抗震習(xí)題解答1-5、7章

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)（李國(guó)強(qiáng)等）部分習(xí)題參考答案第一章1. 震級(jí)是衡量一次地震強(qiáng)弱程度（即所釋放能量的大?。┑闹笜?biāo)。地震烈度是衡量一次地震時(shí)某地區(qū)地面震動(dòng)強(qiáng)弱程度的尺度。震級(jí)大時(shí)，烈度就高；但某地區(qū)地震烈度同時(shí)還受震中距和地質(zhì)條件的影響。2. 不同使用性質(zhì)和要求的建筑物破壞后果及產(chǎn)生的危害是不同的，因此不同使用性質(zhì)和要求的建筑物的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是不同的:低烈度區(qū)甲類建筑物可提高1度設(shè)計(jì)，高烈度區(qū)需作專門研究與設(shè)計(jì)；乙類建筑物按設(shè)防烈度設(shè)計(jì)，構(gòu)造措施按提高1度考慮； 丙類建筑物按設(shè)防烈度設(shè)計(jì)和采用構(gòu)造措施；丁類按設(shè)防烈度設(shè)計(jì)，構(gòu)造措施按降低1度考慮。3. 大烈度地震是小概率事件，小烈度地震發(fā)生概率較高

2、，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(jì)關(guān)系：小震烈度基本烈度1.55度；大震烈度基本烈度1.00度。4. 概念設(shè)計(jì)為結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)提出應(yīng)注意的基本原則，具有指導(dǎo)性的意義；抗震計(jì)算為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到抗震目的提供具體數(shù)據(jù)和要求；構(gòu)造措施則從結(jié)構(gòu)的整體性、錨固連接等方面保證抗震計(jì)算結(jié)果的有效性以及彌補(bǔ)部分情況無法進(jìn)行正確、簡(jiǎn)潔計(jì)算的缺陷。5. 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(jià)；同時(shí)可避免產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的倒塌。第二章1. 地震波中與土層固有周期相一致或相近的波傳至地面時(shí)，其振幅被放大；與土層固有周期相差較大的波傳

3、至地面時(shí)，其振幅被縮小甚至完全過濾掉了。因此土層固有周期與地震動(dòng)的卓越周期相近，2. 考慮材料的動(dòng)力下的承載力大于靜力下的承載力；地震下地基承載力的安全儲(chǔ)備可低于一般情況下的安全儲(chǔ)備，故地震下的地基承載力，因此地基的抗震承載力高于靜力承載力。3. 土層的地質(zhì)年代；土體中的粘粒含量；地下水位深度；上覆非液化土層厚度；地震的烈度和作用時(shí)間。4. a. 中軟場(chǎng)地上建筑物的抗震性能較中硬場(chǎng)地上建筑物的抗震性能要差一些（建筑物其他條件均同）。 b. 粉土的粘粒含量百分率越大，則越不容易液化。 c液化指數(shù)越小，地震時(shí)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。5. 場(chǎng)地土層剪切波速小

4、于500m/s的各土層總厚度為： ，故取20m厚度計(jì)算。 因小于，中軟場(chǎng)地。6. 設(shè)計(jì)地震分組為第二組，烈度為7度，取砂土的臨界標(biāo)貫值：，其中因沙土的按規(guī)定均取為：，所以其第實(shí)測(cè)標(biāo)貫點(diǎn)所代表的土層厚度：其上界取上部非液化土層的底面或地下水位線或第實(shí)測(cè)標(biāo)貫點(diǎn)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(shí)測(cè)標(biāo)貫點(diǎn)的深度的均值。權(quán)函數(shù)是按土層中點(diǎn)深度確定。計(jì)算結(jié)果見下表。由計(jì)算結(jié)果可知：場(chǎng)地的液化程度為中等。土層測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)深度（m）土層厚度（m）實(shí)測(cè)標(biāo)貫值臨界標(biāo)貫值土層中點(diǎn)深度（m）權(quán)函數(shù)液化指數(shù)性質(zhì)厚度回填1.0m01.0未測(cè)可不計(jì)不計(jì)算0沙土3.0m12.01.03.0+1.0-1.557

5、.602.0103.42123.01.578.403.25102.50礫石2.0m不液化粉土3.4m37.01.53.4117.1046.758.25不計(jì)算48.01.9147.1598.456.55不計(jì)算6.6未測(cè)可不計(jì)不計(jì)算不計(jì)算16.05.921場(chǎng)地液化指數(shù)計(jì)算表第三章一、 問答題1 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(jì)算；其他結(jié)構(gòu)采用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算；重要建筑、超高層建筑或特別不規(guī)則建筑采用時(shí)程分析法補(bǔ)充計(jì)算。2 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)的地震反應(yīng)；結(jié)構(gòu)由地震引起慣性，而由慣性產(chǎn)生的動(dòng)力作用稱為結(jié)構(gòu)的地震作用。3 在

6、一個(gè)確定的地震運(yùn)動(dòng)下，各種結(jié)構(gòu)體系的最大地震加速度反應(yīng)與自振周期間的關(guān)系曲線稱為地震反應(yīng)譜；將不同地震運(yùn)動(dòng)下的結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)譜按可靠度的原理進(jìn)行平滑處理得到的地震反應(yīng)譜稱為設(shè)計(jì)反應(yīng)譜。4 重力荷載恒載部分活載；活載取值取決于活載的變異程度，變異大者取值大。5 反映地震烈度對(duì)地面運(yùn)動(dòng)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(duì)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。6 軟場(chǎng)地的剛度較小，其自振周期較長(zhǎng)，不同振動(dòng)混合在一起的地震波傳入后，與場(chǎng)地自振周期接近的振動(dòng)波得以保留或放大，反之則衰減或?yàn)V

7、掉；因此軟場(chǎng)地的Tg硬場(chǎng)地的Tg。遠(yuǎn)震經(jīng)過的距離長(zhǎng)，高頻波（振動(dòng)周期短）易衰減，保留下來的成分多為長(zhǎng)周期的低頻波，因此遠(yuǎn)震的Tg要大一些。7 進(jìn)行小震作用下的結(jié)構(gòu)承載力和變形能力的計(jì)算，以保證結(jié)構(gòu)的安全性；進(jìn)行大震作用下的結(jié)構(gòu)的彈塑變形能力的計(jì)算，以保證結(jié)構(gòu)不倒塌。8 一般結(jié)構(gòu)應(yīng)采用非線性時(shí)程分析法計(jì)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(jiǎn)化計(jì)算方法。9 結(jié)構(gòu)樓層按其構(gòu)件實(shí)際尺寸、配筋和材料強(qiáng)度計(jì)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(qiáng)度系數(shù)。10 根據(jù)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)的分布來判斷：如其沿高度分布較均勻時(shí)，薄弱層為底層，如分布不均

8、勻時(shí)，薄弱層為樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)較小的樓層；廠房結(jié)構(gòu)的薄弱層為上柱層。11 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。12 原因?yàn)椋篴動(dòng)力荷載下材料強(qiáng)度高于靜力荷載下材料強(qiáng)度； b地震作用下的結(jié)構(gòu)的可靠度要求可低于一般條件下結(jié)構(gòu)的可靠度要求。二、 計(jì)算題1解： 所以頻率方程為： 即 2解：查表32，得 查表33，得 因 ，故 、 故 、 質(zhì)點(diǎn)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32，得 查表33，得 因， ；。4解：采用能量法； ；

9、 第四章1 見教材。2 多層砌體結(jié)構(gòu)一般不考慮垂直地震作用。3 a.增強(qiáng)縱橫墻的連接；b.加強(qiáng)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.4 底層框架砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則為：根據(jù)結(jié)構(gòu)受力和變形的階段性，設(shè)置兩道抗震防線；a.由于墻體的抗側(cè)移剛度遠(yuǎn)大于框架的抗側(cè)移剛度；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(shí)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(shí)各墻體和框架僅承受平行于其平面的地震作用。5 a.正確；b. 正確；c. 正確（前體是剛性或中等剛度樓蓋）；d.錯(cuò)誤，因兩方向的不一定相同。6 a.500mm，2f6

10、，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7 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 ， 安全。8 解：設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)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1 剛度中心是整個(gè)結(jié)構(gòu)抗力的合力中心點(diǎn)，也是結(jié)構(gòu)平動(dòng)扭轉(zhuǎn)變形的中心點(diǎn)；質(zhì)量中心是結(jié)

11、構(gòu)各部分質(zhì)量的平面中心點(diǎn)，即結(jié)構(gòu)平面重力的合力點(diǎn)；兩者最好重合。2 水平地震作用按各部分的抗側(cè)移剛度在結(jié)構(gòu)中進(jìn)行分配；其計(jì)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)力體系承擔(dān)；一般不考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。3 結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)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(jìn)行地震下內(nèi)力調(diào)整和采用抗震構(gòu)造措施的依據(jù)。4 柱軸壓比過大時(shí)，箍筋對(duì)柱延性的影響很小，柱多產(chǎn)生脆性破壞。5 滿足這些原則就能保證結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生危及結(jié)構(gòu)安全的脆性破壞和結(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(jì)彎矩和構(gòu)件上的設(shè)計(jì)剪力，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行抗震驗(yàn)算）和加強(qiáng)箍筋約束等構(gòu)造措施來滿足這些

12、要求。6 框架結(jié)構(gòu)在節(jié)點(diǎn)附近的柱端和梁端加密箍筋；其作用為承擔(dān)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。7 不能對(duì)水平地震作用下的彎矩進(jìn)行調(diào)幅；因?yàn)樗胶奢d下的內(nèi)力是按D值法計(jì)算的，而D值法要求框架節(jié)點(diǎn)為剛性連接，如對(duì)此條件下的彎矩進(jìn)行調(diào)幅則不能保證節(jié)點(diǎn)為剛性連接。8 節(jié)點(diǎn)的承載力不低于其連接構(gòu)件的承載力；多遇地震烈度下，節(jié)點(diǎn)應(yīng)處于彈性階段；罕遇地震烈度下，節(jié)點(diǎn)不得影響豎向荷載的傳遞；節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的受力鋼筋不得產(chǎn)生滑移。第七章1 見教材2 單層廠房質(zhì)量集中有兩種方式：按 “振動(dòng)周期”相等原則集中；按“柱底彎 矩”相等原則集中。3 因標(biāo)高不一樣的屋蓋應(yīng)簡(jiǎn)化為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，因此無吊車的單

13、層廠房有多少個(gè)不同標(biāo)高的樓蓋，就有多少個(gè)集中質(zhì)量。4 在確定廠房的地震作用時(shí)，對(duì)于設(shè)有吊車的廠房，需考慮吊車橋架自重及部分所吊的荷載。5 7度區(qū)內(nèi)、類場(chǎng)地條件，柱高10m，單元兩端均設(shè)有山墻切按抗震規(guī)定采用構(gòu)造措施的單跨或多跨等高廠房可不進(jìn)行橫、縱向的截面抗震驗(yàn)算。6 單層廠房橫向抗震計(jì)算一般可采用平面排架模型，復(fù)雜結(jié)構(gòu)可采用多質(zhì)點(diǎn)空間結(jié)構(gòu)模型。7 單層廠房橫向抗震計(jì)算應(yīng)根據(jù)廠房空間工作性能、結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)影響、高低跨上柱地震作用效應(yīng)、吊車橋架質(zhì)量產(chǎn)生的地震作用增大效應(yīng)等來調(diào)整內(nèi)力。8 單層廠房縱向抗震計(jì)算方法有：空間分析法，適合所有廠房結(jié)構(gòu)，唯計(jì)算復(fù)雜；修正剛度法，適合單跨或多跨等高鋼筋砼廠房（有檁或無檁）；柱列法，適合單跨和屋蓋系統(tǒng)為輕型的多跨單層廠房；擬能量法，適合不等高的多跨單層鋼筋砼廠房（屋蓋系統(tǒng)為彈性）。其各類方法的計(jì)算步驟及要點(diǎn)參見教材。9 柱列法的適用條件為：廠房縱墻為對(duì)稱布置、屋蓋系統(tǒng)為輕型。10柱列剛度為組成柱列的鋼筋