王社良版《建筑結構抗震設計》課后思考題全解

第一章緒 論地震按其成因分為哪幾種類型？按其震源的深淺又分為哪幾種類型？構造地震、火山地震、陷落地震和誘發(fā)地震。深淺：構造地震可分為淺源地震d<60km〕(60300km(>300km)什么是地震波？地震波包含了哪幾種波？各種地震波各自的傳播特點是什么？對地面和建筑物的影響如何？動以波的形式從震源向各個方向傳播并釋彈性波，分為體波〔地球內部傳播、面波〔地球外表傳播。體波：分為縱波〔p波：在傳過程中，其介質質點的振動方向與波的前進向全都。特點是：周期短，振幅??；影響：它使地面發(fā)生上下振動，破壞性較弱。橫波s波：在傳播過程中，其介質質點的振動方向與波的前進方向垂直。特點是：周期長，振幅大。影響：它使地面發(fā)生前后、左右抖動，破壞性較強面波：分為洛夫波〔L波〕：傳播時將質點在與波前進方向相垂直的水平方向上破壞的主要因素。地震波的傳播速度：縱波＞橫波＞面波橫波、面波：地面震驚猛烈、破壞作用大。地震波在傳播過程中能量衰減：地面振動減弱、破壞作用漸漸減輕。向地球內部及表層各處傳播開去，形成了連續(xù)介質中的彈性波。什么地震震級？什么是地震烈度和根本烈度？什么是抗震設防烈度？〔度：就是指指地面及房屋等建筑物受地震破壞的程度。什么是多遇地震和罕遇地震？63％的地震烈度值。502％～3％的地震烈度。什么是地震、地震作用、震源、震中距、烈度、震級、震中？緩慢積存的能量突然釋放而引起的地球表層的振動。震源：地球內部斷層錯動并輻射地震波的部位。震中距：地面某處至震中的水平距離。震中：震源在地面上的投影點。：表示一次地震本身強弱程度和大小的尺度。它以地震釋放的能量為尺度，依據地震儀記錄到的地震波確定。地震強度由震級和烈度來反映。類建筑物患病一次地震影響的強震后引起后果的一種標度。地震烈度與震級：一次地震，表示地震大小的震級只有一個由于同一次地震對不同地點的影響不一樣遠近會消滅多種不同的烈度。地震作用：地震引起的作用于建筑物上的動荷載。建筑的抗震設防類別分為哪幾類？分類的作用是什么？依據建筑使用功能的重要性，按其受地震破壞時產標準》將建筑分為甲乙丙丁四類：時可能發(fā)生嚴峻次生災難的建筑乙類建筑：地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復的建筑，類以外的一般建筑。丁類建筑：抗震次要建筑。什么是建筑抗震概念設計？它主要包括哪幾方面內容？指依據地震災難和工程閱歷等所形成的根本設計原則和設計思想理抗震構造體系，合理利用構造延性重視非構造延性，確保材料和施工質量。在建筑抗震設計中，是如何實現“三水準”設防要求的？抗震設防的“三水準”：即“不震不壞，中震可修，大震不倒”。這一抗震設防目標亦為我國《抗震標準》所承受。三水準設防的設防要求：規(guī)定的設防烈度的地震影響時損壞或不需要修理仍可連續(xù)使用；規(guī)定的設防烈度的地震影響時〔包括構造和非構件可能有肯定損產設備經一般修理或不需要修理仍可連續(xù)使用；設防烈度的預估罕遇地震影響時或發(fā)生危及生命的嚴峻破壞。“兩階段設計方法”第一階段設計：是在方案布置符合抗震設計原則的前提構造在彈性狀態(tài)下的地震作用效應載效應按肯定的組合原則組對構件截面進展抗震設計或驗證必要的強驗構造的彈性變這一階段設計滿足第一水準的抗震設〔罕遇地震〕驗算構造薄弱部位的彈塑性變形，對特別重要的建筑和地震時易倒塌的構造除進展第一階段的設計還要按第三水應的構造措施，以滿足第三水準的設防要求〔大震不倒。場地、地基和根底場地土的分類打算分？場地土是指建筑場地范圍組成和堅對建筑物震害的影響也不同。一般地分為堅硬土或巖石，中硬土，中軟土，脆弱土驗算？砌體房屋；地基主要受力層范圍內不存在脆弱粘性土層的以下建筑：一般的單層廠房和單層空曠房屋；不超8層25m根底荷載2〕項相當的多層框架廠房。標準規(guī)定可不進展上部構造抗震驗算的建筑。怎樣確定地基土的抗震承載力？載力驗算：承受“擬靜力法”pmax1.2faEpfaEpmax1.2faEpfaE式中：p 根底底面平均壓力〔kPa)根底底面邊緣最大壓力(kPa)faE 地基土抗震允許承載力底面不宜消滅拉應根底底面與地基土之間零應力區(qū)面積不應超過根底底面面積15%。什么是場地土的液化？怎樣判別？影響液化的因素有哪些？抗液化措施，液化對建筑物有哪些危害？飽和砂土或粉土在猛烈顆粒之間將產生相對顆粒構造有變密的趨勢這時時間而受到擠壓則交將使孔隙水壓力急劇結果使砂土顆粒局部或全部處于場地土的液化。處于地下水位以下的飽和砂土和粉土的土顆粒構造受到地震作用時將趨于密壓力急劇臨時間這種急劇壓壓壓力完全消逝時顆粒處于懸態(tài)這時強度而顯這種現為液化。液化的宏觀標志是在地表消滅噴砂冒水。土層的地質年月和組成土層的相對密度地震烈度和地震持續(xù)時間抗液化措施：性接頭危害：地面開裂下沉使建筑物產生過度下沉或整體傾斜，不均勻沉降引起建筑物上部構造破壞，使梁板等構件及其節(jié)點破壞，使整體開裂和建筑物體型變化處開裂。液化判別和處理的一般原則：對液化敏感的乙類7別和處理！層應依據建筑的抗震設防類別級結合具體狀況實行相應的措施。為了削減判別場飽和砂土液化的判別可分為兩步進別和標準貫入試驗判別經初步判別定為不液化或不考慮液化影響的場地土，原則上可不進展標準貫入試驗的判別。別主要是依據以地質層厚度等作為標準貫入試驗判別則是依據現場的試驗結特地的標準貫入試驗設備并依據規(guī)定的試驗方法在現場進展試驗。當地面下15m準貫入錘擊數的臨界Ncr時應判別為則即為別標準貫入錘擊數的臨界Ncr應依據規(guī)定的公式計算。等效剪切波速：假設計算深度范圍內有多層土層，則依據計算深度范圍內各土層剪切波速加權平均得到的土層剪切波速即為等效剪切波速。地基土抗震承載力：地基土抗震承載力ζa數，fa為深寬修正后的地基承載力特征值。 2.8場地掩蓋定義：一般狀況下，可取地面到剪切波速大于500m/s的堅硬土層或巖層頂的距離。什么是土層等效剪切波速？其作用是什么？如何計算？1〕反映各土層的綜合剛度，其值可依據地震波通過計算深度范圍內各土層的總時間等于該波通過同一計算深度的單一折算土層所需的時間求得。2〕反映各土過同一計算深度的單一折算土層所需的時間求得。場地的卓越周期？確定卓越周期的意義？地表震驚頻度-周期關系曲線上頻度最大值對應的周期稱為場地的卓越周期。意義：在建筑抗震設計中，應使建筑物的自振周期避開場地的卓越周期，以避開發(fā)生共振現象。自振周期和卓越周期Tg對構造的震害有什么影響？〔簡答題〕構造的自振周期顧名思義是反映構造的動力特性，與構造的質量及剛度有關，對單對于多自由度就有同模型中承受的自由度一樣的周期個數，周期最大的為根本周期，設計用的主要參考數據！線標地震震級，震源機制〔包括震源深度、震中距等地震本身方面的影響，同時也反映了場地的特性；如脆弱土層的厚度，類型等場地類別。第三章構造地震反響分析與抗震驗算地震作用的概念、特點和影響因素？定義釋集中地面運動處于靜止的建筑物受到動力作用而產生猛烈振動動過程中作用在構造上的慣性力就是地震作用。(以前稱為地震荷載)特點：不是直接作用在構造上，屬于間接作用；不僅取決于地震烈度、設計地震分組和場地類別等地震特性，還與構造的動力特性〔自振周期、阻尼等〕親熱相關。影響因素：級，地震時間，地形，地質，房屋構造，人口密度，天氣等等什么是加速度反響譜曲線？定義:單自由度體系在給定地震驚作用下某種反響量的最大值與體系自振周期之間的關系曲線.性質：加速度反響譜曲線為一多峰點曲線。當阻尼比為0時，加速度反方譜的越小，曲線越平滑。構造周期的規(guī)律：對于加速度反響譜構造周期小于某個值時幅值隨周期急劇值時，快速下降。什么是等效總重力荷載Geq？怎樣確定？所謂等效總重力荷載,對于多質點體系來說,就是總重力荷載代表值乘以等效0.85。G G

(n G H )i ii1

0.85eq

G H 2 n Gii1 i10.75s時，此系數可近似取為0.85。明顯，對于單質點體系，此系數取1.在使用底部剪力法計算地震作用的構造的根本周標準》即規(guī)c0.85.構造等效總重力荷載確定如：Gep=0.85∑Gi3.43.4重力荷載代表值：構造抗震設計時的根本代表值，是構造自重〔永久荷載〕和有關可變荷載的組合值之和3.5簡述確定水平地震作用的振型分解反響譜法的主要步驟。4將這些效應進展組合，以求得構造的地震作用效應。3.6考慮豎向地震力：89度區(qū)的大跨構造、長懸臂構造，以及9度區(qū)的高層建筑。3.73.7鞭梢效應，地震作用效應會增大。第四章建筑抗震概念設計何謂“抗震概念設計”？“概念設計”與計算設計有何不同？概念設計需要輔以必要的計算設計。砼框架體系構造抗震設計中如何考慮填充墻的影響？使構造抗側移剛增大，增加的幅度可達30%-50%.構造墻他分水平地震剪力，反而使框架所擔當的樓層地震剪力減小。由于砌體填充墻具有較大的抗側移剛變構造的抗震側移幅值，相對墻具有很大的初期剛較大加速度脈沖時墻變形及墻面裂縫的輸墻在這道抗震防線的主力構件，使框架退居為其次道防線。第五章多層和高層鋼筋混凝土構造框架構造的側移計算包括哪幾個方面？構造布置及構件截面尺寸確定——計算簡圖——荷載計算——重力荷載代表值計算強度計算——變形驗算——構造措施等框架構造抗震設計的根本原則是什么？鋼筋混凝土框架構造宜對稱布置。應應小于構件斜截面的極限剪力，即強剪弱彎”鋼筋混凝土框架的梁、柱構件之間應設置成“強柱弱梁梁柱節(jié)點的承載力宜大于梁、柱構件的承載力。即”強節(jié)點弱構件”。構造破壞機制：總體機制、樓層機制首先屈服形成塑性鉸消耗地震能量，而柱在較長時間里根本處于彈性狀態(tài)。調整方法調整為略大于梁端的彎矩設計值或抗彎力量。在受彎屈服前發(fā)生剪切破壞調整方法：人為地將同一桿件在地震作用組合下的剪力設計值調整為略大于按桿端彎矩設計值及梁上荷載反算出的剪力值強節(jié)點強錨固原則：使節(jié)點有足夠的承載力量5.45.4簡述框架節(jié)點抗震設計的根本原則。節(jié)點的承載力不應低于其連接構件的承載力；多遇地震季節(jié)點應在彈性范圍內工作；罕遇地震季節(jié)點承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞；梁柱縱筋在節(jié)點區(qū)內應有牢靠的錨固；節(jié)點配筋不應使施工過分困難。5.5簡述鋼筋混凝土構造房屋的震害狀況。答：1.共振效應引起的震害；2.構造布置不合理引起的震害；3.柱、梁和節(jié)點的震害；4.填充墻的震害；5.抗震墻的震害。第六章多層砌體房屋多層砌體構造房屋的計算簡圖如何選?。康卣鹱饔萌绾未_定？層間地震剪力在墻體間如何安排？計算簡圖的選?。涸诮ㄖ飪蓚€主軸方向分別計算水平地震作用并進展抗震驗算。滿足前面規(guī)定的構造布置要求的多層砌體構造變形形式以層間剪切變形為主。各樓層標高處縫所劃分的構造單元作為計算單元。各樓層載組合值層的墻體、構造柱重量之和。埋置淺時頂時，取室外地坪下0.5m處當設有整體剛度很大的全地下室時頂板頂處剛度較小或為半地下室時，取為地下室室內地坪處，此時，地下室也算作一層樓面。地震作用確實定：構造底部總水平地震作用的標準Fek=α1Geq考慮到多層砌體構造房屋中縱向或橫向承重墻體的數量較側移剛規(guī)對于多層砌體構造房屋確定水平地震作用時大值，即max水平地震作用iF HiG Fii n

EKHkGk FEk

Gmax eq樓層地震剪力Vn iji

〔突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等，地震作用應乘以地震3〕層間地震剪力Vi在墻體間的安排：層間地震剪力是作用在整個房屋某一樓層墻上去，進而再把每道墻上的地震剪力安排到同一道墻的某一墻段上。橫向水平地震作用下層間剪力安排·橫向水平地震作用由該驗算方向橫墻單獨承受·i層層間水平地震剪力Vi該層m墻上：縱向水平地震作用下層間剪力安排·計算方法同橫墻，由于縱向墻體的間距較小，水平剛度較大，往往可按縱墻截面面積與全部縱墻總凈截面面積的比Aim/Ai進展安排。多層砌體構造房屋的抗震構造措施包括哪些方面？1.設置鋼筋混凝土構造柱設置鋼筋混凝土圈梁樓蓋、屋蓋構件具有足夠的搭接長度和牢靠的連接橫墻較少磚房的有關規(guī)定與加強措施墻體之間的連接加強樓梯間的整體性承受同一類型的根底(一)設置鋼筋混凝土芯柱1、芯柱設置部位及數量混凝土小砌塊房屋應按下表要求設置鋼對墻較少的房屋，應依據房屋增加一層后的層數按下表要求設置芯柱。2.芯柱截面尺寸、混凝土強度等級和配筋混凝土小砌塊房屋芯柱截面尺寸不宜小于120mm×120mm。芯柱混凝土強度等級，不應低于C20。芯柱豎向鋼筋應貫穿墻身且與圈梁連接，插筋不應1Φ12,7時超過五層、8時超過四層9時，插筋不應小于1Φ14。芯柱應500mm,500mm圈梁相連.為提高墻體抗震受剪承載力而設置的芯柱，宜在墻體內均勻布置，最大2m。(二)砌塊房屋中替代芯柱的鋼筋混凝土構造柱〔1〕截面與配筋構造柱最小截面可承受190×190mm，縱向鋼筋宜承受4Φ12，箍筋間距不宜大于250mm，且在柱上下端宜適當加密；7度時超過五層、8度時超過四層和九度時縱向鋼4Φ14，箍筋間距不應200mm；外墻轉角的構造柱可適當加大截面及配筋.構造柱與墻體的連接鄰的砌塊時宜填實，時應填實并插筋；沿墻600mm應設拉結鋼筋網片，每深入墻1m。構造柱與圈梁的連接