建筑結(jié)構(gòu)抗震-隨堂作業(yè)主觀題

.../建筑結(jié)構(gòu)抗震隨堂作業(yè)一.解釋名詞1.震級(jí)答：地震震級(jí)是衡量一次地震釋放能量大小的尺度。震級(jí)的表示方法有很多,目前國(guó)際上常用的是里氏震級(jí),其定義首先由里克特于1935年給出。2.地震烈度答：地震烈度是指地震對(duì)地表和工程結(jié)構(gòu)影響的強(qiáng)弱程度,是衡量地震引起后果的一種尺度。3.抗震設(shè)防烈度答：抗震設(shè)防烈度是指按照國(guó)家批準(zhǔn)權(quán)限審定作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度。4.罕遇地震答：大震是罕遇地震,它多對(duì)應(yīng)的烈度為在50年期限內(nèi)超越概率為2%~3%的地震烈度。5.液化答：在地下水位以下的松散的飽和砂土或飽和粉土受到地震的作用時(shí),土顆粒間有壓密的趨勢(shì),因此表現(xiàn)為土中空隙水壓力的增高以及空隙水向外運(yùn)動(dòng),引起地面出現(xiàn)噴水冒砂現(xiàn)象,或因更多水分來不及排出,致使土顆粒處于懸浮狀態(tài),形成有如"液體"一樣的現(xiàn)象,稱為液化。6.自振周期答：自振周期是結(jié)構(gòu)按某一振型完成一次自由振動(dòng)所需的時(shí)間。7.底部剪力法答：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(diǎn)的水平地震作用相等,來確定結(jié)構(gòu)總地震作用的方法。8.軸壓比答：是指柱〔墻的軸壓力設(shè)計(jì)值與柱〔墻的全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積之比值。9.剛性樓蓋答：現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓〔屋蓋10.延性答：是指材料的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或構(gòu)件的某個(gè)截面從屈服開始到達(dá)最大承載能力或到達(dá)以后而承載能力還沒有明顯下降期間的變形能力。二、簡(jiǎn)答題1.我國(guó)抗震設(shè)防目標(biāo)中對(duì)三個(gè)地震烈度水準(zhǔn)提出哪些具體設(shè)防要求？答：《抗震規(guī)范》將抗震設(shè)防目標(biāo)稱為三水準(zhǔn)的要求,簡(jiǎn)稱為"小震不壞,中震可修,大震不倒"。1、第一水準(zhǔn)要求——小震不壞當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí),一般應(yīng)不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用,即小震不壞。2、第二水準(zhǔn)要求——中震可修當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時(shí),可能有一定的損壞,經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用,即中震可修。3、第三水準(zhǔn)要求——大震不倒當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度預(yù)估的罕遇地震影響時(shí),不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞,即大震不到。2．什么是二階段設(shè)計(jì)方法？答：《抗震規(guī)范》中實(shí)現(xiàn)三水準(zhǔn)的設(shè)防目標(biāo)采用了兩階段設(shè)計(jì)法：第一階段設(shè)計(jì)是承載力驗(yàn)算,取第一水準(zhǔn)地震動(dòng)參數(shù),計(jì)算結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)的基本組合,驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力,以及在小震作用下驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的彈性變形,以滿足第一水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求。這樣,既滿足了在第一水準(zhǔn)下具有必要的承載力可靠度,又滿足第二水準(zhǔn)的損壞可修目標(biāo)。對(duì)大多數(shù)的結(jié)構(gòu),可只進(jìn)行第一水準(zhǔn)設(shè)計(jì),而通過概念設(shè)計(jì)和抗震構(gòu)造措施來滿足第二水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求。第二階段設(shè)計(jì)是在大震作用下的彈塑變形驗(yàn)算,對(duì)特殊要求的建筑、地震時(shí)易倒塌的結(jié)構(gòu)以及有明顯薄弱層的不規(guī)則結(jié)構(gòu),除進(jìn)行第一階段設(shè)計(jì)外,還要進(jìn)行薄弱部位的彈塑性層間變形驗(yàn)算并采取相應(yīng)的抗震結(jié)構(gòu)措施,實(shí)現(xiàn)第三水準(zhǔn)的抗震設(shè)防要求。概括起來,"三水準(zhǔn),兩階段"看診設(shè)防目標(biāo)為"小震不壞,中震可修,大震不倒"。3.哪些建筑可不進(jìn)行天然地基及基礎(chǔ)的抗震承載力驗(yàn)算？為什么？答：根據(jù)我國(guó)多次強(qiáng)烈地震中建筑遭受破壞的資料分析,下述在天然地基上的各類建筑極少是因?yàn)榈鼗Ф鸬慕Y(jié)構(gòu)破壞的,故可不進(jìn)行地基及基礎(chǔ)的抗震承載力驗(yàn)算：〔1砌體房屋；〔2地基主要受力層范圍內(nèi)不存在軟弱黏性土層的下列建筑：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房屋；3、基礎(chǔ)荷載與2項(xiàng)相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣軓S房；〔3《抗震規(guī)范》規(guī)定可不進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的建筑。軟弱黏性土層指7、8和9度時(shí),地基承載力特征值分別小于80、100和120kpa的土層。4.在采用底部剪力法計(jì)算地震作用時(shí)為什么要計(jì)算頂部附加地震作用？當(dāng)T1?1.4Tg時(shí),由于高振型的影響,并通過對(duì)大量結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)直接動(dòng)力分析的結(jié)果表明,若按公式計(jì)算,則結(jié)構(gòu)頂部的地震剪力偏小,故須故需進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的方法是將結(jié)構(gòu)總地震作用的一部分作為集中力作用結(jié)構(gòu)頂部,再將余下的部分按倒三角形分配給各質(zhì)點(diǎn)。根據(jù)對(duì)分析結(jié)果的統(tǒng)計(jì),這個(gè)附加的集中水平地震作用可表示為,對(duì)于多層鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)房屋,可按特征周期及結(jié)構(gòu)基本周期由表3-5-1確定；對(duì)于多層內(nèi)框架磚房,可取0.2；對(duì)于其他房屋則可以不考慮,即。這樣,采用底部剪力法計(jì)算時(shí),各樓層可只考慮一個(gè)自由度,質(zhì)點(diǎn)i的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值就可寫成：

<i=1,2,3,…,n>當(dāng)房屋頂部有突出屋面的小建筑物時(shí),上述附加集中水平地震作用應(yīng)置于主體房屋的頂層而不應(yīng)置于小建筑物的頂部,但小建筑物頂部的地震作用仍可按上述公式計(jì)算。5.什么是設(shè)計(jì)反應(yīng)譜？設(shè)計(jì)反應(yīng)譜有哪些特點(diǎn)？受哪些因素影響？答：為了便于計(jì)算,《抗震規(guī)范》采用與體系自振周期T之間的關(guān)系作為設(shè)計(jì)用反應(yīng)譜,并將用表示,稱為地震影響系數(shù)。實(shí)際上,由以下公式可知

則還可寫成：

因此,就是作用于單質(zhì)點(diǎn)彈性體系上的水平地震力F與結(jié)構(gòu)重力G之比。6.什么是地基與結(jié)構(gòu)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：在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震反應(yīng)分析時(shí),通常假定地基是剛性的。實(shí)際上,一般地基并非剛性,故當(dāng)上部結(jié)構(gòu)的地震作用通過基礎(chǔ)而反饋給地基時(shí),地基將產(chǎn)生一定的局部變形,從而引起結(jié)構(gòu)的移動(dòng)或擺動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為地基與結(jié)構(gòu)的相互作用。地基與結(jié)構(gòu)相互作用的結(jié)果,使得地基運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性都發(fā)生了改變,這主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：<1>改變了地基運(yùn)動(dòng)的頻譜組成,使得接近結(jié)構(gòu)自振頻率的分量獲得加強(qiáng),同時(shí)也改變了地基振動(dòng)的加速度幅值,使其小于鄰近自由場(chǎng)地的加速度幅值。<2>由于地基的柔性,使得結(jié)構(gòu)的基本周期延長(zhǎng)。<3>由于地基的柔性,有相當(dāng)一部分地震能量將通過地基土的滯回作用和波的輻射作用逸散至地基,從而使結(jié)構(gòu)的振動(dòng)衰減。一般地,地基愈柔,結(jié)構(gòu)的振動(dòng)衰減則愈大。7.什么是"概念設(shè)計(jì)"？為什么要進(jìn)行概念設(shè)計(jì)？答：地震是一種隨機(jī)振動(dòng),有時(shí)很難把握其復(fù)雜性和不確定性,要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)建筑物所遭受地震的特性和參數(shù),目前尚難做到。在結(jié)構(gòu)分析方面,由于未能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、非彈性性質(zhì)、材料時(shí)效、阻尼變化等多種因素,也存在著不準(zhǔn)確性。因此,工程抗震問題不能完全依賴于"計(jì)算設(shè)計(jì)"解決。而立足于工程抗震基本理論及長(zhǎng)期工程抗震經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的工程抗震基本概念,往往是構(gòu)造良好結(jié)構(gòu)性能的決定性因素,這就是所謂的"概念設(shè)計(jì)"。因?yàn)榈卣鹗且环N隨機(jī)振動(dòng),有時(shí)很難把握其復(fù)雜性和不確定性,很難準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)建筑物所遭遇地震的特性和參數(shù),在結(jié)構(gòu)分析方面也很難準(zhǔn)確的考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、非彈性性質(zhì)、材料時(shí)效、阻尼變化等多種因素的影響,因此,通過"概念設(shè)計(jì)"構(gòu)造良好的結(jié)構(gòu)的抗震性能就顯得十分重要。8.按《抗震規(guī)范》結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合什么要求？答：實(shí)用中,結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算在一般情況下可不考慮地基與結(jié)構(gòu)的相互作用。但是對(duì)于建造在8度和9度、III或Ⅳ類場(chǎng)地上,采用箱基、剛性較好的筏基或樁箱聯(lián)合基礎(chǔ)的鋼筋混凝土高層建筑,當(dāng)結(jié)構(gòu)的基本周期處于特征周期的1.2~5倍范圍內(nèi)時(shí),可考慮地基與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的影響,對(duì)采用剛性地基假定計(jì)算的水平地震剪力按下列規(guī)定予以折減,并且其層間變形也應(yīng)按折減后的樓層剪力計(jì)算。

<1>高寬比小于3的結(jié)構(gòu),各樓層地震剪力的折減系數(shù)<2>高寬比大于3的結(jié)構(gòu),底部的地震剪力按上述<1>的規(guī)定折減,但頂部不折減,中間各層按線性插入值折減。9.什么是"強(qiáng)柱弱梁"的設(shè)計(jì)原則？在抗震設(shè)計(jì)中如何保證這一原則實(shí)施？答：要求控制梁、柱的受彎承載力和采取必要的措施,使得結(jié)構(gòu)在遭遇強(qiáng)烈地震進(jìn)入非彈性階段工作時(shí),塑性鉸應(yīng)首先在梁中出現(xiàn),盡可能避免或減少在危害更大的柱中出現(xiàn)。<1>梁端形成塑性鉸后仍有足夠的受剪承載力；<2>梁筋屈服后,塑性鉸區(qū)段應(yīng)有較好的延性和耗能能力；<3>妥善地解決梁筋錨固問題。柱截面尺寸應(yīng)符合下列要求：<1>柱截面的寬度和高度均不宜小于300mm；<2>柱凈高與截面高度<圓柱直徑>之比宜大于4。多層鋼筋混凝土框架柱的截面尺寸通常采用400mm×400mm、450mm×450mm和500mm×500mm等?？蚣芄?jié)點(diǎn)是梁柱交叉的公共部分,節(jié)點(diǎn)的失效意味著與之相連的梁、柱同時(shí)失效。此外,框架結(jié)構(gòu)最佳的抗震機(jī)制是梁鉸側(cè)移機(jī)構(gòu)。但梁端塑性鉸形成的基本前提是保證梁縱筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)有可靠的錨固。因此,依據(jù)強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固設(shè)計(jì)原則,框架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求：<1>節(jié)點(diǎn)的承載力不應(yīng)該低于所連接梁、柱的承載力；<2>多遇地震時(shí),節(jié)點(diǎn)應(yīng)在彈性范圍內(nèi)工作；<3>罕遇地震時(shí),節(jié)點(diǎn)承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞；<4>梁柱縱筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)應(yīng)有可靠的錨固；<5>節(jié)點(diǎn)配筋不應(yīng)使施工過分困難。10.多層砌體房屋的樓層水平地震剪力應(yīng)