抗震設(shè)計(jì)計(jì)算題課件

土木工程與建筑學(xué)院抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)題例1、某兩層鋼筋混凝土框架，集中于樓蓋和屋蓋處的重力荷載代表值相等，每層層高均為4.0m，各層的層間剛度相同；Ⅱ類(lèi)場(chǎng)地，設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)根本地震加速度為0.10g，設(shè)計(jì)分組為第二組，結(jié)構(gòu)的阻尼比為〔1〕求結(jié)構(gòu)的自振頻率和振型，并驗(yàn)證其主振型的正交性〔2〕試用振型分解反響譜法計(jì)算框架的樓層地震剪力.例2、試用底部剪力法計(jì)算三質(zhì)點(diǎn)體系在多遇地震下的各層地震剪力。設(shè)防烈度為8度，Ⅲ類(lèi)場(chǎng)地，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。T1=0.716s；

例3、框架中某梁考慮地震組合的梁端彎矩設(shè)計(jì)值及實(shí)際配筋如以下圖?？拐鸬燃?jí)為一級(jí)。梁截面尺寸300mm×750mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30.縱向鋼筋HRB335，箍筋HPB235。試進(jìn)行梁的斜截面設(shè)計(jì)。第一章緒論1、地震按其成因分為哪幾種？什么是構(gòu)造地震？2、地震波包括在地球內(nèi)部傳播的體波和只限于在地球外表傳播的面波3、試述縱波和橫波的傳播特點(diǎn)及對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的影響？4、地震烈度實(shí)際地震烈度與以下何種因素有關(guān)？A.建筑物類(lèi)型B.離震中的距離C.行政區(qū)劃D.城市大小5、震源深度、震中距、震源距、急震區(qū)、等震線6、工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的三個(gè)水準(zhǔn)是什么？如何通過(guò)兩階段設(shè)計(jì)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)？7、什么是小震、中震和大震？答：小震指該地區(qū)50年內(nèi)超越概率約為63.2%的地震烈度，即眾值烈度，又稱(chēng)為多遇地震。中震指該地區(qū)50年內(nèi)超越概率約為10%的地震烈，又稱(chēng)為根本烈度或設(shè)防烈度。大震指該地區(qū)50年內(nèi)超越概率約為2%的地震烈度，又為稱(chēng)為罕遇地震。第二章場(chǎng)地、地基和根底1、等效剪切波速：假設(shè)計(jì)算深度范圍內(nèi)有多層土層，那么根據(jù)計(jì)算深度范圍內(nèi)各土層剪切波速加權(quán)平均得到的土層剪切波速即為等效剪切波速。2、場(chǎng)地覆蓋層厚度：我國(guó)?建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?定義：一般情況下，可取地面到剪切波速大于500m/s且其下臥各層巖土的剪切波速均不小于500m/s的土層頂面的距離。3、地基土抗震承載力4、場(chǎng)地土的液化飽和的粉土或砂土，在地震時(shí)由于顆粒之間的孔隙水不可壓縮而無(wú)法排出，使得孔隙水壓力增大，土體顆粒的有效垂直壓應(yīng)力減少，顆粒局部或全部處于懸浮狀態(tài)，土體的抗剪強(qiáng)度接近于零，呈現(xiàn)出液態(tài)化的現(xiàn)象。5、影響場(chǎng)地土液化的因素？6、飽和砂土液化的判別方法？第四章建筑抗震概念設(shè)計(jì)1、何謂“抗震概念設(shè)計(jì)〞？“概念設(shè)計(jì)〞與計(jì)算設(shè)計(jì)有何不同？答：指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的根本設(shè)計(jì)原那么和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過(guò)程。與計(jì)算設(shè)計(jì)的不同：計(jì)算設(shè)計(jì)是通過(guò)地震作用的取值進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗震驗(yàn)算，而概念設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)，在工程設(shè)計(jì)一開(kāi)始，就應(yīng)該把握好能量輸入、房屋體型、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布，構(gòu)件延性等幾個(gè)主要方面，從根本上消除建筑中的抗震薄弱環(huán)節(jié)，概念設(shè)計(jì)需要輔以必要地計(jì)算設(shè)計(jì)。2、抗震設(shè)計(jì)中為什么要限制各類(lèi)結(jié)構(gòu)體系的最大高度和高寬比？答：隨著多層和高層房屋高度的增加，結(jié)構(gòu)在地震作用以及其他荷載作用下產(chǎn)生的水平位移迅速增大，要求結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度必須隨之增大。不同類(lèi)型的結(jié)構(gòu)體系具有不同的抗側(cè)移剛度，因此具有各自不同的合理使用高度。房屋的高寬比是對(duì)結(jié)構(gòu)剛度、整體穩(wěn)定、承載能力和經(jīng)濟(jì)合理性的宏觀控制。震害說(shuō)明，房屋高寬比大，地震作用產(chǎn)生的傾覆力矩會(huì)造成根底轉(zhuǎn)動(dòng)，引起上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大側(cè)移，影響結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定。同時(shí)傾覆力矩會(huì)在混凝土框架結(jié)構(gòu)兩側(cè)柱中引起較大軸力，使構(gòu)件產(chǎn)生壓曲破壞；會(huì)在多層砌體房屋墻體的水平截面產(chǎn)生較大的彎曲應(yīng)力，使其易出現(xiàn)水平裂縫，發(fā)生明顯的整體彎曲破壞。3、何謂“多道防震防線〞答：〔1〕一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)由假設(shè)干個(gè)延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來(lái)協(xié)同工作?！?〕抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部贅余度，有意識(shí)地建立起一系列分布的屈服區(qū)，以使結(jié)構(gòu)能夠吸收和耗散大量的地震能量，一旦破壞也易于修復(fù)。4、建筑平面形狀復(fù)雜將加重建筑物震害的原因?yàn)?扭轉(zhuǎn)效應(yīng)、應(yīng)力集中。第五章多層及高層鋼筋混凝土房屋抗震設(shè)計(jì)1、多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋布置的根本原那么？P1002、抗震等級(jí)鋼筋混凝土房屋應(yīng)根據(jù)烈度、和采用不同的抗震等級(jí)，并應(yīng)符合相應(yīng)的計(jì)算和構(gòu)造措施要求。3、在工程手算方法中，常采用D值法或〔改進(jìn)反彎點(diǎn)法〕進(jìn)行水平地震作用下框架內(nèi)力的分析。4、豎向荷載下框架內(nèi)力近似計(jì)算可采用分層法和彎矩二次分配法。5、考慮內(nèi)力塑性重分布，可對(duì)豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的梁端彎矩進(jìn)行調(diào)幅，水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的梁端彎矩不考慮調(diào)幅。6、框架梁抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循的原那么？如何在設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)剪弱彎〞？答：強(qiáng)柱弱梁，梁端先于柱出現(xiàn)塑性鉸,同時(shí)塑性鉸區(qū)段有較好的延性和耗能能力強(qiáng)剪弱彎，梁形成塑性鉸后仍有足夠的受剪承載力強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固，妥善解決梁縱筋錨固問(wèn)題為保證強(qiáng)剪弱彎，應(yīng)使構(gòu)件的受剪承載力大于構(gòu)件彎曲屈服時(shí)實(shí)際到達(dá)的剪力值，對(duì)一、二、三級(jí)框架梁，梁端截面組合的剪力設(shè)計(jì)值調(diào)整為：7、什么是剪壓比？為什么要限制剪壓比？P113指構(gòu)件截面上平均剪應(yīng)力與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比值，用以反映構(gòu)件截面上承受名義剪應(yīng)力的大小。限制梁柱的剪壓比，主要是為了防止梁柱混凝土過(guò)早發(fā)生斜壓破壞。8、簡(jiǎn)述“強(qiáng)柱弱梁〞的概念以及實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁〞的主要措施答：“強(qiáng)柱弱梁〞概念為使梁端先于柱端產(chǎn)生塑性鉸，控制構(gòu)件破壞的先后順序，形成合理的破壞機(jī)制。在截面抗震驗(yàn)算中，為保證強(qiáng)柱弱梁，?建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?規(guī)定：對(duì)一、二、三級(jí)框架的梁柱節(jié)點(diǎn)處，〔除框架頂層和柱軸壓比小于0.15及框支梁與框支柱的節(jié)點(diǎn)外〕，柱端組合的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合：9、什么叫軸壓比？為什么要限制柱的軸壓比？P117軸壓比：柱組合的軸向壓力設(shè)計(jì)值與柱的全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積之和軸壓比大小是影響柱破壞形態(tài)和變形性能的重要因素，受壓構(gòu)件的位移延性隨軸壓比增加而減小，為保證延性框架結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)限制柱的軸壓比。10、簡(jiǎn)述框架節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)的根本原那么P12010、簡(jiǎn)述框架節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)的根本原那么P12011、簡(jiǎn)述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的震害情況。P98答：1.共振效應(yīng)引起的震害；2.結(jié)構(gòu)布置不合理引起的震害；3.柱、梁和節(jié)點(diǎn)的震害；4.填充墻的震害；5.抗震墻的震害。11、什么是鞭端效應(yīng)，設(shè)計(jì)時(shí)如何考慮這種效應(yīng)？答：地震作用下突出建筑物屋面的附屬小建筑物，由于質(zhì)量和剛度的突然變小，受高振型影響較大，震害較為嚴(yán)重，這種現(xiàn)象稱(chēng)為鞭端效應(yīng)；設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)突出屋面的小建筑物的地震作用效應(yīng)乘以放大系數(shù)3，但此放大系數(shù)不往下傳。第六章多層砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)1、多層混合結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置方案應(yīng)優(yōu)先采用結(jié)構(gòu)布置方案，其次采用_____結(jié)構(gòu)布置方案。2、多層砌體房屋的抗震設(shè)計(jì)中，在處理結(jié)構(gòu)布置時(shí)，根據(jù)設(shè)防烈度限制房屋高寬比目的是為了使多層砌體房屋有足夠的穩(wěn)定性和整體抗彎能力，根據(jù)房屋類(lèi)別和設(shè)防烈度限制房屋抗震橫墻間距的目的是防止縱墻發(fā)生較大出平面彎曲變形，造成縱墻倒塌。3、砌體結(jié)構(gòu)中設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱和圈梁的作用？答：設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱的作用：加強(qiáng)房屋的整體性，提高砌體的受剪承載力(10%-30%)，對(duì)砌體有約束作用,提高砌體的變形能力，提高房屋的抗震性能。設(shè)置圈梁的作用：增加縱橫墻體的連接，加強(qiáng)整個(gè)房屋的整體性；圈梁可箍住樓蓋，增強(qiáng)其整體剛度；減小墻體的自由長(zhǎng)度，增強(qiáng)墻體的穩(wěn)定性；可提高房屋的抗剪強(qiáng)度，約束墻體裂縫的開(kāi)展；抵抗地基不均勻沉降，減小構(gòu)造柱計(jì)算長(zhǎng)度。4、為什么要限制多層砌體房屋抗震橫墻間距？答：(1)橫墻間距過(guò)大，會(huì)使橫墻抗震能力減弱，橫墻間距應(yīng)能滿足抗震承載力的要求?！?〕橫墻間距過(guò)大，會(huì)使縱墻側(cè)向支撐減少，房屋整體性降低〔3〕橫墻間距過(guò)大，會(huì)使樓蓋水平剛度缺乏而發(fā)生過(guò)大的平面內(nèi)變形，從而不能有效地將水平地震作用均勻傳遞給各抗側(cè)力構(gòu)件，這將使縱墻先發(fā)生出平面的過(guò)大彎曲變形而導(dǎo)致破壞，即橫墻間距應(yīng)能保證樓蓋傳遞水平地震作用所需的剛度要求。5、多層砌體房屋中，為什么樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處？答：〔1〕樓梯間橫墻間距較小，水平方向剛度相對(duì)較大，承擔(dān)的地震作用亦較大，而樓梯間墻體的橫向支承少，受到地震作用時(shí)墻體最易破壞〔2〕房屋端部和轉(zhuǎn)角處，由于剛度