建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)54470

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)作業(yè)第1章 緒論1、震級(jí)和烈度有什么區(qū)別和聯(lián)系？答：地震震級(jí)是表示地震大小的一種度量。其數(shù)值是根據(jù)地震儀記錄到的地震波圖確定的。地震烈度是指某一區(qū)域內(nèi)的地表和各類建筑物遭受一次地震影響的平均強(qiáng)弱程度。一次地震，表示地震大小的震級(jí)只有一個(gè)。然而，由于同一次地震對(duì)不同地點(diǎn)的影響不一樣，隨著距離震中的遠(yuǎn)近變化，會(huì)出現(xiàn)多種不同的地震烈度。2、如何考慮不同類型建筑的抗震設(shè)防？答：對(duì)于不同使用性質(zhì)的建筑物，地震破壞所造成后果的嚴(yán)重性是不一樣的。因此對(duì)于不同用途建筑物的抗震設(shè)防。，不宜采用同一標(biāo)準(zhǔn)，而應(yīng)根據(jù)其破壞后果加以區(qū)別對(duì)待。對(duì)各類建筑物的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的具體規(guī)定為：標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)

2、抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用，達(dá)到在遭遇高于當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度的預(yù)估罕遇地震影響時(shí)不致倒塌或發(fā)生危及生命安全的嚴(yán)重破壞的抗震設(shè)防目標(biāo)。重點(diǎn)設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強(qiáng)其抗震措施；但設(shè)防烈度為9時(shí)應(yīng)按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基礎(chǔ)的抗震措施，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。特殊設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強(qiáng)其抗震措施；但抗震設(shè)防烈度為9度時(shí)應(yīng)按比9度更高的要求采取抗震措施。同時(shí)，應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)的結(jié)果且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求確定其地震作用。適度設(shè)防類，允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低其抗震措施，但抗震設(shè)防烈度為6度時(shí)不應(yīng)降低。一般情況下

3、，仍應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用。3、怎樣理解小震、中震與大震？答：從概率意義上說，小震就是發(fā)生機(jī)會(huì)較多的地震。根據(jù)分析，當(dāng)分析年限值取50年時(shí)，上述概率密度曲線的峰值烈度所對(duì)應(yīng)的被超越概率為63.2%,因此可以將這一峰值烈度定義為小震烈度，又稱多遇地震烈度。而全國地震區(qū)劃圖所規(guī)定的各地的基本烈度，可取為中震對(duì)應(yīng)的烈度。它在50年內(nèi)的超越概率一般為10%。大震是罕遇的地震，它所對(duì)應(yīng)的地震烈度在50年內(nèi)超越概率2%左右，這個(gè)烈度又可稱為罕遇地震烈度。4、試論述概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算、構(gòu)造措施三者之間的關(guān)系？答：概念設(shè)計(jì)在總體上把握抗震設(shè)計(jì)的基本原則；抗震計(jì)算為建筑抗震設(shè)計(jì)提供定量手段；構(gòu)造措

4、施則可以在保證結(jié)構(gòu)整體性、加強(qiáng)局部薄弱環(huán)節(jié)等意義上保證抗震計(jì)算結(jié)果的有效性?？拐鹪O(shè)計(jì)上述的三個(gè)層次的內(nèi)容是一個(gè)不可割裂的整體，忽略任何一部分，都可能造成抗震設(shè)計(jì)的失敗。5、試討論結(jié)構(gòu)延性與結(jié)構(gòu)抗震的內(nèi)在聯(lián)系。答：僅利用結(jié)構(gòu)的彈性性能抗御強(qiáng)烈地震是不明智的。正確的做法是同時(shí)利用結(jié)構(gòu)彈塑性階段的性能，通過結(jié)構(gòu)一定限度內(nèi)的塑性變形來消耗地震時(shí)輸入結(jié)構(gòu)的能量。脆性結(jié)構(gòu)盡管抗力很大，但吸收地震能量的能力并不強(qiáng)，而延性結(jié)構(gòu)卻因可以吸收更多地震輸入能量而有利于抗御結(jié)構(gòu)倒塌的發(fā)生。在設(shè)計(jì)中，可以通過各種各樣的構(gòu)造措施和耗能手段來增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的延性。例如，對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可以采用強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的設(shè)

5、計(jì)策略促使梁以彎曲形式產(chǎn)生較大變形；對(duì)于砌筑結(jié)構(gòu)，可以采用墻體配筋、構(gòu)造柱-圈梁體系等措施增加結(jié)構(gòu)的延性。第2章 場地與地基1、場地土的固有周期和地震動(dòng)的卓越周期有何區(qū)別與聯(lián)系？答:從原理上分析，在巖層中傳播的地震波，本來就具有多種頻率成分，其中，在振幅譜中幅值最大的頻率分量所對(duì)應(yīng)的周期，稱為地震動(dòng)的卓越周期。在地震波通過覆蓋土層傳向地表的過程中，與土層固有周期相一致的一些頻率波群將被放大，而另一些頻率波群將被衰減甚至被完全過濾掉。這樣，地震波通過土層后，由于土層的過濾特性與選擇放大作用，地表地震動(dòng)的卓越周期在很大程度上取決于場地的國有周期。當(dāng)建筑物的固有周期與地震動(dòng)的卓越周期相接近時(shí)，建筑物

6、的震動(dòng)會(huì)加大，相應(yīng)地，震害也會(huì)加重。2、為什么地基的抗震承載力大于靜承載力？答：因?yàn)榈鼗量拐鸪休d力的計(jì)算采取在地基土靜承載力的基礎(chǔ)上乘以提高系數(shù)。所以地基的抗震承載力大于靜承載力。另外可以從地震作用下只考慮地基土的彈性變形而不考慮永久變形這一角度得到解釋。3、影響土層液化的主要因素是什么？答:地震時(shí)飽和砂土和粉土顆粒在強(qiáng)烈震動(dòng)下發(fā)生相對(duì)位移，顆粒結(jié)構(gòu)趨于壓密，顆粒間孔隙水來不及排泄而受到擠壓，因而使孔隙水壓力急劇增加。當(dāng)孔隙水壓力上升到與土顆粒所受到的總的正壓應(yīng)力接近或相等時(shí)，土粒之間因摩擦產(chǎn)生的抗剪能力消失，土顆粒便形同“液體”一樣處于懸浮狀態(tài)，形成所謂的液化現(xiàn)象。4、試判斷下述論斷的正誤

7、：（1）中軟土的場地類別比中硬土的場地類別差。對(duì)（2）粉土的黏粒含量百分率越大，越不容易液化。錯(cuò)（3）液化指數(shù)越小，地震時(shí)地面噴砂冒水現(xiàn)象就越嚴(yán)重。錯(cuò)（4）地基的抗震承載力是指承受水平的能力。錯(cuò)第3章 結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析與抗震計(jì)算7、一般結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行哪些抗震驗(yàn)算？以達(dá)到什么目的？答：（1）多遇地震下結(jié)構(gòu)允許彈性變形驗(yàn)算，以防止非結(jié)構(gòu)構(gòu)件（隔墻、幕墻、建筑裝飾等）破壞。（2）多遇地震下強(qiáng)度驗(yàn)算，以防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞。（3）罕遇地震下結(jié)構(gòu)的彈塑性變形驗(yàn)算，以防止結(jié)構(gòu)坍塌。9、什么是樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)？怎樣計(jì)算？答：樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)y定義為y(i)=Vy(i)/Ve(i)10、怎樣判斷結(jié)構(gòu)薄弱層和部位？答：

8、對(duì)于y沿高度分部不均勻的框架結(jié)構(gòu)，在地震作用下一般發(fā)生塑性變形集中現(xiàn)象，即塑性變形集中發(fā)生在某一或某幾個(gè)樓層，發(fā)生的部位為y最小或相對(duì)較小的樓層，稱之為結(jié)構(gòu)薄弱層。在薄弱層發(fā)生塑性變形集中的原因是，y較小的樓層在地震作用下會(huì)率先屈服，這些樓層屈服后將引起卸載作用，限制地震作用進(jìn)一步增加，從而保護(hù)其它樓層不屈服。由于y沿高度分布不均勻，結(jié)構(gòu)塑性變形集中在少數(shù)樓層，其他樓層的耗能作用不能充分發(fā)揮，因而對(duì)結(jié)構(gòu)抗震不利。對(duì)于y沿高度分布均勻的框架結(jié)構(gòu)，分析表明，此時(shí)一般結(jié)構(gòu)底層的層間變形最大，因而可將底層當(dāng)作結(jié)構(gòu)薄弱層。對(duì)于單層鋼筋混凝土柱廠房，薄弱層一般出現(xiàn)在上柱。多層框架結(jié)構(gòu)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)y沿高

9、度分布均勻與否，可通過參數(shù)a判別。11、哪些結(jié)構(gòu)需考慮豎向地震作用？答：設(shè)防烈度為8度和9度區(qū)的大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)、長懸臂結(jié)構(gòu)、煙囪及類似高聳結(jié)構(gòu)和設(shè)防烈度為9度區(qū)的高層建筑，應(yīng)考慮豎向地震作用。13、進(jìn)行時(shí)程分析時(shí)，怎樣選用地震波？答：地震波的選用。最好選用本地歷史上的強(qiáng)震記錄，如果沒有這樣的記錄，也可選用震中矩和場地條件相近的其他地區(qū)的強(qiáng)震記錄，或選用主要周期接近的場地卓越周期或其反應(yīng)譜接近當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)反應(yīng)譜的人工地震波。第4章 多層砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)1、怎樣理解多層磚房震害的一般規(guī)律？答：（1）剛性樓蓋房屋，上層破壞輕、下層破壞重；柔性樓蓋房屋，上層破壞重、下層破壞輕；（2）橫墻承載房屋的震害輕于

10、縱墻承重房屋；（3）堅(jiān)實(shí)地基上的房屋震害輕于軟弱地基和非均勻地基上的房屋震害；（4）預(yù)制樓板結(jié)構(gòu)比現(xiàn)澆樓板結(jié)構(gòu)破壞重；（5）外廊式房屋往往地震破壞較重；（6）房屋兩端、轉(zhuǎn)角、樓梯間、附屬結(jié)構(gòu)震害較重。3、在多層砌體結(jié)構(gòu)中設(shè)置圈梁的作用是什么？答：圈梁可以加強(qiáng)縱墻橫墻的連接、增強(qiáng)樓蓋的整體性、增加墻體的穩(wěn)定性；它可以有效地約束墻體裂縫的開展，從而提高墻體的抗震能力；它還可以有效地抵抗由于地震或其他原因所引起的地基不均勻沉降對(duì)房屋的破壞作用。4、怎樣理解底部框架房屋底部框架的設(shè)計(jì)原則？答：底部框架應(yīng)采用現(xiàn)澆或現(xiàn)澆柱，預(yù)制梁結(jié)構(gòu)，并宜雙剛性連接。底層樓蓋應(yīng)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，板厚不應(yīng)小于120mm

11、。當(dāng)樓板洞口尺寸大于800mm時(shí)，洞口周邊應(yīng)設(shè)置圈梁。底層框架柱因受水平剪力和豎向壓力共同作用，常沿斜截面發(fā)生破壞。因此，宜加大構(gòu)造箍筋的直徑、減少間距，必要時(shí)可采用螺旋箍筋或焊接封閉箍筋。5、試判斷下述論斷的正誤：（1）多層砌體房屋橫墻越少，破壞越重。錯(cuò)（2）構(gòu)造柱只有和圈梁連成一個(gè)整體后才能發(fā)揮作用。對(duì)（3）砌體結(jié)構(gòu)中抗震墻剛度越大，分配地震剪力越多。錯(cuò)（4）底層框架房屋的底部剪力 在房屋縱、橫向相等。錯(cuò)6、填空題（1）構(gòu)造柱與墻連接處，應(yīng)沿墻高每隔0.5m設(shè)26的拉結(jié)鋼筋，每邊伸入墻內(nèi)不少于1米。 （2）樓梯間不宜設(shè)在房屋的盡端與轉(zhuǎn)角處；（3）砌體抗震抗剪強(qiáng)度主要有主拉應(yīng)力強(qiáng)度和剪切摩擦

12、強(qiáng)度理論；（4）砌塊砌體的總高度限值小于磚房，橫墻最大間距小于或等于磚房。(5)混凝土空心砌塊房屋可用鋼筋混凝土芯柱代替鋼筋混凝土構(gòu)造柱。第5章 多高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)2、總水平地震作用在結(jié)構(gòu)中如何分配？其中用到哪些假定？答：底部剪力法、振型分解法或時(shí)程分析法通常采用的是“葫蘆串”模型，相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果是地震作用沿結(jié)構(gòu)豎向的分布。要把作用在各層的地震作用分配給各柱或各榀抗側(cè)力平面結(jié)構(gòu)，通常需要假定樓屋蓋在其平面內(nèi)的剛度為無窮大。這樣，各柱或各榀抗側(cè)力平面結(jié)構(gòu)在樓屋蓋處的水平向變形是協(xié)調(diào)的。從而應(yīng)根據(jù)各柱或各榀抗側(cè)力平面結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度進(jìn)行地震作用引起的層剪力的分配。通常假定地震沿結(jié)構(gòu)平面

13、的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。把層剪力按各柱的剛度分配給各柱，從而也得到各榀框架的地震作用。3、多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)劃分的依據(jù)是什么？有何意義？答：（1）丙類建筑抗震等級(jí)宜按表5-5劃分；其他設(shè)防類別的建筑，則應(yīng)按前述抗震設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定調(diào)整后再按表5-5劃分抗震等級(jí)。（2）普通鋼筋的強(qiáng)度等級(jí)，縱向受力鋼筋宜選用符合抗震性能指標(biāo)的HRB400級(jí)熱軋鋼筋，也可采用符合抗震性能指標(biāo)HRB335級(jí)鋼筋；箍筋宜選用符合抗震性能指標(biāo)的HPB235、HRB335、和HRB400級(jí)熱軋鋼筋。普通鋼筋宜優(yōu)先采用延性、韌性和可焊性較好的鋼筋。對(duì)一、二級(jí)抗震等級(jí)的框架結(jié)構(gòu)，其普通縱向受力鋼筋的抗拉強(qiáng)度實(shí)測值與屈服強(qiáng)

14、度實(shí)測值的比值不應(yīng)小于1.25；屈服強(qiáng)度實(shí)測值與強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的比值不應(yīng)大于1.3；且鋼筋在最大 拉力下的總伸長率實(shí)測值不應(yīng)小于9%（3）與主樓相連的裙房，除應(yīng)按裙房本身考慮外，其抗震等級(jí)不應(yīng)低于主樓的抗震等級(jí)；此時(shí)主樓結(jié)構(gòu)在裙房頂部上下各一層應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)抗震構(gòu)造措施。4、框架結(jié)構(gòu)在什么部位應(yīng)加密箍筋？有何作用？答：抗震墻厚度大于140mm時(shí)，豎向和橫向鋼筋應(yīng)雙排布置；雙排分布鋼筋間拉筋的間距不應(yīng)大于600mm，直徑不應(yīng)小于6mm；在底部加強(qiáng)部位，邊緣構(gòu)件以外的拉筋間距應(yīng)適當(dāng)加密。8、框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)應(yīng)滿足哪些抗震設(shè)計(jì)要求？答：（1）核心區(qū)混凝土強(qiáng)度等級(jí)與柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)相同時(shí)，一、二級(jí)框架的節(jié)點(diǎn)核心

15、區(qū)，應(yīng)進(jìn)行抗震驗(yàn)算；三、四級(jí)框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，可不進(jìn)行抗震驗(yàn)算，但應(yīng)符合構(gòu)造措施的要求。三級(jí)框架的房屋高度接近二級(jí)框架房屋高度的下限時(shí)，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)宜進(jìn)行抗震驗(yàn)算。（2）9度時(shí)及一級(jí)框架結(jié)構(gòu)的核心區(qū)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于柱的混凝土強(qiáng)度。10、分析框架-抗震墻結(jié)構(gòu)時(shí)，用到了哪些假定？答:(1)若假定樓蓋的平面外剛度為零，則連系梁可進(jìn)一步簡化為連桿，稱為鉸接體系。（2）若考慮連系梁對(duì)墻肢的約束作用，則連系梁與抗震墻之間的連接可視為剛接，稱為剛接體系。第6章 多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)1、多高層鋼結(jié)構(gòu)梁柱剛性連接斷裂破壞的主要原因是什么？答：（1）焊縫缺陷（2）三軸應(yīng)力影響（3）構(gòu)造缺陷（4）焊縫金屬?zèng)_擊

16、韌性低。2、鋼框架柱發(fā)生水平斷裂破壞的可能原因是什么？答：豎向地震使柱中出現(xiàn)動(dòng)拉力，由于應(yīng)變速率高，使材料變脆。9、防止框架梁柱連接脆性破壞可采取什么措施？答：（1）嚴(yán)格控制焊接工藝操作，重要的部位由技術(shù)等級(jí)高的工人施焊，減少梁柱連接中的焊接缺陷；（2）8度乙類建筑和9度時(shí)，應(yīng)檢驗(yàn)梁翼緣處全焊透坡口焊縫V形切口的沖擊韌性，其沖擊韌性在-20時(shí)不低于27J。（3）適當(dāng)加大梁腹板下部的割槽口，以便于工人操作，提高焊縫質(zhì)量。（4）補(bǔ)充梁腹板與抗剪連接板之間的焊縫。（5）采用梁端加蓋板和加腋，或梁柱采用全焊接方式來加強(qiáng)連接的強(qiáng)度。（6）利用節(jié)點(diǎn)域的塑性變形能力，為此節(jié)點(diǎn)域可先設(shè)計(jì)成先于梁端屈服，但仍需

17、滿足有關(guān)公式的要求；（7）利用：“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件“的抗震概念，將梁端附近截面局部削弱。10、中心支撐鋼框架抗震設(shè)計(jì)應(yīng)注意哪些問題？答：中心支撐框架結(jié)構(gòu)的框架部分的抗震構(gòu)造措施要求可與純框架結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施要求一致。但當(dāng)房屋高度不高于100mm且框架部分承擔(dān)的地震作用不大于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的25%，8、9度的抗震構(gòu)造措施可按框架結(jié)構(gòu)降低一度的相應(yīng)要求采用。11、偏心支撐鋼框架抗震設(shè)計(jì)應(yīng)注意哪些問題？答：偏心支撐框架的支撐桿件的長細(xì)比不應(yīng)大于120 235/fy,支撐桿件的板件寬厚比不應(yīng)超過軸心受壓桿件按彈性設(shè)計(jì)時(shí)的寬厚比限值。偏心支撐框架結(jié)構(gòu)的框架部分的抗震構(gòu)造措施要求可與純框架結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造要求

18、一致。但當(dāng)房屋高度不高于100mm且框架部分承擔(dān)的地震作用不大于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的25%時(shí)，8、9度時(shí)抗震構(gòu)造措施可按框架結(jié)構(gòu)降低一度的相應(yīng)要求采用。第7章 單層廠房抗震設(shè)計(jì)1、單層廠房主要有哪些地震破壞現(xiàn)象？答：（1）天窗兩側(cè)豎向支撐斜桿拉斷，節(jié)點(diǎn)破壞，天窗架沿廠房縱向傾斜，甚至倒下砸塌屋蓋。（2）屋面板與屋架的連接焊縫剪斷，屋面板從屋架上滑脫墜地。（3）在設(shè)有柱間支撐的跨間，由于其剛度大，屋架端頭與屋面板的支墩折斷、端節(jié)間上弦剪斷等（4）縱向圍護(hù)磚墻出現(xiàn)斜裂縫。7、單層廠房橫向抗震計(jì)算應(yīng)考慮哪些因素進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整?答：(1)采用鋼筋混凝土屋蓋或密鋪望板的瓦木屋蓋（2）基本自振周期是按上述方法確定（3）7度或8度（4）兩端均有承重山墻（5）山墻或承重橫墻的厚度不小于240mm,開洞所占的水平截面積