案
武汉理工大学《建筑结构抗震设计》复试 第1章绪论 1、震级和烈度有什么区别和联系？ 震级是表示地震大小的一种度量，只跟地震释放能量的多少有关，而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。烈度不仅跟震级有关，同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。一次地震只有一个震级，但不同的地点有不同的烈度。 2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防？ 规范将建筑物按其用途分为四类： 甲类（特殊设防类）、乙类（重点设防类）、丙类（标准设防类）、丁类（适度设防类）。 1 ）标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。 2 ）重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3 ）特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。 4 ）适度设防类，允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施，但抗震设防烈度为6度时不应降低。一般情况下，仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3.怎样理解小震、中震与大震？ 小震就是发生机会较多的地震，50年年限，被超越概率为63.2%； 中震，10%；大震是罕遇的地震，2%。 4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系？ 建筑抗震设计包括三个层次：概念设计、抗震计算、构造措施。概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则；抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段；构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。他们是一个不可割裂的整体。 5.试讨论结构延性与结构抗震的内在联系。 延性设计：通过适当控制结构物的刚度与强度，使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大的延性，从而可以通过塑性变形吸收更多地震输入能量，使结构物至少保证至少“坏而不倒”。延性越好,抗震越好.在设计中，可以通过构造措施和耗能手段来增强结构与构件的延性，提高抗震性能。 第2章场地与地基 1、场地土的固有周期和地震动的卓越周期有何区别和联系？ 由于地震动的周期成分很多，而仅与场地固有周期T接近的周期成分被较大的放大，因此场地固有周期T也将是地面运动的主要周期，称之为地震动的卓越周期。 2、为什么地基的抗震承载力大于静承载力？ 地震作用下只考虑地基土的弹性变形而不考虑永久变形。地震作用仅是附加于原有静荷载上
高层建筑结构抗震设计
浅谈高层建筑结构抗震设计 摘要：近年来，我国建筑业的发展突飞猛进，各地高楼林立。在高层建筑中，抗震设计是一项不容忽视的关键任务，因此，本文主要就高层建筑结构抗震设计进行了分析。 关键词：高层建筑抗震设计应用 中图分类号：[tu208.3]文献标识码：a 文章编号： abstract: in recent years, the development of construction industry in our country by leaps and bounds, tall buildings all over the line. in the high-rise building, the seismic design is a not allow to ignore the key task, therefore, this article mainly aseismic design of high-rise building are analyzed. keywords: high building aseismic design applications 随着我国经济的蓬勃发展，各地的高层建筑纷纷拔地而起，速度惊人。高层建筑结构的抗震设计一直以来就是建筑设计和施工的重点，要使工程建设真正能够减轻甚至避免地震带来的危害，把握好抗震设计是关键。因此，我们首先要对建筑地震进行必要的理论分析，然后进行抗震设计，从而来探索高层建筑的抗震设计理念和方法，以采取必要的抗震措施。 一、高层建筑结构抗震设计的理论和规范 我国《建筑抗震设计规范》（gb50011-2001）对各类建筑结构的
高层建筑结构抗震与设计考试重点复习题(含答案).
1.从结构的体系上来分,常用的高层建筑结构的抗侧力体系主要有:_框架结构, 力墙结构, _框架 -剪力墙_结构, _筒体_结构,悬挂结构和巨型框架结构。 2.一般高层建筑的基本风压取 感的高层建筑, 采用 _100_年一遇的风压值; 在没有 _100_年一遇的风压资料时, 可近视用取 _50_年一遇的基本风压乘以 1.1的增大系数采用。 3.震级―― 地震的级别,说明某次地震本身产生的能量大小 地震烈度―― 指某一地区地面及建筑物受到一次地震影响的强烈程度 基本烈度―― 指某一地区今后一定时期内,在一般场地条件下可能遭受的最大烈度设防烈度―― 一般按基本烈度采用,对重要建筑物,报批后,提高一度采用 4. 《建筑抗震设计规范》中规定, 设防烈度为度及度以上的地区, 建筑物必须进行抗震设计。 5.详细说明三水准抗震设计目标。 小震不坏:小震作用下应维持在弹性状态,一般不损坏或不需修理仍可继续使用中震可修:中震作用下,局部进入塑性状态,可能有一定损坏,修复后可继续使用大震不倒:强震作用下,不应倒塌或发生危及生命的严重破坏 6.设防烈度相当于 _B _ A 、小震 B 、中震 C 、中震 7.用《高层建筑结构》中介绍的框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构的内力和位移的近似计算方法,一般计算的是这些结构在__下的内力和位移。 A 小震 B 中震 C 大震
8. 在建筑结构抗震设计过程中, 根据建筑物使用功能的重要性不同, 采取不同的抗震设防标准。请问建筑物分为哪几个抗震设防类别? 甲:高于本地区设防烈度,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:按本地区设防烈度,属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑 丙:除甲乙丁外的一般建筑 丁:属抗震次要建筑,一般仍按本地区的设防烈度 9. 下列高层建筑需要考虑竖向地震作用。 (D A 8°抗震设计时 B 跨度较大时 C 有长悬臂构件时 D 9°抗震设计 10. 什么样的高层建筑结构须计算双向水平地震作用下的扭转影响? 对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及高度超过 100m 的高层建筑结构 11. 结构的自振周期越大,结构的刚度越 _小_,结构受到的地震作用越 _小_。 12. 高层建筑设计一般要限制结构的高宽比(H/B ,为什么?房屋高度 H 是如何计算的? 高层建筑设计中,除了要保证结构有足够的承载力和刚度外,还要注意限制位移 的大小,一般将高层建筑结构的高宽比 H/B控制在 6以下。详细参考 P26表 2.2 房屋高度指室外地面至主要屋面的高度,不包括局部突出屋面部分的高度,而房屋宽度指所考虑方向的最小投影宽度。 13. 高层建筑结构设计采用的三个基本假定是什么? 弹性变形假定
建筑结构抗震设计基本知识
单元21 建筑结构抗震设计基本知识 学习目标】 1、能够对抗震的基本概念、抗震设防目标和抗震设计的基本要求知识点掌握。 2、能够具备砌体结构房屋和钢筋混凝土框架房屋、框架剪力墙结构、剪力墙结构房屋的抗 震设计要点，从而为识读平法03G101-1混凝土结构施工图中抗震部分打下基础。 【知识点】 构造地震；地震波；震级；烈度；抗震设防；抗震设计的基本要求；钢筋混凝土框架房屋的抗震规定。 【工作任务】 任务1 建筑结构抗震设计基本知识 【教学设计】通过带领学生观看地震灾害照片，让学生对抗震设计的必要性有一个清楚的认识，从而为识读平法03G101-1混凝土结构施工图中抗震部分打下基础，为今后识读结构 施工图、胜任施工员岗位打下基础。 21.1地震基本知识 21.1.1 地震 21.1.1.1构造地震 地震是由于某种原因引起的地面强烈运动（见图21-1）。是一种自然现象，依其成因，可分为三种类型：火山地震、塌陷地震、构造地震。由于火山爆发，地下岩浆迅猛冲出地面时引起的地面运动，称为火山地震。此类地震释放能量小，相对而言，影响围和造成的破坏程度均比较小；
由于石灰岩层地下溶洞或古旧矿坑的大规模崩塌引起的地面震动，称为塌陷地震。此类地震不仅能量小，数量也小，震源极浅，影响围和造成的破坏程度均较小；由于地壳构造运动推挤岩层，使某处地下岩层的薄弱部位突然发生断裂、错动而引起地面运动，称为构造地震；构造地震的破坏性强影响面广，而且频繁发生，约占破坏性地震总量度的95％以上。因此，在建筑抗震设计中，仅限于讨论在构造地震作用下建筑的设防问题（见图21-2）。 地壳深处发生岩层断裂、错动的部位称为震源（见图21-3）。这个部位不是一个点，而是有一定深度和围的体。震源正上方的地面位置叫震中。震中附近地面震动最厉害，也是破坏最严重的地区，称为震中区。地面某处至震中的水平距离称为震中距。把地面上破坏程度相似的点连成的曲线叫做等震线。震中至震源的垂直距离称为震源深度。 根据震源深度不同，可将构造地震分为浅源地震(震源深度不大于60km)，中源地震(震源深度60～300km)，深源地震(震源深度大于300km)三种。我国发生的绝大部分(地震都属于浅源地震，一般深度为5～40km)。浅源地震造成的危害最大。如大地震的断裂岩层深约1lkm，属于浅源地震，发震构造裂缝带总长8km多，展布围30m，穿过市区东南部，这里就是震中，市铁路两侧47km的区域属于极震区。 21.1.1.2 地震波 当地球的岩层突然断裂时，岩层积累的变形能突然释放，这种地震能量一部分转化为热能，一部分以波的形式向四周传播。这种传播地震能量的波就是地震波。总之，地震波的传播以纵波最快，横波次之，面波最慢。在离震中较远的地方，一般先出现纵波造成房屋的上下颠簸，然
建筑结构抗震设计要点
建筑结构抗震设计的要点分析 提要：本文主要针对建筑结构抗震设计的要点展开了分析，对建筑混凝土框架结构抗震薄弱的部位作了详细的概述，并给出了一系列提高混凝土框架结构抗震性能的措施，以期能为有关方面的需要提供有益的参考借鉴。 近年来，随着我国地震灾害的频繁发生，建筑抗震设计成为了我国建筑结构设计一个新的重要发展方向。但是由于实际操作经验缺乏经验，建筑抗震设计存在着一定的薄弱环节，是需要相关的工作人员给予足够的重视，并采取有效措施提高建筑抗震的性能，以减轻地震灾害对建筑的破坏。 1 混凝土框架结构抗震薄弱部位 1.1 从震害中找出结构薄弱部位 某次地震中，多层混凝土框架教学楼的倒塌，使我们对混凝土框架结构的抗震性能有了进一步的认识。根据地震现场的调查，混凝土框架结构的震害大致如下：6、7度区，底层柱上下端出现斜裂缝，并且柱头比柱脚更厉害。8、9度区，底层柱上下端保护层混凝土脱落，箍筋拉脱，柱心混凝土被压碎，纵筋压成灯笼状。二层柱端及底层梁端也出现不同程度的开裂。在地震中倒塌的框架结构，估计也是底层柱上下端先出现斜裂缝，最后被折断的，只不过整个过程时间很短。不难判断：框架结构薄弱层在底层，底层柱是薄弱构件，底层柱的上下端是最薄弱的部位。震害同时表明：在底层柱中存在某些比较薄弱的柱，地震作用下，这些柱的柱端首先出现斜裂缝，最先形成塑
性铰，使整个结构内力重新分布，导致底层柱逐根被击破，引起连续倒塌。 1.2 从结构分析中确定结构薄弱部位 混凝土框架结构抗震有其特性，与带有剪力墙的其他混凝土结构相比，框架结构侧向刚度小，变形能力强。对抗震有利的是吸收地震总能量少，不利的是抗侧力能力差。框架唯一的竖向构件——柱的侧向刚度比剪力墙的墙肢小得多，比梁板组成的楼层平面刚度也小很多。地震通过地层土晃动框架楼房，刚度大而且质量集中的各楼层就会前后左右来回移动，产生楼层水平地震剪力，这些力由梁传给柱。结构的整体变形主要是各楼层按一定的振型和周期往复侧移。柱本身刚度较小，其竖向变形被动地随各楼层。梁属于楼层的一部分，变形较小。框架的水平地震力和侧移变形主要来自梁板，而抗侧力和侧移主要靠柱。在结构分析中，若忽视板对梁刚度的影响是不现实的，尤其是一起现浇的梁板。相对于梁来说，柱是薄弱构件。因此，“强柱弱梁”便成为框架结构抗震设计的基本原则之一。 框架结构底层柱托起整栋楼房，除了承受整栋楼全部垂直力外，还要承受地震产生的水平力。结构分析显示：底层任何一根柱的轴力、剪力及弯矩都比上层柱大，底层柱比上层柱更容易被破坏。底层柱上下端弯矩最大，成为整个框架结构内力最大的部位，也就是最薄弱的部位。不难理解：为什么地震时，首先出现裂缝的总是底层柱上下端。各楼层抗剪承载力分析结果表明，底层抗剪承载力最小，验证了底层是抗震薄弱层。底层柱既是框架结构抗震的“中流砥柱”，又是薄弱
高层建筑结构与抗震模拟试卷
高层建筑结构与抗震模拟试卷 一、填空题（每空1分，共20分） 1、高层建筑结构平面不规则分为、、 几种类型。 2、高层建筑基础类型有、和。 3、框架结构近似手算方法包括、、 。 4、高层建筑框架结构柱反弯点高度应考虑、 、的影响。 5、隔震又称为“主动防震”，常用的隔震形式包括、、、 。 6、对于钢筋混凝土框架和抗震墙之类的杆系构件，抗震设计的优化准则是四强四弱，包括： 、、、。 二、单项选择题（每题2分，共10分） １、高层建筑采用（）限制来保证结构满足舒适度要求。 A、层间位移 B、顶点最大位移 C、最大位移与层高比值 D、顶点最大加速度 2、高层建筑地震作用计算宜采用（）。 A、底部剪力法 B、振型分解反应谱法 C、弹性时程分析法 D、弹塑性时程分析法 3、当框架结构梁与柱线刚度之比超过（）时，反弯点计算假定满足工程设计精度要求。 A、2 B、3 C、4 D、5 4、联肢剪力墙计算宜选用（）分析方法。 A、材料力学分析法 B、连续化方法 C、壁式框架分析法 D、有限元法 5、框剪结构侧移曲线为（）。 A、弯曲型 B、剪切型 C、弯剪型 D、复合型 三、多项选择题（将正确的答案的编号填入括弧中，完全选对才得分，否则不得分，每小题4分，共20分） 1、抗震设防结构布置原则（） A、合理设置沉降缝 B、合理选择结构体系 C、足够的变形能力 D、增大自重 E、增加基础埋深 2、框架梁最不利内力组合有（） A、端区-M max，+M max，V max B、端区M max及对应N，V C、中间+M max D、中间M max及对应N，V E、端区N max及对应M，V 3、双肢和多肢剪力墙内力和位移计算中假定（） A、连梁反弯点在跨中 B、各墙肢刚度接近 C、考虑D值修正 D、墙肢应考虑轴向变形影响 E、考虑反弯点修正 4、高层建筑结构整体抗震性能取决于（） A、构件的强度和变形能力 B、结构的刚度
建筑结构抗震设计复习资料(完美篇)
《建筑结构抗震设计》总复习 (武汉理工配套) 考试的具体题型和形式可能会有变化，但知识点应该均在以下内容中。复习不要死记硬背，而应侧重理解。 第一章：绪论 1.什么是地震动和近场地震动？P3 由地震波传播所引发的地面振动，叫地震动。其中，在震中区附近的地震动称为近场地震动。 2. 什么是地震动的三要素？P3 地震动的峰值（振幅）、频谱和持续时间称作地震动的三要素。 3. 地震按其成因分为哪几类？其中影响最大的是那一类？答： 地震按其成因可分为构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震等几类，其中影响最大的是构造地震。 4. 什么是构造地震、震源、震中、震中距、震源深度？P1 答： 由于地壳构造运动使深部岩石的应变超过容许值，岩层发生断裂、错动而引起的地面震动，这种地震称为构造地震，一般简称地震。地壳深处发生岩层断裂、错动的地方称为震源。震源至地面的距离称为震源深度。一般震源深度小于60km的地震称为浅源地震；60~300km的称为中源地震；大于300km的称为深源地震；我国绝大部分发生的地震属于浅源地震，一般深度为5~40km。震源正上方的地面称为震中，震中邻近地区称为震中区，地面上某点至震中的距离称为震中距。 5. 地震波分哪几类？各引起地面什么方向的振动？P1-3 答： 地震波按其在地壳传播的位置不同可分为体波和面波。在地球内部传播的波称为体波，体波又分为纵波（P波）和横波（S波）。纵波引起地面垂直方向的震动，横波引起地面水平方向震动。在地球表面传播的波称为面波。地震曲线图中，纵波首先到达，横波次之，面波最后到达。分析纵波和横波到达的时间差，可以确定震源的深度。 6. 什么是震级和地震烈度？几级以上是破坏性地震？我国地震烈度表分多少度？P4答： 震级：指一次地震释放能量大小的等级，是地震本身大小的尺度。(1)m=2~4的地震为有感地震。(2)m>5的地震，对建筑物有不同程度的破坏。(3)m>7的地震，称为强烈地震或大地震。 地震烈度：是指某一区域内的地表和各类建筑物遭受一次地震影响的平均强弱程度。 M（地震震级）大于5的地震，对建筑物就要引起不同程度的破坏，统称为破坏性地震。我国地震烈度表分为十二度，用罗马数字表示。 7. 什么是基本烈度和设防烈度？什么是设计基本地震加速度？P5答： 基本烈度是指一个地区在一定时期（我国取50年）内在一般场地条件下按一定概率（我国取10%）可能遭遇到的最大地震烈度。它是一个地区抗震设防依据的地震烈度。 抗震设防烈度是指按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。 设计基本地震加速度指50年设计基准期内超越概率为10％的地震加速度的取值：7度－－0.10g（0.15g）； 8度－－0.20g（0.30g）；9度－－0.40g 8. 不同震中距的地震对建筑物的影响有什么不同？设计规范如何考虑这种影响？ 答：宏观地震烈度相同的两个地区，由于它们与震中的距离远近不同，则震害程度明显不同。处于大震级，远震中距下的高柔结构，其震害远大于同样烈度的中小震级、近震中距的建筑物，且反映谱特性不同。 ?为了区别同样烈度下不同震级和震中距的地震对建筑物的破坏作用，89《规范》将地震影响分为近震和远震两种情况。01《规范》进一步引入了设计基本地震加速度和设计地震分组。
结构抗震及高层建筑作业
结构抗震及高层建筑第1次作业 一、单项选择题(只有一个选项正确，共10道小题) 1. 随高度增加，多、高层建筑结构在水平荷载下的侧移增加较内力增加（）。 (A) 一样； (B) 更慢； (C) 更快； (D) 无规律。 正确答案：C 2. 高层建筑结构的受力特点是（）。 (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。 正确答案：C 3. 框架是多、高层建筑中常用的结构体系之一，其主要特点是（）。 (A) 平面布置受限，刚度大侧移小； (B) 平面布置灵活，刚度大侧移小； (C) 平面布置灵活，刚度小侧移大； (D) 平面布置受限，刚度小侧移大。 正确答案：C 4. 框架结构是多高层建筑中常用的结构体系之一，它适用于（）。 (A) 单层建筑； (B) 多层建筑； (C) 高层建筑； (D) 多层及高度不大的高层建筑。 正确答案：D 5. 剪力墙结构是高层建筑中常用的结构体系之一，其主要特点是（）。 (A) 平面灵活，刚度小侧移大； (B) 平面受限，刚度大侧移小； (C) 平面灵活，刚度大侧移小； (D) 平面受限，刚度小侧移大。
正确答案：B 6. 框架－剪力墙结构是高层建筑中常用的结构体系之一，其主要特点是（）。 (A) 平面布置灵活，刚度小侧移大 (B) 平面布置受限，刚度大侧移小 (C) 平面布置灵活，刚度大侧移小 (D) 平面布置受限，刚度小侧移大 正确答案：C 7. 下列条件中，满足高层建筑规则结构要求的是（）。 (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 正确答案：D 8. 高层建筑在天然地基上时，其基础埋深不宜小于建筑物高度的（) (A) 1/20 (B) 1/18 (C) 1/15 (D) 1/12 正确答案：D 9. 在框架结构布置中，梁中线与柱中线（）。 (A) 不宜重合 (B) 必须重合 (C) 偏心距不宜过小 (D) 偏心距不宜过大 正确答案：D 10. 在地震区须设伸缩缝、沉降缝、防震缝的房屋，缝宽均按（）考虑。 (A) 伸缩缝缝宽 (B) 沉降缝缝宽 (C) 防震缝缝宽 (D) 三者平均值 正确答案：C 二、不定项选择题(有不定个选项正确，共5道小题) 11. 剪力墙结构是高层建筑中常用的结构体系之一，其主要缺点是（）。
浅析高层建筑结构设计的中震设计概念
浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间：2016-06-27T14:51:54.553Z 来源：《基层建设》2016年5期作者：隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 摘要：对于普通建筑物的结构抗震设计，目前我国是以小震为设计基础，中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 关键词：中震设计概念；地震影响系数；荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标，但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题： 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定，仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定； 2在中震作用下，规范仅提出“中震可修”的概念设计要求，没有具体的抗震设计方法； 3“中震可修”的技术经济问题：可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步，现在的建筑物体型复杂，结构新颖，超高超限越来越多，因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢？ 《抗规》条文说明1.0.1条指出，对大多数结构，可只进行第一阶段设计（即小震下的弹性计算），而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求，但前提是建筑物的体型常规、合理，经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物，在大震下的结构反应和小震完全不同，不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求，须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计，其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时，要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度，即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10％的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展，它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡，业主（设计者）可选择所需的性能目标，而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点，设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言，利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现，给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍（αmax=0.23）取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法，第一种按照中震弹性设计，第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点，中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念，两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计，设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数，保留材料、荷载等分项系数，对应地保留了结构的安全度和可靠度，结构仍属于弹性阶段，属正常设计。中震不屈服设计，设计中除了地震内力不作调整，同时也取消了材料、荷载等分项系数，对应地不考虑结构的安全度和可靠度，结构已经处于弹塑性阶段，属承载力极限状态设计，是一种基于性能的设计方法。由此可见，中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计，而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类，以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法，介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数，则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数，屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算：地震信息中抗震等级均为四级；αmax按表3取值；总信息中风荷载不参加计算；勾选地震信息中的按中震（或大震）不屈服做结构设计选项；其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算：主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级：四级；主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数：定义中震反应谱，在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可，β值按表3计算所得；总信息中风荷载不参加计算；主菜单→结果→荷载组合：将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0；主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数：将材料分项系数取为1.0；其它同小震。 3.3.4 ETABS计算：选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级：四级；定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱，地震影响系数最大值αmax取值，其余参数按《抗规》；静荷载工况中不定义风荷载作用；定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ；定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数：二十二层框支剪力墙结构，三层楼面转换，无地下室，首、二层4.5米，标准层3.5米，总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76，长宽比1.22；抗震参数，7 度，第一组，0.10g；场地II类；风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。
浅谈高层建筑抗震的现状及发展前景
浅谈高层建筑抗震的现状及发展前景 （中国矿业大学建筑工程学院土木11-5班马绪文） 摘要:对于一个高层结构的设计,遇到的问题可能错综复杂,只能具体问题具体分析。工程实践表明在高层结构的设计过程中,设计人员只有抗震概念清晰,构造措施得当,应用合适的结构分析软件三者有机结合才能取得比较理想的结果,在这个过程中抗震构造重于结构计算。本文对建筑抗震进行必要的理论分析,从而探索高层建筑的设计理念、方法,采取必要的抗震措施并简述其发展前景。 关键词:高层建筑;抗震;结构设计 现阶段,土与结构物共同工作理论的研究与发展使建筑抗震分析在概念上进一步走向完善,如果可以在结构与地基的材料特性,动力响应,计算理论,稳定标准诸方面得到符合实际的发展,自然会在建筑结构抗震领域内起到重要的作用。 1 高层建筑抗震设计特点 第一，控制建筑物的侧移是重要的指标。在地震荷载作用下，建筑结构所产生的水平剪切力占主导地位，所以建筑物会产生明显的侧移，随建筑结构的高度不断曾加，结构的侧向位移迅速增大，但该变形要在一定限度之内，这样才能保证结构安全以及使用功能。 第二，地震荷载中的水平荷载是决定因素。水平荷载会使建筑物产生倾覆力矩，并且在结构的竖向构件中引起很大的轴力，这些都与建筑物高度的两次方成正比，故随建筑结构高度的曾加，水平载荷大相径庭。对高度一定的建筑物而言，竖向荷载基本上是不变的，但是随着建筑物的质量、刚度等动力特性的不同，水平地震荷载和风荷载的变化是比较大的。 第三，要重视建筑结构的延性设计。高层建筑结构随着高度增加，刚度减小，显得更柔，在地震荷载作用下变形较大。这就要求建筑结构要有足够的变形能力，使结构进入塑性变形阶段仍然安全，需要在结构构造上采取有利的措施，使得建筑结构具有足够的延性。 2 建筑抗震的理论分析 2.1 建筑结构抗震规范简介 建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。 2.2 抗震设计的理论 拟静力理论：拟静力理论是20世纪10～40年代发展起来的一种理论,它在估计地震对结构的作用时,仅假定结构为刚性,地震力水平作用在结构或构件的质量中心上。地震力的大小当于
高层建筑结构与抗震1
高层建筑结构与抗震 一、选择题 1.在高层建筑结构设计中，（C）起着决定性作用。 A.地震作用 B.竖向荷载与地震作用 C.水平荷载与地震作用 D.竖向荷载与水平荷载 2．（A）的有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。需要是，可以隔断分割成小房间。外墙用非承重墙构建，可以是立面设计灵活多变。 A.框架结构体系 B.剪力墙结构体系 C.框架——剪力墙结构体系 D.简体结构体系 3.（A）具有造价较低、取材财富，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。 A.钢筋混凝土结构 B.钢结构 C.刚—钢筋混凝土组合结构 D.刚—钢筋混凝土混合结构 4.（D）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，该中体系广泛应用与多功能、多用途、层数较多的高层建筑中。 A.钢架结构体系 B.剪力墙结构体系 C.框架—剪力墙结构体系 D.简体结构体系 5．下列关于荷载对结构影响的叙述中，错误的是（C） A.底层和多层建筑的竖向荷载为主要荷载 B.高层建筑的水平荷载为主要荷载 C.所有建筑都必须考虑风荷载作用的影响 D.在地震区需要考虑地震作用的影响
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，下列叙述正确的是（C） A.6度或7度的地震 B.50年设计基准期内，超越概率大于10%的地震 C.50年设计基准期内，超越概率约为63.2%的地震 D.6度以下的地震 7.在目前，国内设计规范，仍沿用（A）方法计算结构内力，按弹塑性极限状态进行截面设计。 A,弹性B,塑性 C.弹塑性 8.框架梁的弯矩调幅只对（C）作用下的内力进行。 A.地震荷载 B.水平荷载 C.竖向荷载D风荷载 9.在修正反弯点法中，梁、柱的线刚度比值越大，修正系数a值（A） A也越大B不变C越小 10.剪力墙设计时应首先判断它属于哪一种类型，当满足（B）时，按壁式框架计算。 Ⅰ.a≥10 Ⅱ Ⅲ.洞口面积与剪力墙立面总面积之比不大于0.15 Ⅳ.洞口净距及孔洞至墙边的净距大于洞口的长边尺寸 A．Ⅰ+Ⅱ B.Ⅱ C.Ⅱ D.Ⅲ+Ⅳ 11.剪力墙设计时应首先判断它属于哪一种类型，当满足（D）时，一般可作为整体剪力墙考虑。 Ⅰ.a≥10 Ⅱ Ⅲ.洞口面积与剪力墙立面总面积之比不大于0.15 Ⅳ.洞口净距及孔洞至墙边的净距大于洞口的长边尺寸 A．Ⅰ+Ⅱ B.Ⅱ C.Ⅱ D.Ⅲ+Ⅳ
建筑结构抗震设计复习资料完美篇
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《建筑结构抗震设计》总复习 （武汉理工配套) 考试的具体题型和形式可能会有变化,但知识点应该均在以下内容中。复习不要死记硬背,而应侧重理解。 第一章: 绪论 １．什么是地震动和近场地震动？P3 由地震波传播所引发的地面振动,叫地震动。其中，在震中区附近的地震动称为近场地震动。 ２．什么是地震动的三要素？Ｐ3 地震动的峰值（振幅)、频谱和持续时间称作地震动的三要素。 3．地震按其成因分为哪几类？其中影响最大的是那一类?答： 地震按其成因可分为构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震等几类，其中影响最大的是构造地震。４．什么是构造地震、震源、震中、震中距、震源深度?P1 答： 由于地壳构造运动使深部岩石的应变超过容许值,岩层发生断裂、错动而引起的地面震动，这种地震称为构造地震，一般简称地震。地壳深处发生岩层断裂、错动的地方称为震源。震源至地面的距离称为震源深度。一般震源深度小于６０ｋm的地震称为浅源地震;60～３00km的称为中源地震；大于300ｋｍ的称为深源地震;我国绝大部分发生的地震属于浅源地震，一般深度为5~4０km。震源正上方的地面称为震中，震中邻近地区称为震中区，地面上某点至震中的距离称为震中距。 5. 地震波分哪几类？各引起地面什么方向的振动?Ｐ１-3 答： 地震波按其在地壳传播的位置不同可分为体波和面波。在地球内部传播的波称为体波,体波又分为纵波(P 波)和横波(S波)。纵波引起地面垂直方向的震动,横波引起地面水平方向震动。在地球表面传播的波称为面波。地震曲线图中，纵波首先到达,横波次之，面波最后到达。分析纵波和横波到达的时间差,可以确定震源的深度。 ６. 什么是震级和地震烈度？几级以上是破坏性地震?我国地震烈度表分多少度？P4答： 震级：指一次地震释放能量大小的等级,是地震本身大小的尺度。(1）m=２~4的地震为有感地震。（2）m>5的地震，对建筑物有不同程度的破坏。(3）m＞7的地震，称为强烈地震或大地震。 地震烈度:是指某一区域内的地表和各类建筑物遭受一次地震影响的平均强弱程度。 M(地震震级）大于5的地震,对建筑物就要引起不同程度的破坏,统称为破坏性地震。我国地震烈度表分为十二度,用罗马数字表示。 7. 什么是基本烈度和设防烈度?什么是设计基本地震加速度？Ｐ5答: 基本烈度是指一个地区在一定时期(我国取50年)内在一般场地条件下按一定概率(我国取１0%)可能遭遇到的最大地震烈度。它是一个地区抗震设防依据的地震烈度。 抗震设防烈度是指按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。 设计基本地震加速度指50年设计基准期内超越概率为10%的地震加速度的取值：7度--0.10g(0.１5g);8度－－0.２0g(0.30g)；9度－-０.40g 8. 不同震中距的地震对建筑物的影响有什么不同？设计规范如何考虑这种影响? 答:宏观地震烈度相同的两个地区，由于它们与震中的距离远近不同,则震害程度明显不同。处于大震级,远震中距下的高柔结构，其震害远大于同样烈度的中小震级、近震中距的建筑物,且反映谱特性不同。 ?为了区别同样烈度下不同震级和震中距的地震对建筑物的破坏作用，89《规范》将地震影响分为近震和远震两种情况。01《规范》进一步引入了设计基本地震加速度和设计地震分组。 9.抗震设防的目标（基本准则）是什么?P8 答：抗震设防的目标(基本准则)是小震不坏、中震能修、大震不倒。 10.“三个水准”的抗震设防要求具体内容是什么？P９答：
建筑结构抗震设计(第三版)习题解答1-5章
第一章的习题答案 1.震级是衡量一次地震强弱程度（即所释放能量的大小）的指标。地震烈 度是衡量一次地震时某地区地面震动强弱程度的尺度。震级大时，烈度就高；但某地区地震烈度同时还受震中距和地质条件的影响。 2.参见教材第10面。 3.大烈度地震是小概率事件，小烈度地震发生概率较高，可根据地震烈度 的超越概率确定小、中、大烈度地震；由统计关系：小震烈度＝基本烈度－1.55度；大震烈度＝基本烈度＋1.00度。 4.概念设计为结构抗震设计提出应注意的基本原则，具有指导性的意义； 抗震计算为结构或构件达到抗震目的提供具体数据和要求；构造措施从结构的整体性、锚固连接等方面保证抗震计算结果的有效性以及弥补部分情况无法进行正确、简洁计算的缺陷。 5.结构延性好意味可容许结构产生一定的弹塑性变形，通过结构一定程度 的弹塑性变形耗散地震能量，从而减小截面尺寸，降低造价；同时可避免产生结构的倒塌。 第二章的习题答案 1.地震波中与土层固有周期相一致或相近的波传至地面时，其振幅被放 大；与土层固有周期相差较大的波传至地面时，其振幅被衰减甚至完全过滤掉了。因此土层固有周期与地震动的卓越周期相近， 2.考虑材料的动力下的承载力大于静力下的承载力；材料在地震下地基承 载力的安全储备可低于一般情况下的安全储备，因此地基的抗震承载力高于静力承载力。 3.土层的地质年代；土体中的粘粒含量；地下水位；上覆非液化土层厚度； 地震的烈度和作用时间。 4.a 中软场地上的建筑物抗震性能比中硬场地上的建筑物抗震性能要差 （建筑物条件均同）。 b. 粉土中粘粒含量百分率愈大,则愈容易液化. c．液化指数越小，地震时地面喷水冒砂现象越轻微。 d．地基的抗震承载力为承受竖向荷载的能力。
高层结构抗震分析
基于高层连体结构的抗震设计分析 高层建筑连体结构是近十几年来发展起来的一种新型结构形式，所谓连体结构是指两个塔楼或多个塔楼由设置在一定高度处的连接体（又称连廊）相连而组成的建筑物。在地震作用下由于连接体的存在使得由原来独立发生振动的塔楼要相互作用、相互影响，在地震作用下的反应远比单塔结构和无连接体的多塔结构受力复杂，会出现较强的祸联震动、扭转加大等现象，其结构的抗震性能也不如单体结构，因此连接体的设置改变了结构的动力特性。高层连体结构的特点主要有以下几点：对称性、扭转效应、连体两端的连接处理方式重点考虑滑动支座的做法，限复位装置的构造，并应提供滑动支座的预计滑移量。当采用阻尼器作为限复位装置时，也可归为弱连接方式。强化结构的抗震安全目标并提高结构的抗震功能要求，已经成为工程抗震领域亟待解决的课题。 1 工程概况 本工程位于某市繁华商业地段，地理位置十分重要，城市景观的要求很高，建筑的使用功能也要求多元化，房屋的下部三层为商城，其上有21层的塔楼，工程总建筑面积约30000平方米，24层，总高度83米，为多功能的写字间，塔楼的顶上三层为观光连廊，因此形成了大底盘双塔的连体建筑结构。自然条件和设计依据：1）基本风压：035N/km2；2）抗震设防烈度：7度，设计基本地震加速度为0.109，设计地震分组为第一；3）建筑抗震设防类别：丙类；4）钢筋混凝土结构的抗震等级：剪力墙二级，框架二级。与连接体相连的部分的梁柱构件为一级。 2 结构方案的确定 2.1 结构方案的确定。 高层建筑的抗震设计首先应该注重的是概念设计。一般应掌握以下原则：根据结构的层数、房屋的高度、抗震设防要求、施工技术、材料等条件来选择合理的结构形式；对抗震结构要尽可能的设置多道防线，采用具有联肢墙、壁式框架的剪力墙结构、框架—剪力墙结构、框架—核心筒结构、筒中筒结构等多重抗侧力结构体系；结构的承载力、变形能力和侧向刚度要均匀连续变化，以适应地震反应的要求，结构的平面布置要力求简单、规则、对称，要避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部；构件的设计要采取有效的措施防止脆性破坏，保证结构有足够的延性。要减轻结构的自重，降低结构的地震作用。 2.2 本工程从平面形状来看，平面狭长的形状，属于抗震不利平面，从竖向来看，底下三层为大底盘，其上有二栋21层的塔楼，在塔楼的顶上三层设有连接体，因此竖向刚度不均匀，形成竖向刚度二次突变，对抗震非常不利。本工程的难点就在于要在建筑方案己经基本定性的原则下从结构方面来采取措施，尽量满足抗震的要求，尽可能的减轻地震的反应。这些措施包括结构体系的选择，剪力墙的布置，连接体的选型等，下面分别阐述。 2.3 根据本工程结构的层数、高度和使用功能要求，按照《高规》规定的房屋使用高度和高宽比要求，采用钢筋混凝土框架—剪力墙结构比较适合。框架—剪力墙结构是由框架和剪力墙共同组成的结构体系，它既能为建筑提供较大的使用空间，又有较大的抗水平力刚度，适用于商场、办公、住宅等，是一种抗震性能比较好的高层建筑结构体系。框架—剪力墙的结构布置应设计成双向的抗侧力体系，剪力墙应分散均匀地布置在建筑物的周边、楼电梯间、平面形状变化处及荷载较大的部位。剪力墙贯通建筑物的全高，并沿高度逐步减薄，避免刚度突变。框架—剪力墙结构中，要有足够的剪力墙的数量，应当使剪力墙承担大部分的水平作用产生的剪力，但是剪力墙的数量也不能过多，否则，结构的刚度过大，引起的地震反应加大，对结构的抗震设计也不利，结构设计也不经济。 2.4 连接体的结构方案确定。连接体是连体结构中一个重要的组成部分。从前面的分析表明，对对称结构而言，在对称的水平力作用下，连接体的存在对结构的受力性能影响很小，
高层建筑结构抗震设计方法
高层建筑结构抗震设计方法 结构抗震设计方法 基础的抗震设计。基础是实现高层建筑安全性的重要条件。我国高层建筑通常采用钢筋混凝土连续地基梁形式,在基础梁的设计中,为充分发挥钢筋的抗拉性和混凝土的抗压性的复合效应,把设计重点放在梁的高度和钢筋的用量上,在钢筋的布置上采用主筋、腹筋、肋筋、基础筋、基础辅筋5种钢筋的结合。为防止基础钢筋的生锈,一方面采用耐酸化的混凝土,另一方面是增加钢筋表面的保护层厚度,以抑止钢筋的腐蚀。高层建筑基础处理的另一个特色是钢制基础结合垫块的应用,它是高层建筑上部结构柱与基础相连的重要结构部件。它的功能之一是使具有吸湿性的混凝土基础和钢制结构柱及上部建筑相分离,有效防止结构体的锈蚀,确保部件的耐久性。 钢结构骨架的抗震设计。采用钢框架结合点柱壁局部加厚技术来提高结构抗震性能。一般钢框架结构,梁和柱结合点通常是柱上加焊钢制隅撑与梁端用螺栓紧固连接。在这种方式下,钢柱必须在结合部被切断,加焊隅撑后再结合,这样做技术上的不稳定性和材料品质不齐全的可能性很大,而且遇到大地震,钢柱结合部折断的危险性很大。鉴于此,可以首先该结构的梁柱采用高密度钢材,以发挥其高强抗震、抗拉和耐久性。柱壁增厚法避免断柱形式,对二、三层的独立住宅而言,结构柱可以一贯到底,从而解决易折问题。与梁结合部柱壁达到两倍厚,所采用的是高频加热引导增厚技术。在制造过程中品质易下降的钢管经过加热处理反
而使材料本来所具有的拉伸强度得以恢复。对于地震时易产生的应力集中,柱的增厚部位能发挥很大的阻抗能力,从而提高和强化了结构的抗震性。 墙体的抗震设计。“三合一”外墙结构体系,首先是由日本专家设计应用的,采用外墙结构柱与两侧外墙板钢框架组合形成的“三合一”整体承重的结构体系。该体系不仅仅用柱和梁来支撑高层建筑,而是利用墙体钢框架与结构柱结合,有效地承受来自垂直方向与水平方向的荷载。由于外墙板钢框架的补强作用,该做法可以较好地发挥结构柱设计值以外的补强承载力。加强了对竖向地震力及雪荷载的抵抗能力,最大限度地发挥其抗震优势;另一方面,由于外墙板钢框架与内部斜拉杆所构成“面”承载与结构柱的结合并用,也提高了整体抗侧推力和抗变形能力。它的抗水平风载和地震力的能力比单纯墙体承重体系提高30%左右。