抗震結(jié)構(gòu)習題及大答案

思考題1.1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？答：地震按其成因分為：構(gòu)造地震、火山地震、誘發(fā)地震、陷落地震按震源深度分類為：1）淺源地震2）中源地震3）深源地震1.2什么是地震波？地震波包含了哪幾種波？答：地震波：地震產(chǎn)生的地殼運動（振動）以波的形式從震源向各個方向傳播并釋放能量，這種波稱為地震波。地震波包含：體波和面波。體波：在地球內(nèi)部傳播的波1.3什么是地震震級？什么是地震烈度？什么是抗震設(shè)防烈度？答：（1）地震震級定義：震級是表示一次地震本身強弱程度或大小的尺度，也是表示一次地震釋放能量的多少，是一個衡量地震強度的指標，是反映一次地震本身大小的等級用M表示。一次地震只有一個震級。（2）地震烈度定義：指某一地區(qū)的地面和各類建筑物遭受一次地震影響的強弱程度震級越大，烈度就越大。（3）抗震設(shè)防烈度定義：按國家規(guī)定的權(quán)限批準作為一個地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度稱為設(shè)防烈度，用Id表示。1.4什么是多遇地震？什么是罕遇地震？（1）多遇地震定義：建筑所在地區(qū)在設(shè)計基準期（50年）內(nèi)出現(xiàn)的頻度最高的烈度稱為常遇烈度、小震烈度這樣的地震稱為多遇地震。（2）罕遇地震定義：建筑所在地區(qū)在設(shè)計基準期（50年）內(nèi)具有超越概率2%-3%的地震烈度。也稱為大震烈度這樣的地震成為罕遇地震。1.5建筑的抗震設(shè)計類別分為哪幾類？分類的作用是什么？建筑的抗震設(shè)計類別分為四甲類→重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴重次生災(zāi)害的建筑乙類→地震時使用功能不能中斷需盡快恢復的建筑丙類→除甲乙丁類以外的一般建筑丁類→抗震次要建筑分類的作用是：根據(jù)不同類別的建筑采用不同的抗震設(shè)防措施2.1場地土分為哪幾類?它們是如何劃分的?場地土分為1)堅硬土或巖石2)中硬土3)中軟土4)軟弱土2、選擇建筑場地的原則是什么？選擇有利地段，避開不利地段，不應(yīng)在危險地段建造甲、乙、丙、丁類建筑場地土的類型是按土層剪切波速大小劃分2.2什么是場地?怎樣劃分建筑場地的類別?場地指工程群體所在地,具有相似的反應(yīng)譜特征,其范圍相當于廠區(qū)、居民區(qū)和自然村或不小于1.0KM2的平面面積。建筑場地類別劃分：根據(jù)土層等效剪切波速和覆蓋層的厚度劃分場地類別2.3簡述天然地基基礎(chǔ)抗震驗算的一般原則。那些建筑可不進行天然地基基礎(chǔ)的抗震承載力驗算？為什么？可不進行地基基礎(chǔ)抗震驗算的范圍1)砌體房屋2)地基主要受力層范圍內(nèi)不存在軟弱粘性土層的下列建筑：a)一般的單層廠房和單層空曠房屋；b)不超過8層且高度在25m以下的一般民用框架房屋；c）基礎(chǔ)荷載相當?shù)亩鄬涌蚣軓S房。3)規(guī)范規(guī)定可不進行上部結(jié)構(gòu)抗震驗算的建筑。(抗規(guī)3.1.4條：設(shè)防烈度為6度時，對乙、丙、丁類建筑可不進行地震作用計算)2.4*怎樣確定地基土的抗震承載力？注意：地基抗震承載力按標準值計算2.5*什么是場地土的液化？怎樣判別？液化對建筑物有哪些危害？土的液化定義：地下水位以下的飽和砂土和飽和粉土在地震作用下，土顆粒之間有變密的趨勢，但因孔隙水來不及排出，使土顆粒處于懸浮狀態(tài)，形成如液體一樣。場地土的液化判別分兩步進行，即初步判別和標準貫入試驗判別。影響場地土液化的主要因素：（1）.土層的地質(zhì)年代；（2）.土層的土粒的組成和密實程度；（3）.砂土層埋置深度和地下水位深度；（4）.地震烈度和地震持續(xù)時間。2.6*如何確定地基的液化指數(shù)和液化的危害程度？液化場地危害程度的確定液化指數(shù)由液化指數(shù)，按下表確定液化等級判別深度判別深度20m時的液化指標判別深度15m時的液化指標??±ê嚴重中等?Dμè輕微?á?￠液化等級òo?ˉμè??液化等級與相應(yīng)的震害液化等級、地面噴水冒砂情情況、對建筑物的危害害情況輕微地面無噴水冒砂砂，或僅在在洼地、訶訶邊有零星星的噴水冒冒砂點危害性小，一般般不致引起起明顯的震震害中等噴水冒砂可能性性大，從輕輕微到嚴重重均有，多多數(shù)屬中等等危害性較大，可可造成不均均勻沉陷和和開裂，有有時不均勻勻沉陷可達達200mmm嚴重一般噴水冒砂都都很嚴重，地地面變形很很明顯危害性大，不均均勻沉陷可可能大于2200mmm，高重心心結(jié)構(gòu)可能能產(chǎn)生不允允許的傾斜斜2.7*簡述可液化地基的抗液化措施？答：地基抗液化措施應(yīng)根據(jù)建筑物的抗震設(shè)防類別和地基的液化等級，結(jié)合具體情況綜合確定，主要包括（1）全部消除地基液化沉陷的措施（2）部分消除地基液化沉陷的措施(3)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理措施2.8*哪些建筑可不進行樁基的抗震承載力驗算？為什么？書第25頁3.1*什么是地震作用？怎樣確定結(jié)構(gòu)的地震作用？地震作用：結(jié)構(gòu)上的質(zhì)量由于地震產(chǎn)生的加速度的存在而產(chǎn)生的慣性力結(jié)構(gòu)由地震引起的振動稱為結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，振動過程中作用在結(jié)構(gòu)上的慣性力就是“地震作用”，它使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力，發(fā)生變形。地震時結(jié)構(gòu)所承受的地震作用實際上是地震動輸入結(jié)構(gòu)后產(chǎn)生的動態(tài)反應(yīng)。地震作用的數(shù)值大小不僅取決于地面運動的強弱程度，而且與結(jié)構(gòu)的動力特性有關(guān)，即與結(jié)構(gòu)的自振周期、質(zhì)量、阻尼等直接相關(guān)。目前我國和世界上絕大多數(shù)國家均把反應(yīng)譜理論作為確定地震作用的主要手段。3.2*什么是建筑結(jié)構(gòu)的重力荷載代表值？怎樣確定它們的系數(shù)？地震動時能作質(zhì)量產(chǎn)生地震作用(慣性力)的各種豎向荷載，稱為重力荷載。抗震設(shè)計時，在地震作用標準值的計算中和結(jié)構(gòu)構(gòu)件地震作用效應(yīng)的基本組合中，建筑物重力荷載的取值稱為重力荷載代表值。建筑物的重力荷載代表值應(yīng)取結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重(恒載)標準值和各可變荷載(活荷載)組合值之和。各可變荷載的組合值系數(shù)按書取值3.3*什么是地震系數(shù)和地震影響系數(shù)？它們有何關(guān)系？答:地震系數(shù)：地面運動的最大加速度與重力加速度之比。地震影響系數(shù)：作用于單質(zhì)點彈性體系上的水平地震力與結(jié)構(gòu)重力之比。注意地震影響系數(shù)不等于地震系數(shù)，而等于地震系數(shù)和動力系數(shù)的乘積3.4*什么是加速度反應(yīng)譜曲線？影響a-T曲線形狀的因素有哪些？質(zhì)點的水平地震作用與哪些因素有關(guān)？書P34的四個階段《抗震規(guī)范》是以地震影響系數(shù)作為抗震設(shè)計依據(jù)的，其數(shù)值應(yīng)根據(jù)烈度、場地類別、設(shè)計地震分組以及結(jié)構(gòu)自振周期和阻尼比，通過地震影響系數(shù)曲線（抗震設(shè)計反應(yīng)譜）確定：即地震影響系數(shù)曲線（抗震設(shè)計反應(yīng)譜）書P35圖(重點內(nèi)容如何計算求解見課本與課件)3.5*怎樣進行結(jié)構(gòu)截面抗震承載力驗算？怎樣進行結(jié)構(gòu)抗震變形驗算？建筑結(jié)構(gòu)抗震承載力驗算涉及地震作用的考慮、重力荷載代表值確定和結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面抗震驗算。一般情況下，水平地震作用對結(jié)構(gòu)起控制作用，可沿結(jié)構(gòu)兩個主軸方向分別驗算；對于質(zhì)量和剛度明顯不均勻、不對稱的結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮水平地震作用引起的扭轉(zhuǎn)影響；高烈度區(qū)的高聳及高層結(jié)構(gòu)、大跨及長懸臂結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮豎向地震作用?？拐鹪O(shè)計的重力荷載代表值中，永久荷載取標準值，可變荷載取組合值，適用于計算地震作用以及與地震作用相遇的其他重力荷載。構(gòu)件截面抗震承載力驗算時，結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力組合設(shè)計值采用多遇地震的作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)組合的多系數(shù)表達式，結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計值應(yīng)考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)予以調(diào)整，適當降低地震作用下結(jié)構(gòu)的可靠度。建筑結(jié)構(gòu)的抗震變形驗算包括在多遇地震作用下的彈性變形驗算和罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算。3.6*什么是等效總重力何載？怎樣確定？3.7*簡述確定結(jié)構(gòu)地震作用的底部剪立法和振型分解反應(yīng)譜法的基本原理和步驟？底部剪力法是先計算出作用于結(jié)構(gòu)的總水平地震作用，也就是作用于結(jié)構(gòu)底部的剪力，然后將總水平地震作用按一定的規(guī)律分配給各質(zhì)點。1、結(jié)構(gòu)底部剪力的計算根據(jù)靜力平衡條件，相應(yīng)于j振型的結(jié)構(gòu)底部剪力應(yīng)等于j振型下結(jié)構(gòu)的總水平地震作用，即應(yīng)等于j振型各質(zhì)點水平地震作用Fji之和。2.各質(zhì)點水平地震作用標準值的計算(具體步驟見書)什么求解3.8*什么是樓層屈服強度系數(shù)？怎樣確定結(jié)構(gòu)薄弱層或部位？樓層屈服強度系數(shù)根據(jù)對大量鋼筋混凝土剪切型結(jié)構(gòu)實例的彈塑性時程分析可知：結(jié)構(gòu)彈塑性層位移主要取決于樓層屈服強度系數(shù)的大小和樓層屈服強度系數(shù)沿房屋高度的分布情況。3.9*哪些結(jié)構(gòu)需要考慮豎向地震作用？怎樣確定結(jié)構(gòu)的豎向地震作用？我國《抗震規(guī)范》規(guī)定，8度和9度時的大跨結(jié)構(gòu)、長懸臂結(jié)構(gòu)、煙囪和類似高聳結(jié)構(gòu)，9度時的高層建筑，應(yīng)考慮豎向地震作用。對于豎向地震作用的計算，我國《抗震規(guī)范》根據(jù)建筑類別不同，分別采用豎向反應(yīng)譜法和靜力法：1、9度時的高層建筑，其豎向地震作用標準值可按反應(yīng)譜法計算。2、對平板型網(wǎng)架屋蓋、跨度大于24m屋架、長懸臂結(jié)構(gòu)及其他大跨度結(jié)構(gòu)的豎向地震作用標準值，可按靜力法計算。3.10*什么是地震作用效應(yīng)、重力荷載分項系數(shù)、地震作用分項系數(shù)？什么是承載力調(diào)整系數(shù)？4.1*何謂“概念設(shè)計”？與計算設(shè)計有何不同？概念設(shè)計：根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗等所形成的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想進行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細部構(gòu)造的過程稱為概念設(shè)計。4.2*對建筑抗震有利的地段有哪些？對建筑抗震危險的地段有哪些？為什么要避開抗震危險地段？1.對建筑抗震有利的地段：開闊平坦地帶的堅硬場地土密實均勻的中硬場地土。2.對建筑抗震不利的地段：條狀突出的山嘴，孤立的山包和山梁的頂部，高差較大的臺地邊緣，非巖質(zhì)的陡坡，河岸和邊坡的邊緣軟弱土、宜液化土、故河道、斷層破碎帶、暗埋塘浜溝谷或半挖半填地基在平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的地段3.地震危險地段包括：斷層；陡峭的山區(qū)；存在液化或潤滑夾層的坡地；大面積采空區(qū)4.3*建筑平面布置的基本原則是什么？為什么要控制房屋的高寬比？一.建筑平面布置平面宜簡單、規(guī)則、對稱，減少偏心；質(zhì)量和剛度變化均勻，避免樓層錯層；平面長度不過長，突出部分長度l不過大；L、l等值滿足要求；不宜采用角部重疊的平面圖形或細腰形平面圖形。4.4*〈抗震震規(guī)范〉關(guān)關(guān)于抗震結(jié)結(jié)構(gòu)體系，有有哪些要求求？4.5*抗震結(jié)結(jié)構(gòu)體系在在結(jié)構(gòu)平面面布置與豎豎向布置中中應(yīng)注意哪哪些問題？？4.6*何謂“多道防震震防線”？為什么么多道防震震防線對抗抗震結(jié)構(gòu)是是必要的？？4.7*結(jié)構(gòu)剛剛度、承載載力與延性性之間有何何關(guān)系？結(jié)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)設(shè)計中如何何協(xié)調(diào)三者者之間的關(guān)關(guān)系？4.8*為什么么說結(jié)構(gòu)的的完整性是是保證結(jié)構(gòu)構(gòu)各個部位位在地震作作用下協(xié)調(diào)調(diào)工作的必必要條件？？4.9*何謂非非結(jié)構(gòu)部件件？非結(jié)構(gòu)構(gòu)部件對結(jié)結(jié)構(gòu)抗震性性能有何影影響？非結(jié)構(gòu)部件一般般是指在結(jié)結(jié)構(gòu)分析中中不考慮承承受重力荷荷載以及風風、地震等等側(cè)力荷載載的部件砌體填充墻對結(jié)結(jié)構(gòu)抗震性性能的影響響：下面四四點5.1*多層和和高層鋼筋筋混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)房屋主主要有哪幾幾種結(jié)構(gòu)體體系？各有有何特點及及適用范圍圍？多層和高層鋼筋筋混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)體系包包括：框架結(jié)構(gòu)、框架架-抗震墻結(jié)結(jié)構(gòu)、抗震震墻結(jié)構(gòu)、筒筒體結(jié)構(gòu)和和框架-筒體結(jié)構(gòu)構(gòu)等。鋼筋混凝土框架架結(jié)構(gòu)特點點:平面布置置靈活,易滿足建建筑物內(nèi)大大空間的要要求,側(cè)向剛度度小水平位位移較大。適用范圍：房屋層數(shù)一般在十層以下5.2*多層和和高層鋼筋筋混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)房屋的的震害主要要有哪些表表現(xiàn)？網(wǎng)答：(1)、共振效效應(yīng)引起的的震害；(2)、結(jié)構(gòu)平平面或豎向向布置不當當引起的震震害；(3)、框架柱柱、梁和節(jié)節(jié)點的震害害；(4)、框架填填充墻的震震害；(5)、抗震墻墻的震害。5.3*為什么么要限制各各種結(jié)構(gòu)體體系的最大大高度及高高寬比？網(wǎng)網(wǎng)房屋高寬比大-------地震作用用產(chǎn)生很大大的傾覆力力矩------造成基礎(chǔ)礎(chǔ)轉(zhuǎn)動------上部結(jié)構(gòu)構(gòu)產(chǎn)生較大大側(cè)移（影影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)穩(wěn)定）傾覆力矩大------在兩側(cè)柱柱中引起較較大軸力------構(gòu)件屈服服破壞對于高層建筑來來說建筑高高度越高，水水平力越大大，水平側(cè)側(cè)移越大（影影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)穩(wěn)定）5.4*框架結(jié)結(jié)構(gòu)、框架架—剪力結(jié)構(gòu)構(gòu)、剪力墻墻結(jié)構(gòu)的布布置分別應(yīng)應(yīng)著重解決決哪些問題題？*對框架結(jié)構(gòu)的布布置要求：：宜雙向設(shè)置承重重框架；不不宜采用單單跨框架框架梁和柱在中中線應(yīng)盡可可能重合在在同一平面面內(nèi)，兩者者間的偏心心距不宜超超過柱寬的的1/4樓梯間、電梯間間不宜設(shè)置置在結(jié)構(gòu)單單元的兩端端及拐角處處框架結(jié)構(gòu)沿高度度不宜突變變；局部突突出屋頂?shù)牡牟糠謶?yīng)采采用框架承承重遵守“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強節(jié)點、強強錨固”等原則進進行延性框框架的設(shè)計計。合理考慮砌體填填充墻的設(shè)設(shè)置抗撞墻的設(shè)置5.5*多層和和高層鋼筋筋混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)房屋的的抗震等級級是如何確確定的？答：抗震等級是是確定結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)力計算算調(diào)整和抗抗震措施的的標準，可可根據(jù)設(shè)防防烈度、房房屋高度、建建筑類別、結(jié)構(gòu)類類型、構(gòu)件件在結(jié)構(gòu)中中的重要程程度來確定定。抗震等級共分44級，體現(xiàn)現(xiàn)不同的抗抗震要求，其其中一、二二、三、四四級逐漸降降低5.6*如何計計算框架結(jié)結(jié)構(gòu)的自振振周期？如如何確定框框架結(jié)構(gòu)的的水平地震震作用？框架結(jié)構(gòu)的自振振周期用，：周期折折減系數(shù)，磚磚砌取0.6～0.7，外掛取0.8，：結(jié)構(gòu)頂頂點假想位位移，按柱柱的彈性方方法計算結(jié)結(jié)構(gòu)頂點位位移。5.7*為什么么要進行結(jié)結(jié)構(gòu)的側(cè)移移計算？框框架的結(jié)構(gòu)構(gòu)的側(cè)移計計算包括哪哪幾個方面面？各如何何計算？位移計算1、多遇地震層間間彈性位移移的計算，2、罕遇地震作用用下層間彈彈塑性位移移計算5.8*框架結(jié)結(jié)構(gòu)在水平平地震作用用下的內(nèi)力力如何計算算？在豎向向荷載作用用下的內(nèi)力力如何計算算？水平荷載作用下下框架結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)力可用用D值法、反反彎點法等等簡化方法法計算。其其中D值法的計算算精度較高高豎向荷載作用下下框架結(jié)構(gòu)構(gòu)的內(nèi)力可可用分層法法、彎矩二二次分配法法等近似方方法計算。分分層法在分分層計算時時，將上、下下柱遠端的的彈性支承承改為固定定端，同時時將除底層層外的其他他各層柱的的線剛度乘乘以系數(shù)0.9，相應(yīng)地地柱的彎矩矩傳遞系數(shù)數(shù)