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1、第一章1、地震 震级 烈度-三者定义与关系 地震-由于地壳构造运动使岩层发生断裂,错动而引起的地面振动,这种地震称构造地震,简称地震。震级-是反映其次地震大小的一种定量指标,即指地震时本身产生的能量大小,用符号M表示。地震烈度-某一地区的地面和各类建筑物遭受到一次地震影响的强弱程度。关系:烈度I,震级M和震中距R的关系为I=0.92+1.63M-3.49lgR基本烈度: 一个地区的基本烈度指该地区今后一定时间内(一般指50年),在一般场地条件下(指该地区普遍分布的地基土质条件及一般地形、地貌、地质构造条件)。可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。设防烈度:在一般情况下,设防烈度是采用基本烈度。超

2、越概率为10%。众值烈度:在概率密度曲线上表示为峰值对应的烈度称众值烈度。超越概率为63.2%。罕遇烈度:在概率密度曲线上超越概率23%的烈度。2、抗震设防分类、标准、目标、依据1)分类:特殊设防类(甲类建筑): 重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害的建筑。重点设防类(乙类建筑):地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑。 如:消防,供电,水,电讯等。标准设防类(丙类建筑):除甲乙丁类以外的一般建筑。适度设防类(丁类建筑):抗震次要建筑。2)标准: 地震作用计算;抗震承载力计算;抗震措施(1)地震作用计算甲类建筑高于本地区抗震设防烈度的要求;按地震安全性评估结果确定。 乙类建

3、筑应符合本地区抗震设防烈度要求; 丙类建筑应符合本地区抗震设防烈度要求; 丁类建筑一般情况下仍应符合本地区抗震设防烈度要求。(2)抗震承载力计算 水平地震作用计算;竖向地震作用计算;扭转地震作用计算(3)抗震措施: 甲类建筑:设防烈度68度时,应符合本地区抗震设防烈度提高1度;要求。设防烈度9度时,应符合比9度抗震设防更高要求。 乙类建筑:设防烈度68度时,应符合本地震抗震设防烈度提高1度;要求,设防烈度9度时,应符合比9度抗震设防更高的要求;对较小的乙类建筑,当其结构改用抗震性能较好的结构类型时,应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求。 丙类建筑应符合本地区抗震设防烈度的要求。丁类建筑允许比本地

4、区抗震设防烈度的要求适当降低,但抗震设防烈度为6度时不会降低。抗震设防目标:“三水准、两阶段” 三水准:小震不坏,中震可修,大震不倒第一阶段:按小震作用效应和其他荷载效应的基本组合验算构建的承载能力,以及在小震作用下验算结构的弹性变形,以满足第一水准抗震设防目标的要求。 第二阶段:按大震作用下验算结构的弹塑性变形,以满足第三水准 抗震设防目标的要求。 4) 抗震设防的依据工程结构抗震设防的依据是中国地震烈度区划图中给出的基本烈度或其他地震动参数,对做过地震小区划的地区,可采用小区划给出的设防烈度和地震动参数.为反映不同震级和震中距的地震对工程结构影响,建筑抗震规范将建筑工程的设计地震划分为三组

5、,不同设计地震分组,采用不同的设计特征周期和设计基本地震加速度值. a设计基本地震加速度,定义:50年设计基准期超越概率10%的地震加速度设计值。b设计特征周期根据规范,将地震反应谱特征周期取名为“设计特征周期”,对II类场地,第一、二、三组的设计特征周期分别取为0.35s、 0.40s、 0.45s。c设计地震分组规范将我国主要城镇(县级及县级以上城镇)中心地区的抗震设防烈度、设计基本地震加速度植和所属的设计地震分分为三组。3、抗震设计包括概念设计跟参数设计:根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。1)建筑设计应重视建筑结构的规则性

6、。 建筑平面,立面简单,对称,尽可能使质量中心而刚度中心重合否则将产生扭转,和薄弱层。a平面不规则类型: 扭转不规则,凹凸不规则,楼板局部不连续。b竖向不规则类型:侧向刚度不规则,竖向抗侧力构件不连续,楼层承载力突变。c.建筑结构不规则程度的区分:不规则:指的是超过表格4-3,4-4中一项及以上的不规则指标.特别不规则:指的是多项超过表格4-3,4-4中不规则指标三个或三个以上;下表所列的一项不规则(规范268);或表格4-3,4-4所列两个方面的基本不规则且其中有一项接近下表所列的不规则指标。严重不规则:指的是形体复杂,多项不规则指标超过规范上限或某一项大大超过规定值,具有严重的抗震薄弱环节

7、,将会导致地震破坏的严重后果者. 2)合理的建筑结构体系选择。 3)抗侧力结构和构件的延性设计。参数设计:1地震作用计算。2构件强度验算。3结构变形验算。掌握抗震要领设计,有的于明确抗震设计思路、灵活、恰当运用抗震设计原则,合理进行抗震设计。第二章1、场地、场地土类别划分: 建筑场地按照地震对建筑的影响分为四类。(图的剪切波速合场地覆盖层厚度)自振周期(卓越周期)。 场地条件的建筑物震害的影响因素主要有:a场地土的刚性(坚硬密实程度)大小 b场地覆盖土层厚度20米2、 地基验算:天然地基验算内容:对地基而言,应同时满足地基变形和地基承载力的要求。所以现行规范规定:对地基只进行抗震承载力验算;对

8、地基不进行变形验算,通过构造满足。地基基础抗震设计的一般要求a同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土层上;b同一结构单元不宜部分采用天然地基而另外部分采用桩基;c地基有软弱粘性土,可液化土,新近填上或严重不均匀土层时,宜加强基础学,整体性和刚性;c根据具体情况,选择对抗震有利的基础类型,在抗震验算时应尽量考虑结构,基础和地基学相互影响。 3)、承载力验算方法:拟静力法:假定地震作用如同静力,然后验算地基和基础的承载力稳定性。抗震容许承载力:在静力设计承载力的基础上乘以一个大于1.0的系数加以调整。原因:a地震是偶发事件,是特殊荷载,因而地基抗震承载力安全系数可比静载降低;b地震是有限次数个

9、等幅的随机荷数,多数情况在有限次数动荷载下强度较静载下稍高。B桩基1)、桩基不需进行验算的范围:具体规定与天然地基不验算范围基本相同,区别是:对于7度和8度时一般的单层厂房和单层空旷房屋,不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋和基础荷载相当的多层框架厂房也可不验算桩基。2)、单桩抗震承载力调整1非液化土中桩基单桩的竖向和水平向抗震承载力特征值比非抗震设计时提高25%。2存在液化土层的桩基a主震时:考虑全部地震作用,桩承载力计算可按非液化土考虑,但液化土的桩周摩阻力及桩水平抗力应折减。b余震时:桩承载力仍按非抗震提高25%,但应扣除液化土层全部摩阻力及桩承台以下2m的摩阻力。3、液化机理

10、:地下水位以下的饱和砂土和粉土在地震作用下,图颗粒之间有变密的趋势。但因孔隙水来不及排出,是土颗粒处于悬浮状态,形成如同液化一样。2)判定:初判:以地质年代,粘粒含量,地下水位,上覆非液化图层厚度来判定;细判:当初判在有液化的可能时,采用以标准贯入试验为基础的二次判别。3)液化评价的意义:液化程度不同,对建筑的危害不同,应采取不同的工程措施。4)抗液化措施 P46第三章一、基本计算理论:A、水平地震作用1)振型分解法:地震影响系数,T曲线: 振型参与系数 2)底部剪力法适用范围和基本思路:规范规定:对于质量和刚度沿高度分布比较均匀,高度不超过40m,并且以剪切变形为主房屋高宽比小于4的结构,可

11、采用底部剪力法。 3)Fi计算公式的修正 4)特殊修正:a突出屋面附属结构地震内力的调整b长周期结构地震内力的调整c考虑地基与结构相互作用的影响地震内力的调整B、水平地震作用扭转计算发生扭转振动的原因有:一是地面运动存在转动分量,或地震时地面各点的运动存在着相位差。二是结构本身存在偏心,即质量中心与刚度中心不相重合。震害表明:扭转作用会加重结构的破坏,在基础情况下将成为导致结构破坏的主要因素。 计算时各楼层采用二个自由度:x、y方面水平位移和转角。C、竖向地震作用的计算:规范规定:对于烈度为8度和9度时的大跨和长悬臂结构,烟囱和类似高耸结构,及9度时的高层建筑应考虑竖向地震作用。竖向反应谱-高

12、层建筑和高耸结构静力法长悬臂结构及其它大跨度结构二、各类建筑结构的地震作用计算原则:1一般情况下,可在建筑结构两个主轴方向分别考虑水平地震作用,并进行抗震验算,各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。2有斜交的抗侧力构件的结构,当相交角度大于15度时,宜分别考虑各侧力构件方向的水平地震作用。3质量和刚度明显不均匀,不对称的结构,应考虑水平地震作用的扭转影响。48度、9度时的大跨度结构,长悬臂结构,烟囱和类似高耸结构,9度时高层建筑,应考虑竖向地震作用。三、各类建筑结构的抗震计算,应采用下列方法1)且质量和刚度沿高度方向分布比较均匀的结构以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法。2)除

13、上述结构外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱法。3)特别不规则的建筑,甲类建筑和超过P101表311所建的高层建筑,宜用时程分析法补充验算。四、 结构抗震验算根据小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设计思想规范采用两阶段设计方法。第一阶段:按多遇地震作用效应和其经荷载效应的基本组合验算构件截面抗震承载力,以及在多遇地震作用下验算结构的弹性变形。第二阶段:在罕遇地震作用下验算结构的弹塑性变形。1)截面抗震验算:2)抗震变形验算:a、多遇地震作用下结构抗震变形验算。b、罕遇地震作用下薄弱层的弹塑性变形验算。确定薄弱层力位置以计算楼层屈服强度系数。 规范规定:当结构薄弱层(部位)的楼层屈服强度系数不小于

14、相邻层(部位)该系数平均值为0.8。即:标准层。 顶层 均匀 底层。c薄弱层位置可按下列情况确定)楼层y沿高度分布均匀的结构,可取底层。)楼层y沿高度分布不均匀的结构,可取该率数最小楼层。)单层工业厂房,可取上柱。第四章 多层砌体房屋砌体结构的抗震设计可分两大部分:一为抗震承载力验算,对构件及整体结构进行承载力极限状态较核。二是采取抗震结构措施,以保证结构的合理布局和必要的连接和整体性。一、抗震概念设计:房屋的总高度和层数的限值多层的砌体房屋高宽比限值防震缝的设置结构造型和布置 1)应优先采用横墙承重或纵、横墙共同承重的方案。2)纵横墙应对称布置3)楼梯间不直接设置在房屋的尽端和拐角处4)设置

15、烟囱、风道、垃圾道时,不应削弱墙体。5)不宜采用无锚固的予制挑檐。横墙间距的限制。房屋局部尺寸的限制二、地震作用计算 水平地震作用应在建筑物两个主轴方向分别进行验算;垂直地震作用仅对高耸,大跨度结构加以考虑,多层砌体不要求;地震扭转作用不作计算,仅在建筑平、立面布置时加以注意。 2) 地震作用及楼层地震剪力:结构底部总水平地震作用标准值:FEK=1Ge 质点水平地震作用标准值:突出屋面的屋顶间,如女儿墙、烟囱等建筑,其地震作用乘以增大系数3。三、楼层地震剪力在墙体间的分配-取决于楼盖水平刚度及墙体的侧移刚度 1)横向楼层地震剪力的分配 刚性楼盖现浇或装配整体式楼盖: 柔性楼盖木楼盖:; 中等刚

16、度楼盖装配式楼盖:。2)纵向楼层地震剪力的分配,不管哪种楼盖,均可按刚性方案考虑3)墙体侧移(刚度)剪切变形h/b1; 同时考虑弯曲,剪切变形影响的构件,(1h/b4):四、同一道墙上各墙段间地震剪力分配 在同一道墙上,门窗洞口之间墙段所承担的地震剪力可按墙段的侧移刚度进行分配,由于各墙段的高宽比hr/br不同,侧移刚度求法也不同。对于开有不规则洞口的墙体五、截面验算表达式: 应进行墙体截面承载力验算的不利墙段 1)承受地震作用较大的墙体。2)竖向正应力较小的墙段。3)局部截面较小的墙垛。六、抗震构造措施 抗震构造措施是作为抗震强度验算的一种补充和保证。 a设置钢筋砼构造柱及芯柱 b设置钢筋砼

17、圈梁c设置钢筋砼带 第五章 砼框架结构房屋一、抗震概念设计:房屋最大适用高度结构抗震等级结构布置:a. 柱网布置及规则建筑b. 平面布置:最主要的是使结构平面的质量中心和刚度中心相重合或尽可能靠近,以减小结构的扭转反应。c. 竖向布置: 结构沿竖向(铅直方向)应尽可能均匀且少变化,使结构的刚度沿竖向均匀。抗震缝的设置:当建筑平面突出部分较长,结构刚度及荷载相差悬殊,房屋有较大错层时,必须设置抗震缝。框架结构和框架-抗震墙结构中的框架和抗震墙均应双向布置。框架-抗震墙结构中抗震墙之间搂盖长度其它问题二、地震作用计算1); ; 2)水平荷载作用下框架内力计算:反弯点法:假定框架横梁刚度为,结构仅有

18、侧移而无转动,当梁柱线刚度比大于3的结构,采用这种方法误差不大。D值法: 实际工程中,通常梁柱线刚度比不大于3,为了减小误差,考虑框架结点转动的影响,这时倏的侧移刚度以D表示。 3)竖向荷载作用下框架内力计算:分层法,弯矩分配法4)梁端弯矩的调幅: 由于框架结点处内力最大,配筋最多,为了保证梁端的延性和便于施工。对框架在竖向荷载作用下的梁端弯矩乘以调幅系数予以降低,梁端弯矩降低后,跨中弯矩相应增加。现浇结构=0.80.9, 装配式结构=0.70.85)控制截面及内力组合a. 地震作用效应和其它荷载效应的组合:按第三章的表达式确定,规范规定,除烟囱,水塔和高层建筑,一般结构可不考虑风荷载,地震荷

19、载组合。对于框架结构也不需考虑竖向地震作用,故其效应组合表在式为: b. 不考虑地震荷载,按正常恒载、活载效应组合;考虑到可变荷载组合系数一般为0.50.8,承载力调整系数=0.750.85所以框架在正常重力荷载作用下构件的承载能力有可能小于考虑地震作用的相关承载力。故尚需进行正常重力荷载作用下的验算,其作用效应组合为:三、框架梁柱和节点抗震设计1、设计原则结构应有足够的延性,,因此必须保证框架节点及架柱有足够的延性。而梁柱的延性是以塑性铰的转动能力来度量的,所以在进行结构抗震设计时,应控制塑性较的生成位置,并保证其转动能力,一般应遵循强柱弱梁、 强剪弱弯、强节点、弱构件的原则。2、三强三弱应

20、用: ,四、位移计算 框架结构侧移验算包括:多遇地震下的弹性侧移验算,罕遇地震下的弹塑性侧移验算。a、多遇地震下的弹性侧移验算弹性侧移计算 1. 计算多遇地震作用框架地震剪力 2. 计算楼层地震剪力Vi作用下的层间侧移: 3. 验算层间位移条件: b、罕遇地震作用下薄弱的弹性侧移的验算 1. 按罕遇地震作用下,确定地震影响系数最大值nex和1,求出层间弹性地震剪力Ve(i). 2. 计算楼层间屈服剪力 3. 计算屈服强度系数(楼层间):找出薄弱层 4. 计算薄弱层间侧移:5. 验算层间位移条件:.五、抗震构造措施1、梁、柱端部箍筋的配置: 为防止节点附近产生剪切破坏,规范规定,在梁柱端部一定范

21、围内,加密箍筋,一般称梁柱端部与箍筋加密区。 加密区的长度, 箍筋最大间距Snax、Dmin2、柱箍筋加密区的体积配筋率 一级为0.8% 二级0.6% 四、三级0.4% 式中:fc砼轴压强度数计值G35采用 fyv箍筋抗拉强度计值360N/mm2 v最小配筋特征值P新3. 轴压比限制 是影响柱延性的重要因素之一,随轴压比提高,柱剪跨比的减少,柱的变形能力变差,有时可能出现脆性破坏。所以要保证柱延性,其轴压比不应超过P219,表4-54规定。不满足应加大截面或提高砼强度等级。4、 框架梁柱钢筋在框架节点的锚固与搭接 第六章 单层钢筋砼厂房抗震设计一、抗震概念设计:总体布置要求:结构造型的要求二、

22、单层钢筋砼厂房抗震设计单层铪柱厂房,应分别接横向和纵向两个方向进行抗震计算,一般用底部剪力法,对结构复杂,质量与刚度分布很不均匀的厂房宜采用振型分解反应谱法。对建立在7度、类场地,柱高10m见两端有山垟的单跨或等高多垮可不进行抗震验算,只需符合构造要求。一)、横向计算:1、基本假定a厂房按平面排架计算,但须考虑山垟对厂房空间工作,屋盖弹性变形与扭转,以及吊车桥架的影响。通过不同调整系数对地震作用、地震内力加以调整。b厂房按平面排架进行动力、计算时,将重力荷载集中于柱顶和吊车梁高处。(如有必要时)c地震作用沿厂房高度倒三角形分布。二)、结构计算简图及重力荷载代表值计算1)、确定自振周期;屋盖重量

23、占整个排架重量较大部分,故把排架各部分重量,经折算后集中于屋盖下缘处。一般不考虑吊车重量及吊车影响,计算结果偏于安全。 2)横向自振周期的修正:横向自振周期的计算是按铰接排架简图进行的,但实际上屋架与柱焊接存在某些刚按作用。纵垟对增大横向排架刚度也有一定影响,所以实际上自振周期比计算值小。所以规范规定,按平面铰接排架计算横向自振周期,应加以调整。 3)确定地震作用:对于设有桥式吊车的厂房,除了把厂房质量集中于屋盖标高处外,还要考虑吊车重量对柱子的不利影响,把某跨吊车的全部重量置于该跨任一柱子的吊车梁顶面处。 四)、排架地震作用效应计算及调整a考虑厂房间作用及扭转影响对柱地震作用效应的调整。厂房

24、空间作用大小,与山垟间距,屋盖水平刚度有关。屋盖刚度越大,山垟间距越小,厂房空间作用越明显,这时传给山垟的地震作用越多,排架实际承受的地震作用比按平面排架计算小得越多。如果厂房仅一端有山垟,或两端山垟的抗侧刚度相差很大时,厂房屋盖的整体振动很复杂。除了空间作用影响,还有较大的平面扭转效应。使得排架柱顶侧移不相同,各排架实际承受的地震作用也不同于平面排架分析的结果。b高低跨交接处的铪柱内力的调整当排架按第二主振型振动时,高跨横梁与低跨横梁的运动方向相反,使高低跨交接处上柱的两端之间产生了较大的相对位移。由于上柱的长度一般较短,侧移刚度较大,所以此处产生的地震内力也较大。c吊车桥架对排架柱局部地震

25、作用效应的修正这是因为在单层厂房中,吊车桥是一个较大的移动质量,地震时已将引起厂房的强烈局部振动,从而使吊车所在排架的地震作用效应突出地增大。造成局部严重破坏,为防止这种震害发生,将而车桥引起的地震作用效应予以放大。五)天窗架的横向水平地震作用标准值突出屋面的铪天窗架主要反映在纵向地震作用下的破坏,在横向由于天窗架的横向刚度远比厂房排架刚度大,在横向水平地震作用下,基本上是随排架平移,自身变位很小,第二振型影响很小。规范规定。对突出屋面只带有斜腹杆的桁架式钢筋砼天窗架,其跨度大于9m或烈度9度时,横向地震作用按底部剪力法计算,天窗架的横向地震作用效应应乘以效应增大系数1.5,以考虑高振型的影响

26、。三、纵向计算;柱列法1、适用范围:纵垟对称布置的单跨厂房 轻型屋盖、多跨等高厂房2、柱列的柔度和刚度 柱列抗侧力构件柱,支撑,纵垟柱列柱顶标高的侧移刚度等于各抗侧力构件同一标高的侧移刚度之和: 式中:、为一根法,一片支撑,一片垟体顶点的侧移刚度。3、柱列水平地震作用标准值底部剪力法 4、抗侧力构件水平地震作用计算 一根柱分配的地震作用标准值 一片支撑分配的地震作用标准值 一片垟分配的地震作用标准值 1试述水平地震作用采用底部剪力法计算的基本假设,适用范围和计算方法(用公式)。答:基本假定:1)位移反应亦考虑基本振型影响。2)基本振型为直线范围对质量和刚度沿高度分布比较均匀,高度不超过40m,

27、并且以剪切变形为主(房屋高宽比小于4)结构,可采用底部剪力法。计算方法:1)结构底部剪力 2)质点上水平地震作用 3) Fi计算公式的修正Fn=nFEK2试述单层钢筋混凝土柱厂房横向地震作用计算时,考虑空间工作和扭转对排架地震作用效应进行调整的原因,方法及其适用范围。答:原因:空间工作使排架柱地震作用,侧移空间工作取决于屋盖水平刚度和山墙间距,当一端有山墙或两端山墙抗侧刚度相差较大则产生扭转,使某侧震害加大,侧移加大。空间工作和扭转使各排架实际承受的地震作用不同于平面排架分析的结果。规范考虑厂房空间工作和扭转影响,将按平面排架分析所得的地震弯矩和剪力乘以调整系数(高低跨交接处截面除外)适用范围

28、:1)烈度7,8度。 2)山墙间距L1与厂房点跨度B1 L1/B18或B112m 3)山(横)墙厚度240mm,开洞所占的水平截面积50%,并与屋盖有良好的连接。 4)柱顶高度15m3什么叫地震烈度?地震烈度有归几种?其评定的依据是什么?我国现行烈度表是属于哪一种?答:地震烈度是用来衡量地震后果的一种度量,它表示某一地区的地面和各类建筑物遭受某一次地震影响的强弱程度。地震烈度表有宏观烈度表和定量烈度表。 宏观烈度表是根据地震宏观现象,如人的感觉,器物的反应,地表和建筑物的影响和破坏程度来评定。定量烈度表是根据地面运动参数,如地面运动加速度峰值,速度峰值来定义烈度。我国现行的烈度表是属于将宏观烈

29、度与地面运动参数建立起联系的地震烈度表。所以既有定性的宏观标志,又有定量的物理标志,兼有宏观烈度表和定量烈度表两者功能。4地基抗震承载力设计值fSE如何取值?为什么说地基土的动强度高于其静强度?答:地基抗震承载力设计值fse=efe e地基承载力调整系数。 fe地基静承载力(已经过宽度和深度修正)设计值。 地基动强度高于静强度,地基承载力主要根据地基土的容许变形确定。 地基变形 弹性变形在短时间内完成。 永久变形(残余变形)在长时内完成。 地震作用下:有限次循环(低频脉冲)动力作用,加载速度快而且循环次少, 作用时间短,只有弹性变形,故变形较小,动强度高于静强度。 偶然短时作用,可靠度要求可降

30、低,动强度承载力高于静强度承载力。5多层框架柱承载力抗震设计计算与非抗震设计计算有何不同?在柱设计计算中如何体现“三强三弱”的设计原则?答:区别:抗震设计中限制柱压比正载面强度按YREMYREN压弯构件。斜截面强度按YREV且砼件抗剪承载力降低0.8YRE为抗震载力调整系数设计原则体现:强柱弱梁:底层柱避免过早出现铰,一、二级框架柱底M1.5按强柱弱梁原则复核柱配筋(一)、二级,强剪弱弯:调整柱剪力v 剪力增大系数强节点弱构件:节点区满足抗剪承载力。6试述各类结构房屋地震作用的计算方法(包括应考虑的荷载,计算方法及适用范围)答:水平地震作用:1)高度不超过40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高

31、度分布比较均匀的结构及近似于单质点体系结构,采用底部剪力法。2)除以上建筑,宜采用振型分解反应谱法。3)特别为规则的建筑,甲类建筑和高层建筑,宜采用时程分析法进行补充验算。扭转:对质量和刚度明显不均匀,为对称的结构,应考虑水平地震作用的扭转影响。 竖向地震作用:对于8度和9度时大跨度结构,长悬臂结构,烟囱和类似高耸结构,9度时的高层建筑,应考虑竖向地震作用。所有竖向反应谱法适应于烟囱和类似高耸结构以及高层建筑。还有静力法适用于大跨度,长悬臂结构。7建于抗震设防区的钢筋混凝土框架结构,在内力分析中,如何进行内力组合?答:1)地震作用效应和其它荷载效应组合。(不考虑风与地震荷载组合,对框架也不考虑

32、竖向地震作用)。 2)不考虑地震荷载,正常恒载,活载效应,只需按正常重力载作用下的验算。8什么是场地土的卓越周期?有哪几种计算方法?研究卓越周期有何工程意义? 答:土的卓越周期及其计算方法土的卓越周期即是土的自振周期。计算方法:利用土剪切波速Vsm和土层厚度,由谐波理论利用场地常时微振,即人工振源的主要周期近似等于土的卓越周期。 意义:假如建筑物的结构固有周期与地面运动的卓越周期相近,由于共振作用而大大增强其地震反应,造成建筑物破坏加剧。通过上部结构刚度的调整,避开共振,减少建筑物的震害。9试述建筑抗震设防的依据及标准。答:抗震设计规范GBJ11-89规定的抗震设防的依据,设防水准及其设计阶段

33、。设防的依据:设防烈度,即基本烈度,指一个地区今后一定时间内(100年),在一般场地条件下可能遭遇的最大烈度。设防水准:三水准设防目标。水准 小震(低于基本烈度)时,建筑物不坏、不需修理,结构处于弹性阶段,按强度要求进行截面设计。水准 中震(相当于基本烈度)时,结构能修复使用,结构部分达塑性阶段,按变形要求校核,控制结构的变形和破坏程度。水准 大震(大于基本烈度),建筑物不倒塌,结构处于塑性阶段,按避免倒塌要求进行抗震设计。设计阶段:二阶段设计法:第一阶段 按小震作用验算构件承载力和结构弹性变形,满足水准,通过概念设计和构造措施满足水准。第二阶段 在大震作用下验算结构弹塑性变形,满足水准。10

34、单层钢筋混凝土柱厂房结构布置的原则是什么?答:1)宜采用等高厂房;贴建房屋不宜布置在厂房端部;厂房体型复杂或有贴建房屋时,宜设防震逢。2)突出屋面的天窗宜采用钢天窗架,并房单元端部第三柱间开始设置。天窗屋 盖与端壁板宜采用轻型板材。3)宜采用予应力砼屋架,厂房端部宜设屋架。4)宜采用矩形,字形截面柱或斜腹杆双肢柱。5)围墙宜采用轻质墙板或钢筋砼大型墙板;砌体隔墙与柱宜脱开或柔性连接,并在墙顶部设整浇钢砼压梁。11多层砌体结构房屋横向地震剪力根据楼盖的水平刚度,是如何分配的(写出公式)?纵向地震剪力有何不同,为什么?答:横向地震剪力分配:按楼盖水平刚度1.刚性楼盖现浇或配整体式铪楼盖楼铡度,Ki

35、m-侧移刚度墙高him,材料相同。按横墙净面积2.柔性楼盖木盖楼按重力荷载,重力荷载分布均匀 按受荷面积,中等刚度楼盖装配式铪楼盖(+)纵向地震剪力分配,按刚性楼盖。纵向尺寸大,且间距小,楼盖在其平向内无变形。且仅考虑剪切变形(Kim)12单层钢筋混凝土柱厂房在横向地震作用效应的计算时,应考虑哪几方面的调整?如何进行调整?答:考虑厂房空间作用的扭转形影响对抗地震作用的调整,按平面排架M、V乘以调整系数1高低跨交接外铪柱内力的调整。按底部剪力法M、V乘以增大系数.(考虑高振型影响2)吊车桥架对排架柱局部地震作用效应的修正。由吊车桥架引起的M、V、乘以增大系数3。13试述“三水准”的设防目标和“两

36、阶段”设计方法在结构抗震变形验算中如何体现?答:第一水准:当遭受到多遇的低于本地区设防烈度的地震影响时,建筑一般应不受损或不需修理仍能继续使用。第二水准:当遭受到本地区设防烈度影响时,建筑可能有一定的损坏,经一般修理或不经修理仍能继续使用。第三水准:当遭受到高于本地区设防烈度的罕遇地震时,建筑不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。 第一阶段设计:按小震作用效应和其它荷载效应的基本组合验算结构构件的承载能力。以及在小震作用下验算结构的弹性变形,以满足第一水准抗震设防需求。 第二阶段设计:在大震作用下验算的结构的弹塑性变形,以满足第三水准抗震设防目标要求。 第二水准抗震设防目标的要求,经抗震构造措施来

37、保证。 两阶段变形验算为弹性变形和弹塑性变形验算。 1)多遇地震作用下验算层间弹性变形,以防止非结构构件在小震烈度地震作用下发生过重的破坏,减少可能导致的修复费用。 2)罕遇地震作用下验算层间弹塑性变形,以防止结构在大震烈度地震作用下因薄弱层(部位)弹塑性变形过大而倒塌。14试述场地土液化的机理,如何判别土层液化及其液化严重程度?答:1)液化机理:地下水位下饱和砂土,在地震作用下土颗粒超于紧密,孔隙水压增大,有效动减小,土颗粒由固态变为液态处于悬浮状态,引起地面喷砂冒水的现象。2)判别:两步判别法初步判别法,只要符合某规定的条件之一即不必考虑液化再判,标准贯入试验判别法。N63。5Ncr,为可

38、液化层。 3)评价:采用液化指数签别场地土液化的危害严重程度,分三级;当ILE=6为轻微液化等级,危害性小,当ILE6为中等液化等级,危害性较大,当ILE18为严重液化等级,危害性大。15 抗震设计规范规定哪些结构应考虑竖向地震作用,并述其计算的方法及适用范围。答:规范:8,9度时大跨度结构,长悬臂结构,烟囱和类似高耸结构,9度高层建筑,应考虑竖向地震作用。1) 反应谱法-9度时的高层建筑 P90v=Kvv=2/3KHH=0.65HFEvk=vmaxGeq vmax=0.65maxGeq=0.75Gi 2) 静力法大跨度结构Fvi=Gi16试述框架结构“三强三弱”的设计原则;在梁,柱及节点设计

39、中如何体现?答:“三强三弱”的原则是:1)“强柱弱梁”控制梁,柱相对强度,使塑性较首先在梁中出现。尽量避免或减少在柱中出现。2)强剪弱弯要求构件的抗剪承载力大于塑性铰的抗弯载力。使构件不过早地发生剪切破坏。3)强节点,强锚固,弱构件保证构件延性,使框架节点,钢筋锚固不早于构件破坏。要以在设计中:首先对轴压比进行限制,要求小于表5-29中数据;另外要求MC=1.1jMb,(一级)或MC=1.1Mb,以满足强柱弱梁原则。要求,调整柱、梁截面剪力,以满足强剪弱弯的原则。另外从保证节点核芯区砼的强度和配足够数量的箍筋来满足第三条原则。17多层砌体结构房屋在抗震设计中,其结构选型及布置的原则是什么答:优

40、先采用横墙承重或纵横墙承重方案。纵横墙布置宜均匀对称,沿水平平面内宜对齐,沿竖向宜上下连接,同一轴线上窗洞墙宜均匀。楼梯间不宜设置在房屋的尽端和拐角外。烟囱、风道、垃圾道等不应削弱墙体。不宜采用无锚固的铪予制挑檐。横墙间距的限制。房屋最大高宽比的限制。房屋局部尺寸的限制。18单层钢筋混凝土柱厂房横向计算的简图是如何考虑的?在横向自振周期计算时,为什么不考虑吊车桥架的重力荷载?答:首先假定:1)厂房按平面排架计算,通过不同的调整系数来考虑山墙对厂房空间工作,屋盖弹性变形和扭转,及吊车桥架的影响。2)将重力荷载集中于柱顶和吊车梁标高处,来进行平面排梁内力计算。3)地震作用沿厂房高度按倒三角形分布。

41、在横向自振周期计算时,因为T1G(周期与重呼成正比),而a1(影响系数与周期成反比)。当G,1将,使得FEK=1Geq,这样偏于安全,所以不考虑吊车桥的重力荷载。19在钢筋混凝土框架内力分析中,为什么要对梁端内力进行调幅?如何进行?答:由于框架结构梁端弯矩较大,配筋较少,因而不便施工。根据超静定钢筋砼结构的塑性内力重分布的性质和工程经验,对于重力荷载作用下可乘上调幅系数=0.80.9,装配式钢筋砼框架取=0.70.8,同时增加相应的跨中弯矩。20建筑按其重要性分为哪几类?其相应的抗震设防标准是什么?答:可分四类:甲类建筑特殊重要建筑 ;乙类建筑重要建筑;丙类建筑甲、乙类除外的一般工业与民用建筑

42、;甲类建筑次要建筑.作用在于按建筑物的重要性,分类后采用于同已抗震设防标准和措施。甲类建筑设防安全水准及构造措施均应采用专门研究与规定。 乙类建筑按当地设防烈度计算地震作用,并按当地设防烈度提高一度采取抗震措施(但设防烈度为9度时,抗震措施可适当提高)。 丙类建筑抗震设防与构造措施均接当地设防烈度考虑。 丁类建筑抗震设防按当地设防烈度,而抗震措施按当地设防烈度降低一度考虑(设防烈度为6度时不降低)。21试述建筑抗震设计的基本要求答:1)选择对抗震有利的场地、地基和基础。2)选择对抗震有利的建筑平面和立面。 3)选择技术上,经济上合理的抗震结构体系。4)处理好非承载结构构件的主体结构的关系。5)

43、注意材料的选择和施工质量。22试述地震按其成因的分类,各类地震的破坏程度及发生频率的顺序排列。答:1)构造地震是地球内部岩层构造活动在某些阶段发生急剧变化,如岩层断裂,错动而引起的地面振动。这类地震影响面广,破坏性大,发生频率最高(占90%以上)。2)由于地下岩层突然大规模陷落而产生的陷落地震,其影响面最小,发生频率也仅有3%左右。23何谓场地土?划分场地土类型的根据是什么?如何划分?答:场地是指场地范围内的地基土;场地土的类别是根据土层剪切波速来分为四类:当Vs500m/s,为坚硬场地土;500Vsm250m/s,为中硬场地土;250Vsm140m/s,为中软场地土;Vsm140m/s,为软

44、弱场地土。24试述单层钢筋混凝土柱厂房在横向计算时,计算地震作用与自振周期的计算简图有何不同,为什么? 答:在计算厂房横向自振周期时,一般不考虑吊车挤架重力荷载,因为它对排架自振周期影响很小。而且这样处理,对厂房抗震计算是偏于安全的。 在计算厂房地震作用时,对于没有吊车的厂房,除将厂房重力荷载按照动能等效率原则集中于屋盖标高处以外,来这要考虑吊车桥架重力荷载,一般是把某跨吊车桥架重力荷载集中于该跨的任一串车梁的顶面标高处。25试述多层砌体结构,框架结构,单层钢筋混凝土柱厂房采用底部剪力法计算水平地震作用时,有何异同点? 答:设:只考虑基本振型的影响,且基本振型为直线。适用:质量和刚度沿高度各分

45、布较均匀,房屋高40m,以剪切变形为主(H/B4的结构。结构底部总剪力FEK=1Geq Geq=.Gi,=0.85i质点处对周期较长结构,结构顶部附加地震作用加以修正。Fn=nFEK突出屋面屋顶间鞭端效应。Fn=3Fn 增大部分不往下传递。a. 砌体结构:墙体多,刚度大,T1较小取1=maxFEK=maxGeg.其中Geg=0.85Gi.b. 框架结构:FEK=1Geg.其中Geg=0.85G2 ;其中Fn=nFEK1.0G单质点体系0.95Gi多质点体系c. 单层厂房:FEK=1Geg,其中Geg=26地基基础抗震验算原则是什么?哪些建筑物不可进行天然地基基础抗震承载力验算? 答:只对地基抗

46、震载力进行验算,地基变形条件则通过对上部结构或地基基础采取一定的抗震措施来弥补。下列建筑可不进行天然地基基础抗震承截力验算:A 砌体房屋,多层风框架砖房,底层框架砖房,水塔;B 地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的一般单层厂房,单层空旷房屋,多层民用框架房屋及与其基础荷载牙当的多层框架厂房。C 烈度为7度和8度时,高度不超过100m的烟囱。D 规范中规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。27框架结构抗震设计时,对材料有何要求? 答:1提高砼的强度等级,柱、梁、节点C30,基础C15,其它构件C20。2钢筋要采用有屈服点的钢筋,同时钢筋的屈强比1.25(、级框架)。3钢筋超强比1.25(一级框

47、架),1.4(二级框架)。28. 为什么要进行设计地震分组?答:为反映不同震级和震中距的地震对工程结构影响,建筑抗震规范将建筑工程的设计地震划分为三组,不同设计地震分组,采用不同的设计特征周期和设计基本地震加速度值.29. 什么是抗震概念设计,它包括那些方面的内容?答:根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程称为概念设计。 内容: 1).结构布置规则性-满足质量,刚度均匀分布的要求;建筑平面,立面布置较复杂时,应采用防震缝.2).综合考虑结构变形与刚度之间关系,结构与构件应满足:强度好,刚度适当,整体性好,延性强.3).结构体系的合理选择

48、,应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。4).结构体系应具备必要的承载能力,良好的变形能力和消耗地震能量的能力. 5).提高各类结构构件的延性水平。6)区分不同场地对建筑物的影响,尽可能选择对抗震有利的地段,注意细部构造措施与材料,施工工艺选择.30. 建筑物结构的抗震变形演算包括哪两个方面内容?其验算的目的是什么?答:对绝大多数结构进行多遇地震作用下的结构和构件在多遇地震作用下的弹性变形验算。和对结构进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算。 目的:a在多遇地震作用下的弹性变形验算为了避免非结构构件出现损伤,而对主体结构的弹性位移加以限制。b对结构进行罕遇地震

49、作用下的弹塑性变形验算是保证结构在罕遇地震作用下产生过大变形,不发生倒塌,而对主体结构弹塑性变形加以控制.31.抗震措施与抗震构造措施的区别?答:抗震措施是指除地震作用和抗力计算以外的抗震设计内容,包含抗震构造措施.而.抗震构造措施是指根据抗震概念设计原则,一般不需计算而对结构和非结构各部分必需采取的各种细部要求.第一个总结一、填空题1、工程结构抗震设防的“三水准”是:小震不坏、中震可修、大震不倒。2、建筑抗震设计的三个层次是指:概念设计、抗震计算、抗震构造。3、液化地基根据液化指数划分为:轻微、中等、严重三个等级。4、楼梯间不宜设在房屋尽端、转角。5、为了保证结构的整体性和延性,通过内力组合

50、得到框架结构的设计内力,还需进行调整,以满足强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的原则。6、框架按破坏机制可分为:梁铰机制、柱铰机制。按破坏性质分为:延性破坏、脆性破坏7、在建筑抗震设计中,建筑的平、立面布置宜规则、对称,建筑的质量和刚度变化宜均匀。8、地震按其产生的原因,主要分为构造地震、火山地震、诱发地震。9、多层砌体房屋求水平地震作用可采用底部剪力法。10、钢筋混凝土房屋,根据烈度、结构类型和房屋高度划分为四个等级。11、场地类别是根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度划分。12、我国的地震烈度水准有多遇烈度、设防烈度和罕遇烈度。13、柱净高与柱截面长边宽度之比小于4的柱是短柱。14、建筑物在

51、平面布置时,应使质量中心和刚度中心尽量接近或重合。15、抗震设防标准时依据抗震设防烈度,一般情况下采用基本烈度。16、伸缩缝和沉降缝的宽度应符合防震缝的要求。17、地震动的三要素:地震动的振幅、频谱、持续时间。18、地震破坏作用的表现形式:地表破坏、建筑物的破坏、次生灾害。19、多层土地震效应主要决定因素:覆盖土层厚度、土层剪切波速、岩土阻抗比。20、多层砌体结构抗震验算的三个基本步骤:确立计算简图、分配地震剪力、对不利墙段进行抗震验算。21、多层砌体结构抗震验算的计算内容:进行水平地震作用条件下的计算是对薄弱区段的墙体进行抗剪强度的复核。22、多层砌体结构抗震构造措施:加强结构的连接、设置钢

52、筋混凝土构造柱、合理布置圈梁、重视楼梯间的设计。23、加强结构的连接:纵横墙的连接、楼板间及楼板与墙体的连接。二、名词解释1、地震反应谱:单自由度体系的地震最大绝对加速度反应与其自振周期的关系。2、地震烈度:某一地区遭受一次地震影响的强烈程度。3、地震反应:由地震动引起的结构内力、变形、位移及结构运动速度与加速度等统称为地震反应。4、地震系数:场地地震加速度峰值与重力加速度的比值,反应场地烈度情况。5、延性:结构承载力未明显降低的情况下,结构发生非弹性变形的能力。6、结构动力特性:由结构质量和刚度决定的结构特性,如周期、振型、阻尼。7、减震:通过采用耗能构件以消耗地震传递给结构的能量为目的的减

53、震手段。8、轴压比:柱子或墙体轴力设计值与全截面混凝土抗压能力的比值。9、薄弱层:抗侧刚度分布不均匀的框架在地震作用下发生塑性变形集中的某一个或某几个楼层称为薄弱层。10、高宽比:结构总高与截面宽度的比值。11、震源:地球内部断层错动并引起周围介质振动的部位称为震源。12、鞭梢效应:结构上部刚度较小时,变形在结构顶部集中的现象。13、隔震:隔震是通过某种隔离装置,将地震动与结构隔开,已达到减小结构振动的目的,其主要方法有:基地隔震和悬挂隔震等类型。14、地震波:分为体波和面波两类,在地球内部传播的波称为体波,而沿地球表面传播的波称为面波。体波有纵波和横波两种形式。15、地震震级:表示地震大小的

54、一种度量,其数值时根据地震仪记录到的地震波图确定的,近震震级M按下式计算: logA+R()。震级M与震源释放能量E(单位为尔格)之间的关系为:logE=1.5M+11.8。16、地震烈度:指某一区域内的地表和各类建筑物遭受一次地震影响地平均强弱程度。震中烈度I与震级M的关系为:M=1+ I。17、地震作用:即结构的地震惯性力,是间接作用,但工程上为了方便应用,有时将地震等效为某种形式的荷载作用,这时可称为等效地震荷载。18、设计反应谱:相对于重力加速度的单自由度体系的地震其最大绝度加速度反应,即Sa/g与其自振周期T的关系。19、地震反应分析的振型分解法:将多自由度体系的地震反应分解为各阶振型地震反应求解的方法。三、问答题:1、为什么抗震设计截面承载力可以提高?答:(1)动力荷载的材

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