王社良版《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計》課后思考題全解

第一章緒 論地震按其成因分為哪幾種類型？按其震源的深淺又分為哪幾種類型？構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震和誘發(fā)地震。深淺：構(gòu)造地震可分為淺源地震d<60km〕(60300km(>300km)什么是地震波？地震波包含了哪幾種波？各種地震波各自的傳播特點是什么？對地面和建筑物的影響如何？動以波的形式從震源向各個方向傳播并釋彈性波，分為體波〔地球內(nèi)部傳播、面波〔地球外表傳播。體波：分為縱波〔p波：在傳過程中，其介質(zhì)質(zhì)點的振動方向與波的前進向全都。特點是：周期短，振幅?。挥绊懀核沟孛姘l(fā)生上下振動，破壞性較弱。橫波s波：在傳播過程中，其介質(zhì)質(zhì)點的振動方向與波的前進方向垂直。特點是：周期長，振幅大。影響：它使地面發(fā)生前后、左右抖動，破壞性較強面波：分為洛夫波〔L波〕：傳播時將質(zhì)點在與波前進方向相垂直的水平方向上破壞的主要因素。地震波的傳播速度：縱波＞橫波＞面波橫波、面波：地面震驚猛烈、破壞作用大。地震波在傳播過程中能量衰減：地面振動減弱、破壞作用漸漸減輕。向地球內(nèi)部及表層各處傳播開去，形成了連續(xù)介質(zhì)中的彈性波。什么地震震級？什么是地震烈度和根本烈度？什么是抗震設(shè)防烈度？〔度：就是指指地面及房屋等建筑物受地震破壞的程度。什么是多遇地震和罕遇地震？63％的地震烈度值。502％～3％的地震烈度。什么是地震、地震作用、震源、震中距、烈度、震級、震中？緩慢積存的能量突然釋放而引起的地球表層的振動。震源：地球內(nèi)部斷層錯動并輻射地震波的部位。震中距：地面某處至震中的水平距離。震中：震源在地面上的投影點。：表示一次地震本身強弱程度和大小的尺度。它以地震釋放的能量為尺度，依據(jù)地震儀記錄到的地震波確定。地震強度由震級和烈度來反映。類建筑物患病一次地震影響的強震后引起后果的一種標(biāo)度。地震烈度與震級：一次地震，表示地震大小的震級只有一個由于同一次地震對不同地點的影響不一樣遠近會消滅多種不同的烈度。地震作用：地震引起的作用于建筑物上的動荷載。建筑的抗震設(shè)防類別分為哪幾類？分類的作用是什么？依據(jù)建筑使用功能的重要性，按其受地震破壞時產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)》將建筑分為甲乙丙丁四類：時可能發(fā)生嚴(yán)峻次生災(zāi)難的建筑乙類建筑：地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的建筑，類以外的一般建筑。丁類建筑：抗震次要建筑。什么是建筑抗震概念設(shè)計？它主要包括哪幾方面內(nèi)容？指依據(jù)地震災(zāi)難和工程閱歷等所形成的根本設(shè)計原則和設(shè)計思想理抗震構(gòu)造體系，合理利用構(gòu)造延性重視非構(gòu)造延性，確保材料和施工質(zhì)量。在建筑抗震設(shè)計中，是如何實現(xiàn)“三水準(zhǔn)”設(shè)防要求的？抗震設(shè)防的“三水準(zhǔn)”：即“不震不壞，中震可修，大震不倒”。這一抗震設(shè)防目標(biāo)亦為我國《抗震標(biāo)準(zhǔn)》所承受。三水準(zhǔn)設(shè)防的設(shè)防要求：規(guī)定的設(shè)防烈度的地震影響時損壞或不需要修理仍可連續(xù)使用；規(guī)定的設(shè)防烈度的地震影響時〔包括構(gòu)造和非構(gòu)件可能有肯定損產(chǎn)設(shè)備經(jīng)一般修理或不需要修理仍可連續(xù)使用；設(shè)防烈度的預(yù)估罕遇地震影響時或發(fā)生危及生命的嚴(yán)峻破壞?！皟呻A段設(shè)計方法”第一階段設(shè)計：是在方案布置符合抗震設(shè)計原則的前提構(gòu)造在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng)載效應(yīng)按肯定的組合原則組對構(gòu)件截面進展抗震設(shè)計或驗證必要的強驗構(gòu)造的彈性變這一階段設(shè)計滿足第一水準(zhǔn)的抗震設(shè)〔罕遇地震〕驗算構(gòu)造薄弱部位的彈塑性變形，對特別重要的建筑和地震時易倒塌的構(gòu)造除進展第一階段的設(shè)計還要按第三水應(yīng)的構(gòu)造措施，以滿足第三水準(zhǔn)的設(shè)防要求〔大震不倒。場地、地基和根底場地土的分類打算分？場地土是指建筑場地范圍組成和堅對建筑物震害的影響也不同。一般地分為堅硬土或巖石，中硬土，中軟土，脆弱土驗算？砌體房屋；地基主要受力層范圍內(nèi)不存在脆弱粘性土層的以下建筑：一般的單層廠房和單層空曠房屋；不超8層25m根底荷載2〕項相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣軓S房。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可不進展上部構(gòu)造抗震驗算的建筑。怎樣確定地基土的抗震承載力？載力驗算：承受“擬靜力法”pmax1.2faEpfaEpmax1.2faEpfaE式中：p 根底底面平均壓力〔kPa)根底底面邊緣最大壓力(kPa)faE 地基土抗震允許承載力底面不宜消滅拉應(yīng)根底底面與地基土之間零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)超過根底底面面積15%。什么是場地土的液化？怎樣判別？影響液化的因素有哪些？抗液化措施，液化對建筑物有哪些危害？飽和砂土或粉土在猛烈顆粒之間將產(chǎn)生相對顆粒構(gòu)造有變密的趨勢這時時間而受到擠壓則交將使孔隙水壓力急劇結(jié)果使砂土顆粒局部或全部處于場地土的液化。處于地下水位以下的飽和砂土和粉土的土顆粒構(gòu)造受到地震作用時將趨于密壓力急劇臨時間這種急劇壓壓壓力完全消逝時顆粒處于懸態(tài)這時強度而顯這種現(xiàn)為液化。液化的宏觀標(biāo)志是在地表消滅噴砂冒水。土層的地質(zhì)年月和組成土層的相對密度地震烈度和地震持續(xù)時間抗液化措施：性接頭危害：地面開裂下沉使建筑物產(chǎn)生過度下沉或整體傾斜，不均勻沉降引起建筑物上部構(gòu)造破壞，使梁板等構(gòu)件及其節(jié)點破壞，使整體開裂和建筑物體型變化處開裂。液化判別和處理的一般原則：對液化敏感的乙類7別和處理！層應(yīng)依據(jù)建筑的抗震設(shè)防類別級結(jié)合具體狀況實行相應(yīng)的措施。為了削減判別場飽和砂土液化的判別可分為兩步進別和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗判別經(jīng)初步判別定為不液化或不考慮液化影響的場地土，原則上可不進展標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗的判別。別主要是依據(jù)以地質(zhì)層厚度等作為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗判別則是依據(jù)現(xiàn)場的試驗結(jié)特地的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗設(shè)備并依據(jù)規(guī)定的試驗方法在現(xiàn)場進展試驗。當(dāng)?shù)孛嫦?5m準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)的臨界Ncr時應(yīng)判別為則即為別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)的臨界Ncr應(yīng)依據(jù)規(guī)定的公式計算。等效剪切波速：假設(shè)計算深度范圍內(nèi)有多層土層，則依據(jù)計算深度范圍內(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。地基土抗震承載力：地基土抗震承載力ζa數(shù)，fa為深寬修正后的地基承載力特征值。 2.8場地掩蓋定義：一般狀況下，可取地面到剪切波速大于500m/s的堅硬土層或巖層頂?shù)木嚯x。什么是土層等效剪切波速？其作用是什么？如何計算？1〕反映各土層的綜合剛度，其值可依據(jù)地震波通過計算深度范圍內(nèi)各土層的總時間等于該波通過同一計算深度的單一折算土層所需的時間求得。2〕反映各土過同一計算深度的單一折算土層所需的時間求得。場地的卓越周期？確定卓越周期的意義？地表震驚頻度-周期關(guān)系曲線上頻度最大值對應(yīng)的周期稱為場地的卓越周期。意義：在建筑抗震設(shè)計中，應(yīng)使建筑物的自振周期避開場地的卓越周期，以避開發(fā)生共振現(xiàn)象。自振周期和卓越周期Tg對構(gòu)造的震害有什么影響？〔簡答題〕構(gòu)造的自振周期顧名思義是反映構(gòu)造的動力特性，與構(gòu)造的質(zhì)量及剛度有關(guān)，對單對于多自由度就有同模型中承受的自由度一樣的周期個數(shù)，周期最大的為根本周期，設(shè)計用的主要參考數(shù)據(jù)！線標(biāo)地震震級，震源機制〔包括震源深度、震中距等地震本身方面的影響，同時也反映了場地的特性；如脆弱土層的厚度，類型等場地類別。第三章構(gòu)造地震反響分析與抗震驗算地震作用的概念、特點和影響因素？定義釋集中地面運動處于靜止的建筑物受到動力作用而產(chǎn)生猛烈振動動過程中作用在構(gòu)造上的慣性力就是地震作用。(以前稱為地震荷載)特點：不是直接作用在構(gòu)造上，屬于間接作用；不僅取決于地震烈度、設(shè)計地震分組和場地類別等地震特性，還與構(gòu)造的動力特性〔自振周期、阻尼等〕親熱相關(guān)。影響因素：級，地震時間，地形，地質(zhì)，房屋構(gòu)造，人口密度，天氣等等什么是加速度反響譜曲線？定義:單自由度體系在給定地震驚作用下某種反響量的最大值與體系自振周期之間的關(guān)系曲線.性質(zhì)：加速度反響譜曲線為一多峰點曲線。當(dāng)阻尼比為0時，加速度反方譜的越小，曲線越平滑。構(gòu)造周期的規(guī)律：對于加速度反響譜構(gòu)造周期小于某個值時幅值隨周期急劇值時，快速下降。什么是等效總重力荷載Geq？怎樣確定？所謂等效總重力荷載,對于多質(zhì)點體系來說,就是總重力荷載代表值乘以等效0.85。G G

(n G H )i ii1

0.85eq

G H 2 n Gii1 i10.75s時，此系數(shù)可近似取為0.85。明顯，對于單質(zhì)點體系，此系數(shù)取1.在使用底部剪力法計算地震作用的構(gòu)造的根本周標(biāo)準(zhǔn)》即規(guī)c0.85.構(gòu)造等效總重力荷載確定如：Gep=0.85∑Gi3.43.4重力荷載代表值：構(gòu)造抗震設(shè)計時的根本代表值，是構(gòu)造自重〔永久荷載〕和有關(guān)可變荷載的組合值之和3.5簡述確定水平地震作用的振型分解反響譜法的主要步驟。4將這些效應(yīng)進展組合，以求得構(gòu)造的地震作用效應(yīng)。3.6考慮豎向地震力：89度區(qū)的大跨構(gòu)造、長懸臂構(gòu)造，以及9度區(qū)的高層建筑。3.73.7鞭梢效應(yīng)，地震作用效應(yīng)會增大。第四章建筑抗震概念設(shè)計何謂“抗震概念設(shè)計”？“概念設(shè)計”與計算設(shè)計有何不同？概念設(shè)計需要輔以必要的計算設(shè)計。砼框架體系構(gòu)造抗震設(shè)計中如何考慮填充墻的影響？使構(gòu)造抗側(cè)移剛增大，增加的幅度可達30%-50%.構(gòu)造墻他分水平地震剪力，反而使框架所擔(dān)當(dāng)?shù)臉菍拥卣鸺袅p小。由于砌體填充墻具有較大的抗側(cè)移剛變構(gòu)造的抗震側(cè)移幅值，相對墻具有很大的初期剛較大加速度脈沖時墻變形及墻面裂縫的輸墻在這道抗震防線的主力構(gòu)件，使框架退居為其次道防線。第五章多層和高層鋼筋混凝土構(gòu)造框架構(gòu)造的側(cè)移計算包括哪幾個方面？構(gòu)造布置及構(gòu)件截面尺寸確定——計算簡圖——荷載計算——重力荷載代表值計算強度計算——變形驗算——構(gòu)造措施等框架構(gòu)造抗震設(shè)計的根本原則是什么？鋼筋混凝土框架構(gòu)造宜對稱布置。應(yīng)應(yīng)小于構(gòu)件斜截面的極限剪力，即強剪弱彎”鋼筋混凝土框架的梁、柱構(gòu)件之間應(yīng)設(shè)置成“強柱弱梁梁柱節(jié)點的承載力宜大于梁、柱構(gòu)件的承載力。即”強節(jié)點弱構(gòu)件”。構(gòu)造破壞機制：總體機制、樓層機制首先屈服形成塑性鉸消耗地震能量，而柱在較長時間里根本處于彈性狀態(tài)。調(diào)整方法調(diào)整為略大于梁端的彎矩設(shè)計值或抗彎力量。在受彎屈服前發(fā)生剪切破壞調(diào)整方法：人為地將同一桿件在地震作用組合下的剪力設(shè)計值調(diào)整為略大于按桿端彎矩設(shè)計值及梁上荷載反算出的剪力值強節(jié)點強錨固原則：使節(jié)點有足夠的承載力量5.45.4簡述框架節(jié)點抗震設(shè)計的根本原則。節(jié)點的承載力不應(yīng)低于其連接構(gòu)件的承載力；多遇地震季節(jié)點應(yīng)在彈性范圍內(nèi)工作；罕遇地震季節(jié)點承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞；梁柱縱筋在節(jié)點區(qū)內(nèi)應(yīng)有牢靠的錨固；節(jié)點配筋不應(yīng)使施工過分困難。5.5簡述鋼筋混凝土構(gòu)造房屋的震害狀況。答：1.共振效應(yīng)引起的震害；2.構(gòu)造布置不合理引起的震害；3.柱、梁和節(jié)點的震害；4.填充墻的震害；5.抗震墻的震害。第六章多層砌體房屋多層砌體構(gòu)造房屋的計算簡圖如何選??？地震作用如何確定？層間地震剪力在墻體間如何安排？計算簡圖的選取：在建筑物兩個主軸方向分別計算水平地震作用并進展抗震驗算。滿足前面規(guī)定的構(gòu)造布置要求的多層砌體構(gòu)造變形形式以層間剪切變形為主。各樓層標(biāo)高處縫所劃分的構(gòu)造單元作為計算單元。各樓層載組合值層的墻體、構(gòu)造柱重量之和。埋置淺時頂時，取室外地坪下0.5m處當(dāng)設(shè)有整體剛度很大的全地下室時頂板頂處剛度較小或為半地下室時，取為地下室室內(nèi)地坪處，此時，地下室也算作一層樓面。地震作用確實定：構(gòu)造底部總水平地震作用的標(biāo)準(zhǔn)Fek=α1Geq考慮到多層砌體構(gòu)造房屋中縱向或橫向承重墻體的數(shù)量較側(cè)移剛規(guī)對于多層砌體構(gòu)造房屋確定水平地震作用時大值，即max水平地震作用iF HiG Fii n

EKHkGk FEk

Gmax eq樓層地震剪力Vn iji

〔突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等，地震作用應(yīng)乘以地震3〕層間地震剪力Vi在墻體間的安排：層間地震剪力是作用在整個房屋某一樓層墻上去，進而再把每道墻上的地震剪力安排到同一道墻的某一墻段上。橫向水平地震作用下層間剪力安排·橫向水平地震作用由該驗算方向橫墻單獨承受·i層層間水平地震剪力Vi該層m墻上：縱向水平地震作用下層間剪力安排·計算方法同橫墻，由于縱向墻體的間距較小，水平剛度較大，往往可按縱墻截面面積與全部縱墻總凈截面面積的比Aim/Ai進展安排。多層砌體構(gòu)造房屋的抗震構(gòu)造措施包括哪些方面？1.設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱設(shè)置鋼筋混凝土圈梁樓蓋、屋蓋構(gòu)件具有足夠的搭接長度和牢靠的連接橫墻較少磚房的有關(guān)規(guī)定與加強措施墻體之間的連接加強樓梯間的整體性承受同一類型的根底(一)設(shè)置鋼筋混凝土芯柱1、芯柱設(shè)置部位及數(shù)量混凝土小砌塊房屋應(yīng)按下表要求設(shè)置鋼對墻較少的房屋，應(yīng)依據(jù)房屋增加一層后的層數(shù)按下表要求設(shè)置芯柱。2.芯柱截面尺寸、混凝土強度等級和配筋混凝土小砌塊房屋芯柱截面尺寸不宜小于120mm×120mm。芯柱混凝土強度等級，不應(yīng)低于C20。芯柱豎向鋼筋應(yīng)貫穿墻身且與圈梁連接，插筋不應(yīng)1Φ12,7時超過五層、8時超過四層9時，插筋不應(yīng)小于1Φ14。芯柱應(yīng)500mm,500mm圈梁相連.為提高墻體抗震受剪承載力而設(shè)置的芯柱，宜在墻體內(nèi)均勻布置，最大2m。(二)砌塊房屋中替代芯柱的鋼筋混凝土構(gòu)造柱〔1〕截面與配筋構(gòu)造柱最小截面可承受190×190mm，縱向鋼筋宜承受4Φ12，箍筋間距不宜大于250mm，且在柱上下端宜適當(dāng)加密；7度時超過五層、8度時超過四層和九度時縱向鋼4Φ14，箍筋間距不應(yīng)200mm；外墻轉(zhuǎn)角的構(gòu)造柱可適當(dāng)加大截面及配筋.構(gòu)造柱與墻體的連接鄰的砌塊時宜填實，時應(yīng)填實并插筋；沿墻600mm應(yīng)設(shè)拉結(jié)鋼筋網(wǎng)片，每深入墻1m。構(gòu)造柱與圈梁的連接