建筑結(jié)構(gòu)抗震_平時作業(yè)主觀題

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震 平時作業(yè)一. 解釋名詞1. 震級答：震級是指地震的大小；是以地震儀測定的每次地震活動釋放的能量多少來確定的。中國目前使用的震級標準，是國際上通用的里氏分級表，共分9個等級，在實際測量中，震級則是根據(jù)地震儀對地震波所作的記錄計算出來的。地震愈大，震級的數(shù)字也愈大，震級每差一級，通過地震被釋放的能量約差32倍。由于其與震源的物理特性沒有直接的聯(lián)系，因此現(xiàn)在多用矩震級來表示。2. 地震烈度答：地震烈度（seismicintensity）表示地震對地表及工程建筑物影響的強弱程度。（或釋為地震影響和破壞的程度）。是在沒有儀器記錄的情況下，憑地震時人們的感覺或地震發(fā)生后器物反應(yīng)的程度，工程建

2、筑物的損壞或破壞程度、地表的變化狀況而定的一種宏觀尺度。因此烈度的鑒定主要依靠對上述幾個方面的宏觀考察和定性描述。3. 抗震設(shè)防烈度答：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。一般情況下取基本烈度。但還須根據(jù)建筑物所在城市的大小，建筑物的類別、高度以及當?shù)氐目拐鹪O(shè)防小區(qū)規(guī)劃進行確定。4. 罕遇地震答：罕遇地震為50年超越概率為23%；罕遇地震的7度約為1600年，9度約為2400年。5.液化答：液化指物質(zhì)由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的過程，會對外界放熱。實現(xiàn)液化有兩種手段，一是降低溫度，二是壓縮體積。由于通常氣體液化后體積會變成原來的幾千分之一，便于貯藏和運輸，所以現(xiàn)實中通常對一些氣體（如

3、氨氣、天然氣）進行液化處理，由于這兩種氣體臨界點較低，所以在常溫下加壓就可以變成液體，而另外一些氣體如氫、氮的臨界點很低，在加壓的同時必須進行深度冷卻。6. 自振周期答：自振周期是結(jié)構(gòu)本身的動力特性。與結(jié)構(gòu)的高度H,寬度B有關(guān)。當自振周期與地震作用的周期接近時，共振發(fā)生，對建筑造成很大影響，加大震害。結(jié)構(gòu)的自振周期顧名思義是反映結(jié)構(gòu)的動力特性，與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量及剛度有關(guān)，具體對單自由度就只有一個周期，而對于多自由度就有同模型中采用的自由度相同的周期個數(shù)，周期最大的為基本周期，設(shè)計用的主要參考數(shù)據(jù)。7. 底部剪力法答：適用條件：（1）房屋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻（2）房屋的總高度不超過40

4、m（3）房屋結(jié)構(gòu)在地震運動作用下的變形以剪切變形為主（4）房屋結(jié)構(gòu)在地震運動作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)可忽略不計根據(jù)地震反應(yīng)譜理論，以工程結(jié)構(gòu)底部的總地震剪力與等效單質(zhì)點的水平地震作用相等，來確定結(jié)構(gòu)總地震作用的方法。一種用靜力學(xué)方法近似解決動力學(xué)問題的簡易方法，它發(fā)展較早，迄今仍然被廣泛使用。其基本思想是在靜力計算的基礎(chǔ)上，將地震作用簡化為一個慣性力系附加在研究對象上，其核心是設(shè)計地震加速度的確定問題。該方法能在有限程度上反映荷載的動力特性，但不能反映各種材料自身的動力特性以及結(jié)構(gòu)物之間的動力響應(yīng)，更不能反映結(jié)構(gòu)物之間的動力耦合關(guān)系。但是，擬靜力法的優(yōu)點也很突出，它物理概念清晰，與全面考慮結(jié)構(gòu)物動力相

5、互作用的分析方法相比，計算方法較為簡單，計算工作量很小、參數(shù)易于確定，并積累了豐富的使用經(jīng)驗，易于設(shè)計工程師所接受。但是，應(yīng)該嚴格限定擬靜力法的使用范圍：它不能用于地震時土體剛度有明顯降低或者產(chǎn)生液化的場合，而且只適用于設(shè)計加速度較小、動力相互作用不甚突出的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計。為了克服擬靜力法的上述缺陷，一些學(xué)者發(fā)展了可以部分地反映土體與結(jié)構(gòu)物之間的動力耦合關(guān)系的所謂擬動力分析法。迄今為止，已經(jīng)發(fā)展了不少考慮土體-結(jié)構(gòu)物動力相互作用的分析方法，例如子結(jié)構(gòu)法、有限元法、雜交法等。8. 軸壓比答：軸壓比指柱（墻）的軸壓力設(shè)計值與柱（墻）的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值乘積之比值(進一步理解為：柱（

6、墻）的軸心壓力設(shè)計值與柱（墻）的軸心抗壓力設(shè)計值之比值)。它反映了柱（墻）的受壓情況，建筑抗震設(shè)計規(guī)范（50011-2010）中6.3.6和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（50010-2010）中11.4.16都對柱軸壓比規(guī)定了限制，限制柱軸壓比主要是為了保證柱的塑形變形能力和保證框架的抗倒塌能力?？拐鹪O(shè)計時，除了預(yù)計不可能進入屈服的柱外，通常希望框架柱最終為大偏心受壓破壞。箍筋對混凝土的約束能夠提高混凝土的軸心抗壓強度和混凝土的受壓極限變形能力。但在計算柱的軸壓比時，仍取無箍筋約束的混凝土的軸心抗壓強度設(shè)計值，不考慮箍筋約束對混凝土抗壓強度的提高作用。9. 剛性樓蓋答：剛性樓蓋：適用樓蓋：現(xiàn)澆或裝配整體

7、式鋼筋混凝土樓（屋）蓋計算模型：樓（屋）蓋可視作支承在橫墻上的多跨連續(xù)梁分配方法：各橫墻所承受的水平地震剪力按其等剛度的比例分配考慮橫墻彎曲變形和剪切變形，層間各橫墻的抗側(cè)移剛度式中E砌體彈性模量；t墻體厚度；墻片高寬比，=h/b，h墻片高度；b墻片寬度當4時，可認為該橫墻的抗側(cè)移剛度可略去不計。根據(jù)側(cè)向位移協(xié)調(diào)條件，第i層第m道抗側(cè)移剛度為Dim橫墻的所承擔(dān)的水Dim第i層第m道橫墻的抗側(cè)移剛度Di第i層全部橫墻的總抗側(cè)移剛度r第i層橫墻的總數(shù)若房屋某層間各橫墻都屬只考慮剪切變形的情況，且墻體材料、厚度、層高都相同時，第i層第m道橫墻的所承擔(dān)的水平地震剪力式中，Aim第i層第m橫墻的凈截面面

8、積Ai第i層全部橫墻的總凈截面面積。10. 延性答：結(jié)構(gòu)，構(gòu)件或構(gòu)件的某個截面從屈服開始到達最大承載能力到達以后而承載能力還沒有明顯下降期間的變形能力。延性好的結(jié)構(gòu)，構(gòu)件或構(gòu)件的某個截面的后期變形能力大，在達到屈服或最大承載能力狀態(tài)后仍能吸收一定量的能量，能避免脆性破壞的發(fā)生。延性是一種物理特性。其所指的是，材料在受力而產(chǎn)生破壞之前的塑性變形能力，與材料的延展性有關(guān)。舉例來說，金、銅、鋁等皆屬于有較高延性的材料。脆性破壞brittlefailure結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在破壞前無明顯變形或其它預(yù)兆破壞類型。延性破壞ductilefailure結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在破壞前有明顯變形或其它預(yù)兆的破壞類型。在沖擊和振動荷

9、載作用下，要求結(jié)構(gòu)的材料能夠吸收較大的能量，同時能產(chǎn)生一定的變形而不致破壞，即要求結(jié)構(gòu)或構(gòu)件有較好的延性。例如，鋼結(jié)構(gòu)材料延性好，可抵抗強烈地震而不倒塌；而磚石結(jié)構(gòu)變形能力差，在強烈地震下容易出現(xiàn)脆性破壞而倒塌。為此，磚石砌體結(jié)構(gòu)房屋需按抗震規(guī)范要求設(shè)置構(gòu)造柱和抗震圈梁，約束砌體的變形，以增加其在地震作用下的抗倒塌能力。鋼筋混凝土材料具有雙重性，如果設(shè)計合理，能消除或減少混凝土脆性性質(zhì)的危害，充分發(fā)揮鋼筋塑性性能，實現(xiàn)延性結(jié)構(gòu)。為此，抗震的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)都要按照延性結(jié)構(gòu)要求進行抗震設(shè)計，以達到抗震設(shè)防的三水準要求：小震下結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)；中震時，結(jié)構(gòu)可能損壞，但經(jīng)修理即可繼續(xù)使用；大震時，結(jié)構(gòu)

10、可能有些破壞，但不致倒塌或危及生命安全。二、簡答題1.我國抗震設(shè)防目標中對三個地震烈度水準提出哪些具體設(shè)防要求？答：地震震害一再表明，導(dǎo)致人民生命財產(chǎn)嚴重損失的原因，主要是建筑物的倒塌，因而抗震設(shè)計的要害問題是怎樣防止或盡量減少建筑物在大震作用下的倒塌。然而人們對一般建筑是不可能采用很大的地震作用作為設(shè)計結(jié)構(gòu)強度的依據(jù)的，那將意味著極大的材料消耗，得出不經(jīng)濟的設(shè)計，畢竟出現(xiàn)很大地震超越概率是比較小的。但是我國地震活動的特點是震級大、重現(xiàn)期長，為了防止建筑物的倒塌，應(yīng)考慮在大震作用下抗倒塌的驗算，從而達到既保安全又經(jīng)濟合理的目的。我國1989年批準的建筑抗震設(shè)計規(guī)范GBJ1189，充分吸收國內(nèi)外

11、大地震的經(jīng)驗，其防御目標采用三個水準進行設(shè)防。建筑抗震設(shè)計規(guī)范GBJ1189根據(jù)地震發(fā)生風(fēng)險水平所采用的三個水準如下：以50年超越概率為10%（相當于地震重現(xiàn)周期為475年）的地震影響為基本防御目標設(shè)防烈度；以50年超越概率為63%（相當于地震重現(xiàn)周期為50年）的地震影響為小震（多遇地震）的防御目標；以50年超越概率為23%（相當于地震重現(xiàn)周期為24751641年）的地震影響為大震（罕遇地震）的防御目標。根據(jù)統(tǒng)計分析，“小震”比設(shè)防烈度低1.5度左右，“大震”比設(shè)防烈度大約高出1度左右。按上述三種水準設(shè)計，在遭遇三種不同風(fēng)險水平的地震影響時，容許的破壞程度為：當遭遇到本地區(qū)設(shè)防烈度影響時，允許

12、建筑物有損壞，但經(jīng)一般修理或不修理仍可繼續(xù)使用；遭遇到高于本地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地震影響時，允許建筑物產(chǎn)生永久變形但不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞。上述三種水準的設(shè)防可概括為“小震不壞，中震可修，大震不倒”的三級設(shè)防原則。2什么是二階段設(shè)計方法？答：第一階段為結(jié)構(gòu)設(shè)計階段。在初步設(shè)計及技術(shù)設(shè)計時，就要按有利于抗震確定結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)布置，然后進行抗震計算及抗震構(gòu)造設(shè)計。在這階段，用相應(yīng)于該地區(qū)設(shè)防烈度的小震作用計算結(jié)構(gòu)的彈性位移和構(gòu)件內(nèi)力，并進行結(jié)構(gòu)變形驗算，用極限狀態(tài)方法進行截面承載力驗算，按延性和耗能要求進行截面配筋及構(gòu)造設(shè)計，采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施。第二階段為驗算階段。一些重要的或特殊的結(jié)

13、構(gòu)，經(jīng)過第一階段設(shè)計后，要求用與該地區(qū)設(shè)防烈度相應(yīng)的大震作用進行彈塑性變形驗算，以檢驗是否達到了大震不倒的目標。3. 哪些建筑可不進行天然地基及基礎(chǔ)的抗震承載力驗算？為什么？答：GB50011-2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范規(guī)定：“抗震設(shè)防烈度為6度時，除本規(guī)范有具體規(guī)定外，對乙、丙、丁類建筑可不進行地震作用計算。”下列建筑可不進行天然地基及基礎(chǔ)的抗震承載力驗算：1.規(guī)范規(guī)定可不進行上部結(jié)構(gòu)抗震驗算的建筑。2、砌體房屋；3、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：1)一般的單層廠房和單層空曠房屋；2)不超過8層且高度在25m以下的一般民用框架和框架-抗震墻房屋；3)基礎(chǔ)荷載與2)項相當?shù)亩?/p>

14、層框架廠房和多層混凝土抗震墻房屋。軟弱黏性土層指7、8、9度時，地基承載力特征值分別小于80、100和120kpa的土層。因為地基在地震作用下的穩(wěn)定性對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及到上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布是比較敏感的。因此，地震時，確保地基基礎(chǔ)始終能夠承受上部結(jié)構(gòu)傳來的豎向地震作用、水平地震作用以及傾覆力矩作用，而不發(fā)生過大的沉陷或不均勻沉陷是地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計的一個基本要求，而地基和基礎(chǔ)的抗震設(shè)計是通過選擇合理的基礎(chǔ)體系、地基土的抗震承載能力驗算、地基基礎(chǔ)抗震措施來保證其抗震能力，所以上述建筑不用驗算。4.在采用底部剪力法計算地震作用時為什么要計算頂部附加地震作用？答：頂部附加地震作用是針對建筑頂部有局部構(gòu)筑物而采

15、取的計算處理方.(比如水箱,樓梯間),構(gòu)筑物不能形成一個結(jié)構(gòu)層但有明顯質(zhì)量與高度,在地震時要產(chǎn)生地震效應(yīng).所以在結(jié)構(gòu)分析中采用附加地震作用來做整體結(jié)構(gòu)計算5.什么是設(shè)計反應(yīng)譜？設(shè)計反應(yīng)譜有哪些特點？受哪些因素影響？答：其實，反應(yīng)譜可分為地震反應(yīng)譜和設(shè)計反應(yīng)譜兩種，工程上用得最為廣泛的是設(shè)計反應(yīng)譜，是根據(jù)多條地震反應(yīng)譜由統(tǒng)計的方法取平均或取包絡(luò)并通過人為調(diào)整最終得到。(1).阻尼比對反應(yīng)譜影響很大。(2).對于加速度反應(yīng)譜，當結(jié)構(gòu)周期小于某個值時幅值隨周期急劇增大，大于某個值時，快速下降。(3).對于速度反應(yīng)譜，當結(jié)構(gòu)周期小于某個值時幅值隨周期增大，隨后趨于常數(shù)。(4).對于位移反應(yīng)譜，幅值隨周

16、期增大。利用我國海城、唐山的175條水平加速度地震記錄,統(tǒng)計分析了場地條件、震級和震中距三個因素對標準化反應(yīng)譜的影響,并采用“移動平均法”驗證了它們的關(guān)系;表明不同周期的概率分布符合對數(shù)正態(tài)分布;也說明場地條件和震級影響我國加速度反應(yīng)譜形狀的主要因素。工程地震的理論和實踐表明場地是影響震害的重要因素之一。場地土對地震波的放大作用是國內(nèi)外地震工程界公認的事實。從目前的研究表明場地對地震動反應(yīng)譜的影響因素主要集中在以下幾個方面土層結(jié)構(gòu)、覆蓋層厚度、局部地質(zhì)地形、土的動力學(xué)參數(shù)。其中土層結(jié)構(gòu)和土的動力學(xué)參數(shù)作為場地力學(xué)和動力學(xué)模型的重要組成部分對地震動反應(yīng)譜有著十分顯著的影響。6. 什么是地基與結(jié)構(gòu)

17、的相互作用？地基與上部結(jié)構(gòu)是如何相互作用影響的？答：地震時土體與上部結(jié)構(gòu)是相互作用的。地震時，結(jié)構(gòu)受到地基傳來的地震婆影響產(chǎn)生地震作用，在進行結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析時，一般都假定地基是剛性的，實際上地基并非為剛性，故當上部的地震作用通過基礎(chǔ)反饋給地基時，地基將產(chǎn)生局部變形，從而引起結(jié)構(gòu)的移動和擺動，這種現(xiàn)象稱為地基與結(jié)構(gòu)的相互作用。地震是橫縱波同時出現(xiàn)，所以地基與結(jié)構(gòu)同時存在著剪力和軸力兩種荷載，基礎(chǔ)的強度可以保證整個建筑在地震中的安全性。7.什么是“概念設(shè)計”？ 為什么要進行概念設(shè)計？答：概念設(shè)計是由分析用戶需求到生成概念產(chǎn)品的一系列有序的、可組織的、有目標的設(shè)計活動，它表現(xiàn)為一個由粗到精、由模糊

18、到清晰、由抽象到具體的不斷進化的過程。概念設(shè)計即是利用設(shè)計概念并以其為主線貫穿全部設(shè)計過程的設(shè)計方法。概念設(shè)計是完整而全面的設(shè)計過程，它通過設(shè)計概念將設(shè)計者繁復(fù)的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維從而完成整個設(shè)計。我們的抗震防震的宗旨是大震不倒（指連續(xù)倒塌）、中震可修、小震不裂。我們的建筑設(shè)計建筑施工也是這個目標。地震的能量是巨大的幾乎難于估量，即使我們做一米厚以上的鋼筋混凝土墻來以硬對硬，不但勞民傷財，反而接收到的地震的能量更大。實踐證明硬對硬是不行的，以柔克剛雖然能消耗地震的能量，但房屋很大的位移變形，人類也受不了。我們通過震害調(diào)查，仔細研究結(jié)構(gòu)后，不完全靠計算，而在需要加強的部位人工干預(yù)

19、加強，并有意適當設(shè)置薄弱部位，消耗地震能量、拖延震害過程，在材料選用上盡量要求韌性減少脆性.等等人工干預(yù)的措施。用上述的思想來指導(dǎo)設(shè)計，我認為就叫抗震概念設(shè)計。8.按抗震規(guī)范結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合什么要求？答：（1）、應(yīng)具有明確的結(jié)構(gòu)計算簡圖和合理的地震作用傳遞路線;（2）、應(yīng)避免部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個體系喪失承載力;（3）、同一結(jié)構(gòu)單元應(yīng)具有良好的整體性;對局部薄弱部位應(yīng)采取加強措施;（4）、對埋地管道除采用延性良好的管材外，沿線應(yīng)設(shè)置柔9.什么是“強柱弱梁”的設(shè)計原則？在抗震設(shè)計中如何保證這一原則實施？答：“強柱弱梁，強剪弱彎”是一個從結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計角度提出的一個結(jié)構(gòu)概念。就是柱子不先于梁破壞

20、，因為梁破壞屬于構(gòu)件破壞，是局部性的，柱子破壞將危及整個結(jié)構(gòu)的安全-可能會整體倒塌，后果嚴重！所以我們要保證柱子更“相對”安全，故要“強柱弱梁”； 是在不同程度減緩柱端的屈服，一般采用增大柱端彎矩設(shè)計值的方法，將承載力的不等式轉(zhuǎn)為內(nèi)力設(shè)計值的關(guān)系式，采用不同增大系數(shù)，使不同抗震等級的框架柱端彎矩設(shè)計值有不同程度的差異，對一級框架結(jié)構(gòu)和9度，除采用增大系數(shù)的方法外，還采用梁端實配鋼筋面積和材料強度標準值計算的抗震受彎承載力所對應(yīng)的彎矩值方法。2001規(guī)范比89規(guī)范適當提高了強柱弱梁的彎矩增大系數(shù)nc，9度時及一級框架結(jié)構(gòu)考慮框架梁的實際受彎承載力，并乘m增大系數(shù)1.2，主要考慮部分樓板鋼筋的作用?？蚣艿牧褐?jié)點處除框架頂層和柱軸壓比小于0.15者外，柱端組合的彎矩設(shè)計值應(yīng)符合下式要求：9度和一級框架結(jié)構(gòu)，尚應(yīng)符合：式中：節(jié)點上下柱端截面順時針或反時針方向組合的變矩設(shè)計值之和，上下柱端的彎矩設(shè)計值，可按彈性分析分配； 節(jié)點左右梁端截面反時針或順時針方向組合的彎矩設(shè)計值之和， 節(jié)點左右梁端均為負值時，絕對值較小的彎矩取零； 節(jié)點左右截面反時針或順時針方向按實配鋼筋（考慮受壓鋼筋） 正截面抗震受彎承載力，所對應(yīng)的彎矩值之和，可根據(jù)實際配 筋面積和材料