王社良版《建筑结构抗震设计》课后思考题全解

第一章绪 论地震按其成因分为哪几种类型？按其震源的深浅又分为哪几种类型？构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震。深浅：构造地震可分为浅源地震d<60km〕(60300km(>300km)什么是地震波？地震波包含了哪几种波？各种地震波各自的传播特点是什么？对地面和建筑物的影响如何？动以波的形式从震源向各个方向传播并释弹性波，分为体波〔地球内部传播、面波〔地球外表传播。体波：分为纵波〔p波：在传过程中，其介质质点的振动方向与波的前进向全都。特点是：周期短，振幅小；影响：它使地面发生上下振动，破坏性较弱。橫波s波：在传播过程中，其介质质点的振动方向与波的前进方向垂直。特点是：周期长，振幅大。影响：它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强面波：分为洛夫波〔L波〕：传播时将质点在与波前进方向相垂直的水平方向上破坏的主要因素。地震波的传播速度：纵波＞横波＞面波橫波、面波：地面震惊猛烈、破坏作用大。地震波在传播过程中能量衰减：地面振动减弱、破坏作用渐渐减轻。向地球内部及表层各处传播开去，形成了连续介质中的弹性波。什么地震震级？什么是地震烈度和根本烈度？什么是抗震设防烈度？〔度：就是指指地面及房屋等建筑物受地震破坏的程度。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、震级、震中？缓慢积存的能量突然释放而引起的地球表层的振动。震源：地球内部断层错动并辐射地震波的部位。震中距：地面某处至震中的水平距离。震中：震源在地面上的投影点。：表示一次地震本身强弱程度和大小的尺度。它以地震释放的能量为尺度，依据地震仪记录到的地震波确定。地震强度由震级和烈度来反映。类建筑物患病一次地震影响的强震后引起后果的一种标度。地震烈度与震级：一次地震，表示地震大小的震级只有一个由于同一次地震对不同地点的影响不一样远近会消灭多种不同的烈度。地震作用：地震引起的作用于建筑物上的动荷载。建筑的抗震设防类别分为哪几类？分类的作用是什么？依据建筑使用功能的重要性，按其受地震破坏时产标准》将建筑分为甲乙丙丁四类：时可能发生严峻次生灾难的建筑乙类建筑：地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑，类以外的一般建筑。丁类建筑：抗震次要建筑。什么是建筑抗震概念设计？它主要包括哪几方面内容？指依据地震灾难和工程阅历等所形成的根本设计原则和设计思想理抗震构造体系，合理利用构造延性重视非构造延性，确保材料和施工质量。在建筑抗震设计中，是如何实现“三水准”设防要求的？抗震设防的“三水准”：即“不震不坏，中震可修，大震不倒”。这一抗震设防目标亦为我国《抗震标准》所承受。三水准设防的设防要求：规定的设防烈度的地震影响时损坏或不需要修理仍可连续使用；规定的设防烈度的地震影响时〔包括构造和非构件可能有肯定损产设备经一般修理或不需要修理仍可连续使用；设防烈度的预估罕遇地震影响时或发生危及生命的严峻破坏。“两阶段设计方法”第一阶段设计：是在方案布置符合抗震设计原则的前提构造在弹性状态下的地震作用效应载效应按肯定的组合原则组对构件截面进展抗震设计或验证必要的强验构造的弹性变这一阶段设计满足第一水准的抗震设〔罕遇地震〕验算构造薄弱部位的弹塑性变形，对特别重要的建筑和地震时易倒塌的构造除进展第一阶段的设计还要按第三水应的构造措施，以满足第三水准的设防要求〔大震不倒。场地、地基和根底场地土的分类打算分？场地土是指建筑场地范围组成和坚对建筑物震害的影响也不同。一般地分为坚硬土或岩石，中硬土，中软土，脆弱土验算？砌体房屋；地基主要受力层范围内不存在脆弱粘性土层的以下建筑：一般的单层厂房和单层空旷房屋；不超8层25m根底荷载2〕项相当的多层框架厂房。标准规定可不进展上部构造抗震验算的建筑。怎样确定地基土的抗震承载力？载力验算：承受“拟静力法”pmax1.2faEpfaEpmax1.2faEpfaE式中：p 根底底面平均压力〔kPa)根底底面边缘最大压力(kPa)faE 地基土抗震允许承载力底面不宜消灭拉应根底底面与地基土之间零应力区面积不应超过根底底面面积15%。什么是场地土的液化？怎样判别？影响液化的因素有哪些？抗液化措施，液化对建筑物有哪些危害？饱和砂土或粉土在猛烈颗粒之间将产生相对颗粒构造有变密的趋势这时时间而受到挤压则交将使孔隙水压力急剧结果使砂土颗粒局部或全部处于场地土的液化。处于地下水位以下的饱和砂土和粉土的土颗粒构造受到地震作用时将趋于密压力急剧临时间这种急剧压压压力完全消逝时颗粒处于悬态这时强度而显这种现为液化。液化的宏观标志是在地表消灭喷砂冒水。土层的地质年月和组成土层的相对密度地震烈度和地震持续时间抗液化措施：性接头危害：地面开裂下沉使建筑物产生过度下沉或整体倾斜，不均匀沉降引起建筑物上部构造破坏，使梁板等构件及其节点破坏，使整体开裂和建筑物体型变化处开裂。液化判别和处理的一般原则：对液化敏感的乙类7别和处理！层应依据建筑的抗震设防类别级结合具体状况实行相应的措施。为了削减判别场饱和砂土液化的判别可分为两步进别和标准贯入试验判别经初步判别定为不液化或不考虑液化影响的场地土，原则上可不进展标准贯入试验的判别。别主要是依据以地质层厚度等作为标准贯入试验判别则是依据现场的试验结特地的标准贯入试验设备并依据规定的试验方法在现场进展试验。当地面下15m准贯入锤击数的临界Ncr时应判别为则即为别标准贯入锤击数的临界Ncr应依据规定的公式计算。等效剪切波速：假设计算深度范围内有多层土层，则依据计算深度范围内各土层剪切波速加权平均得到的土层剪切波速即为等效剪切波速。地基土抗震承载力：地基土抗震承载力ζa数，fa为深宽修正后的地基承载力特征值。 2.8场地掩盖定义：一般状况下，可取地面到剪切波速大于500m/s的坚硬土层或岩层顶的距离。什么是土层等效剪切波速？其作用是什么？如何计算？1〕反映各土层的综合刚度，其值可依据地震波通过计算深度范围内各土层的总时间等于该波通过同一计算深度的单一折算土层所需的时间求得。2〕反映各土过同一计算深度的单一折算土层所需的时间求得。场地的卓越周期？确定卓越周期的意义？地表震惊频度-周期关系曲线上频度最大值对应的周期称为场地的卓越周期。意义：在建筑抗震设计中，应使建筑物的自振周期避开场地的卓越周期，以避开发生共振现象。自振周期和卓越周期Tg对构造的震害有什么影响？〔简答题〕构造的自振周期顾名思义是反映构造的动力特性，与构造的质量及刚度有关，对单对于多自由度就有同模型中承受的自由度一样的周期个数，周期最大的为根本周期，设计用的主要参考数据！线标地震震级，震源机制〔包括震源深度、震中距等地震本身方面的影响，同时也反映了场地的特性；如脆弱土层的厚度，类型等场地类别。第三章构造地震反响分析与抗震验算地震作用的概念、特点和影响因素？定义释集中地面运动处于静止的建筑物受到动力作用而产生猛烈振动动过程中作用在构造上的惯性力就是地震作用。(以前称为地震荷载)特点：不是直接作用在构造上，属于间接作用；不仅取决于地震烈度、设计地震分组和场地类别等地震特性，还与构造的动力特性〔自振周期、阻尼等〕亲热相关。影响因素：级，地震时间，地形，地质，房屋构造，人口密度，天气等等什么是加速度反响谱曲线？定义:单自由度体系在给定地震惊作用下某种反响量的最大值与体系自振周期之间的关系曲线.性质：加速度反响谱曲线为一多峰点曲线。当阻尼比为0时，加速度反方谱的越小，曲线越平滑。构造周期的规律：对于加速度反响谱构造周期小于某个值时幅值随周期急剧值时，快速下降。什么是等效总重力荷载Geq？怎样确定？所谓等效总重力荷载,对于多质点体系来说,就是总重力荷载代表值乘以等效0.85。G G

(n G H )i ii1

0.85eq

G H 2 n Gii1 i10.75s时，此系数可近似取为0.85。明显，对于单质点体系，此系数取1.在使用底部剪力法计算地震作用的构造的根本周标准》即规c0.85.构造等效总重力荷载确定如：Gep=0.85∑Gi3.43.4重力荷载代表值：构造抗震设计时的根本代表值，是构造自重〔永久荷载〕和有关可变荷载的组合值之和3.5简述确定水平地震作用的振型分解反响谱法的主要步骤。4将这些效应进展组合，以求得构造的地震作用效应。3.6考虑竖向地震力：89度区的大跨构造、长悬臂构造，以及9度区的高层建筑。3.73.7鞭梢效应，地震作用效应会增大。第四章建筑抗震概念设计何谓“抗震概念设计”？“概念设计”与计算设计有何不同？概念设计需要辅以必要的计算设计。砼框架体系构造抗震设计中如何考虑填充墙的影响？使构造抗侧移刚增大，增加的幅度可达30%-50%.构造墙他分水平地震剪力，反而使框架所担当的楼层地震剪力减小。由于砌体填充墙具有较大的抗侧移刚变构造的抗震侧移幅值，相对墙具有很大的初期刚较大加速度脉冲时墙变形及墙面裂缝的输墙在这道抗震防线的主力构件，使框架退居为其次道防线。第五章多层和高层钢筋混凝土构造框架构造的侧移计算包括哪几个方面？构造布置及构件截面尺寸确定——计算简图——荷载计算——重力荷载代表值计算强度计算——变形验算——构造措施等框架构造抗震设计的根本原则是什么？钢筋混凝土框架构造宜对称布置。应应小于构件斜截面的极限剪力，即强剪弱弯”钢筋混凝土框架的梁、柱构件之间应设置成“强柱弱梁梁柱节点的承载力宜大于梁、柱构件的承载力。即”强节点弱构件”。构造破坏机制：总体机制、楼层机制首先屈服形成塑性铰消耗地震能量，而柱在较长时间里根本处于弹性状态。调整方法调整为略大于梁端的弯矩设计值或抗弯力量。在受弯屈服前发生剪切破坏调整方法：人为地将同一杆件在地震作用组合下的剪力设计值调整为略大于按杆端弯矩设计值及梁上荷载反算出的剪力值强节点强锚固原则：使节点有足够的承载力量5.45.4简述框架节点抗震设计的根本原则。节点的承载力不应低于其连接构件的承载力；多遇地震季节点应在弹性范围内工作；罕遇地震季节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递；梁柱纵筋在节点区内应有牢靠的锚固；节点配筋不应使施工过分困难。5.5简述钢筋混凝土构造房屋的震害状况。答：1.共振效应引起的震害；2.构造布置不合理引起的震害；3.柱、梁和节点的震害；4.填充墙的震害；5.抗震墙的震害。第六章多层砌体房屋多层砌体构造房屋的计算简图如何选取？地震作用如何确定？层间地震剪力在墙体间如何安排？计算简图的选取：在建筑物两个主轴方向分别计算水平地震作用并进展抗震验算。满足前面规定的构造布置要求的多层砌体构造变形形式以层间剪切变形为主。各楼层标高处缝所划分的构造单元作为计算单元。各楼层载组合值层的墙体、构造柱重量之和。埋置浅时顶时，取室外地坪下0.5m处当设有整体刚度很大的全地下室时顶板顶处刚度较小或为半地下室时，取为地下室室内地坪处，此时，地下室也算作一层楼面。地震作用确实定：构造底部总水平地震作用的标准Fek=α1Geq考虑到多层砌体构造房屋中纵向或横向承重墙体的数量较侧移刚规对于多层砌体构造房屋确定水平地震作用时大值，即max水平地震作用iF HiG Fii n

EKHkGk FEk

Gmax eq楼层地震剪力Vn iji

〔突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等，地震作用应乘以地震3〕层间地震剪力Vi在墙体间的安排：层间地震剪力是作用在整个房屋某一楼层墙上去，进而再把每道墙上的地震剪力安排到同一道墙的某一墙段上。横向水平地震作用下层间剪力安排·横向水平地震作用由该验算方向横墙单独承受·i层层间水平地震剪力Vi该层m墙上：纵向水平地震作用下层间剪力安排·计算方法同横墙，由于纵向墙体的间距较小，水平刚度较大，往往可按纵墙截面面积与全部纵墙总净截面面积的比Aim/Ai进展安排。多层砌体构造房屋的抗震构造措施包括哪些方面？1.设置钢筋混凝土构造柱设置钢筋混凝土圈梁楼盖、屋盖构件具有足够的搭接长度和牢靠的连接横墙较少砖房的有关规定与加强措施墙体之间的连接加强楼梯间的整体性承受同一类型的根底(一)设置钢筋混凝土芯柱1、芯柱设置部位及数量混凝土小砌块房屋应按下表要求设置钢对墙较少的房屋，应依据房屋增加一层后的层数按下表要求设置芯柱。2.芯柱截面尺寸、混凝土强度等级和配筋混凝土小砌块房屋芯柱截面尺寸不宜小于120mm×120mm。芯柱混凝土强度等级，不应低于C20。芯柱竖向钢筋应贯穿墙身且与圈梁连接，插筋不应1Φ12,7时超过五层、8时超过四层9时，插筋不应小于1Φ14。芯柱应500mm,500mm圈梁相连.为提高墙体抗震受剪承载力而设置的芯柱，宜在墙体内均匀布置，最大2m。(二)砌块房屋中替代芯柱的钢筋混凝土构造柱〔1〕截面与配筋构造柱最小截面可承受190×190mm，纵向钢筋宜承受4Φ12，箍筋间距不宜大于250mm，且在柱上下端宜适当加密；7度时超过五层、8度时超过四层和九度时纵向钢4Φ14，箍筋间距不应200mm；外墙转角的构造柱可适当加大截面及配筋.构造柱与墙体的连接邻的砌块时宜填实，时应填实并插筋；沿墙600mm应设拉结钢筋网片，每深入墙1m。构造柱与圈梁的连接