建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計習題解答-李國強版

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計〔第三版〕李國強第一章的習題答案震級是衡量一次地震強弱程度〔即所釋放能量的大小〕的指標。地震烈度是衡量一次地震時某地區(qū)地面震動強弱程度的尺度。震級大時，烈度就高；但某地區(qū)地震烈度同時還受震中距和地質(zhì)條件的影響。參見教材第10面。大烈度地震是小概率事件，小烈度地震發(fā)生概率較高，可根據(jù)地震烈度的超越概率確定小、中、大烈度地震；由統(tǒng)計關(guān)系：小震烈度＝根本烈度－1.55度；大震烈度＝根本烈度＋1.00度。概念設(shè)計為結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計提出應(yīng)注意的根本原那么，具有指導性的意義；抗震計算為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件到達抗震目的提供具體數(shù)據(jù)和要求；構(gòu)造措施從結(jié)構(gòu)的整體性、錨固連接等方面保證抗震計算結(jié)果的有效性以及彌補局部情況無法進行正確、簡潔計算的缺陷。結(jié)構(gòu)延性好意味可容許結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的彈塑性變形，通過結(jié)構(gòu)一定程度的彈塑性變形耗散地震能量，從而減小截面尺寸，降低造價；同時可防止產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的倒塌。第二章的習題答案地震波中與土層固有周期相一致或相近的波傳至地面時，其振幅被放大；與土層固有周期相差較大的波傳至地面時，其振幅被衰減甚至完全過濾掉了。因此土層固有周期與地震動的卓越周期相近，考慮材料的動力下的承載力大于靜力下的承載力；材料在地震下地基承載力的平安儲藏可低于一般情況下的平安儲藏，因此地基的抗震承載力高于靜力承載力。土層的地質(zhì)年代；土體中的粘粒含量；地下水位；上覆非液化土層厚度；地震的烈度和作用時間。a中軟場地上的建筑物抗震性能比中硬場地上的建筑物抗震性能要差〔建筑物條件均同〕。b.粉土中粘粒含量百分率愈大,那么愈容易液化.c．液化指數(shù)越小，地震時地面噴水冒砂現(xiàn)象越輕微。d．地基的抗震承載力為承受豎向荷載的能力。因小于，場地為中軟場地。設(shè)計地震分組為第二組，烈度為7度，取砂土的臨界標貫值：，其中土層厚度：第實測標貫點所代表的土層厚度的上界取上部非液化土層的底面或第實測標貫點所代表土層的底面；其下界取下部非液化土層的頂面或相鄰實測標貫點的深度的均值。測點測點深度〔m〕土層厚度〔m〕標準貫入度土層中點深度〔m〕權(quán)函數(shù)液化指數(shù)實測值臨界值0－未測不計算－不計算015102710－未測不液化－不計算031104140－未測不計算－不計算0Σ由計算結(jié)果可知：場地的液化程度為中等。第三章的習題解答問答題高度≤40m，以剪切變形為主，質(zhì)量、剛度分布較均勻的結(jié)構(gòu)采用底部剪力法計算；其他結(jié)構(gòu)采用振型分解反響譜法計算；重要建筑、超高層建筑或特別不規(guī)那么建筑采用時程分析法補充計算。結(jié)構(gòu)由地震產(chǎn)生的位移、速度、加速度、內(nèi)力及變形等稱為結(jié)構(gòu)的地震反響；結(jié)構(gòu)由地震引起慣性，而由慣性產(chǎn)生的動力作用稱為結(jié)構(gòu)的地震作用。在一個確定的地震運動下，各種結(jié)構(gòu)體系的最大地震加速度反響與自振周期間的關(guān)系曲線稱為地震反響譜；將不同地震運動下的結(jié)構(gòu)的地震反響譜按可靠度的原理進行平滑處理得到的地震反響譜稱為設(shè)計反響譜。重力荷載＝恒載＋局部活載；活載取值取決于活載的變異程度，變異大者取值大。反映地震烈度對地面運動影響程度的系數(shù)稱為地震系數(shù)；反映結(jié)構(gòu)在不同烈度地震作用下，結(jié)構(gòu)加速度與其自振周期的關(guān)系的系數(shù)稱為地震影響系數(shù)。二者的影響對象不一樣；但兩者間有著直接的關(guān)系，地震影響系數(shù)與地震系數(shù)呈線性關(guān)系。軟場地的剛度較小，其自振周期較長，不同振動混合在一起的地震波傳入后，與場地自振周期接近的振動波得以保存或放大，反之那么衰減或濾掉；因此軟場地的Tg＞硬場地的Tg。遠震經(jīng)過的距離長，高頻波〔振動周期短〕易衰減，保存下來的成分多為長周期的低頻波，因此遠震的Tg要大一些。進行小震作用下的結(jié)構(gòu)承載力和變形能力的計算，以保證結(jié)構(gòu)的平安性；進行大震作用下的結(jié)構(gòu)的彈塑變形能力的計算，以保證結(jié)構(gòu)不倒塌。一般結(jié)構(gòu)應(yīng)采用非線性時程分析法計算，層數(shù)不多、剛度無突變的鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)的框架結(jié)構(gòu)、廠房結(jié)構(gòu)可采用簡化計算方法。結(jié)構(gòu)樓層按其構(gòu)件實際尺寸、配筋和材料強度計算得到的抗剪能力與大震作用下樓層應(yīng)承受的彈性地震剪力的比值稱為樓層屈服強度系數(shù)。根據(jù)樓層屈服強度系數(shù)的分布來判斷：如其沿高度分布較均勻時，薄弱層為底層，如分布不均勻時，薄弱層為樓層屈服強度系數(shù)較小的樓層；廠房結(jié)構(gòu)的薄弱層為上柱層。大跨度結(jié)構(gòu)、高聳結(jié)構(gòu)、超高層結(jié)構(gòu)等需考慮豎向地震作用。原因為：a．動力荷載下材料強度高于靜力荷載下材料強度；b．地震作用下的結(jié)構(gòu)可靠度要求可低于一般條件下結(jié)構(gòu)的可靠度要求。計算題1．解：所以頻率方程為：即：2．解：查表3－2，得查表3－3，得因，故、故、質(zhì)點上的地震作用：第一振型下：第二振型下：第二振型下：各振型下，各層中柱上的剪力：第一振型下：；；。第二振型下：；；。第三振型下：；；。組合后的柱上剪力：層間位移和總位移：3．解：查表3－2，得查表3－3，得因，；；。4．解：采用能量法；；；；第四章的習題解答見教材。多層砌體結(jié)構(gòu)一般不考慮垂直地震作用。a.增強縱橫墻的連接；b.加強樓蓋的整體性；c.約束墻體裂縫的開展；d.提高抗震能力；e.抵抗不均勻沉降.；在墻體未破壞條件下，只考慮墻體承受地震作用；b.在地震作用下，墻體已遭受破壞，此時應(yīng)考慮在墻體未破壞條件下與框架共同承受地震作用。同時各墻體和框架僅承受平行于其平面的地震作用。a.正確；b.正確；c.正確；d.錯誤，因兩方向的ξ不一定相同。a.500mm，2Ф6，1m；b.端部，拐角；c.主拉應(yīng)力理論，剪摩擦理論；d.小于，小于，等于；e.芯柱解：樓梯間的樓層剪力樓梯間的豎向壓力墻體上的壓應(yīng)力查表墻體的＝，因，所以，平安。解：設(shè)防烈度為7度，設(shè)計地震分組為第一組，查表多遇地震烈度的因是砌體結(jié)構(gòu)，，所以底部剪力底層的抗側(cè)移剛度：因磚墻：鋼筋混凝土墻：框架：總抗側(cè)移剛度：二層的抗側(cè)移剛度：磚墻：(二層的總抗側(cè)移剛度)抗側(cè)移剛度比，剪力增大系數(shù)，取。底層剪力:第一受力階段：磚墻混凝土墻第二受力階段：磚墻混凝土墻框架第五章的習題解答剛度中心是整個結(jié)構(gòu)抗力的合力中心點，也是結(jié)構(gòu)平動＋扭轉(zhuǎn)變形的中心點；質(zhì)量中心是結(jié)構(gòu)平面各局部質(zhì)量的中心點，即結(jié)構(gòu)平面重力的合力點；兩者最好重合。水平地震作用按各局部的抗側(cè)移剛度在結(jié)構(gòu)中進行分配；其計算假定是：樓板平面內(nèi)的剛度無限大；某方向的地震作用由該方向的抗側(cè)力體系承當；一般不考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。結(jié)構(gòu)的抗震等級是根據(jù)設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)的高度、構(gòu)件的重要性劃分的；它是結(jié)構(gòu)進行地震下內(nèi)力調(diào)整和采用抗震構(gòu)造措施的依據(jù)之一。柱軸壓比過大時，箍筋對柱延性的影響很小，柱多產(chǎn)生脆性破壞。滿足這些原那么就能保證結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生危及結(jié)構(gòu)平安的脆性破壞和結(jié)構(gòu)的倒塌；通過調(diào)整地震下結(jié)構(gòu)內(nèi)力〔增大柱上的設(shè)計彎矩和構(gòu)件上的設(shè)計剪力，對節(jié)點進行抗震驗算〕來滿足這些要求?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在節(jié)點附近的柱端和梁端加密箍筋；其作用為承當柱上的剪力，約束混凝土的變形和裂縫的開展，防止縱筋的壓屈。不能