抗震复习简答题(重要版)
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抗震复习简答题
1.工程结构抗震设防三个水准?如何通过两阶段设计方法实现?
答:一水准:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多地震影响时,一般不受损坏或不需修理仍然可以使用;二水准:当遭受相当与本地区抗震设防烈度的地震影响时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍然可以继续使用;第三水准:当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏
设计方法:
一阶段设计:验算工程结构在多地震影响下的承载力和弹性变形,并通过合理的抗震构造措施来实现三水准的设防目标
二阶段设计:验算工程结构在罕遇地震下得弹塑性变形,以满足第三水准抗震设防目标
2. 抗震设计中为什么要限制各类结构体系的最大高度和高宽比?
答:随着多层和高层房屋高度的增加,结构在地震作用以及其他荷载作用下产生的水平位移迅速增大,要求结构的康侧移刚度必须随之增大。
不同类型的结构体系具有不同的抗侧移刚度,因此具有各自不同的合理使用高度。
房屋的高宽比是对结构钢都、整体稳定性、承载力和经济合理性的公关控制,震害表明,房屋高宽比大,地震作用产生的倾覆力矩会造成基础转动,引起上部结构产生较大侧移,影响结构整体稳定。
同时倾覆力矩会在混凝土框架结构两侧住中引起较大轴力,使构件产生压曲破坏;会在多层砌体房屋墙体的水平界面产生较大的弯曲应力,使其易出现水平裂缝,发生明显的整体弯曲破坏。
3.简述现行抗震规范甲酸地震作用所采用的三种计算方法及其适用范围
答:现行抗震设计规范计算地震作用所采用的三种计算方法为:底部剪力法,振型分解反应谱法和时程分析法
适用条件:
一,高度不超过40米,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度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
二,除了上述结构意外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱法
三,特别不规则的建筑、甲类建筑和规范规定的高层建筑,应采用时程分析法进行补充计算
4.什么事动力系数、地震系数和水平地震影响系数?三者之间有何关系?
答:动力系数是单质点弹性体系的最大绝对加速度反应和地震地面运动最大的加速度的比值
地震系数是地震地面运动最大加速度与重力加速度的比值
水平地震影响系数是地震系数与动力系数的乘积
5.什么事鞭端效应?设计时如何考虑这种效应?
答:地震作用下突出建筑物屋面的附属小建筑物,由于质量和刚度的突然变小,受高震型影响较大,震害较为严重,这种现象称为鞭端效应。
设计时对突出屋面的小建筑物的地震作用效应乘以放大系数,但此放大系数不往下传
7、砌体结构中设置钢筋混凝土构造柱和圈梁的作用?
答:设置钢筋混凝土构造柱的作用:加强房屋的整体性,提高砌体的受剪承载力(10%-30%),对砌体有约束作用,提高气体的变形能力,提高房屋的抗震性能。
设置圈梁的作用:增加纵横墙体的连接,加强整个房屋的整体性;圈梁可圈住楼盖,,增强其整体刚度;减小墙体的自由长度,增强墙体的稳定性;可提高房屋的抗剪强度,约束墙体裂缝的开展;抵抗地基不均匀沉降,减小构造柱计算长度。
构造柱的作用:可以部分提高墙体的抗剪强度,大大增强房屋的变形能力。
墙体开裂后,构造柱与圈梁形成的约束体系可以有效地限制墙体散落,使墙体以滑移等方式大量消耗地震能量,保证房屋不至倒塌。
圈梁的作用:与构造柱整浇在一起,形成钢筋混凝土框架,共同约束墙体,提高房屋的整体性及延性,增强房屋的抗倒塌能力。
8.试描述纵波和横波的传播特点及对地面运动的影响?
答:在传播过程中,其介质质点的振动方向与波的传播方向一致,是压缩波,传播速度快,周期较短,振幅较小;将使建筑物产生上下颠簸;横波在传播过程中,其借指指点的振动方向与波的传播方向垂直,是剪切波,传播速度比纵波要慢一些,周期较长,振幅较大;将使建筑物产生水平摇晃。
9.什么是地基液化现象?影响地基液化的因素?
答:饱和砂土或粉土的颗粒在强烈地震下图的颗粒结构趋于密实,土本身的渗透系数较小,孔隙水在短时间内不走而受到挤压,孔隙水压力急剧上升,当孔隙水压力增加到与剪切面上的法向应力接近或相等时,砂土或粉土收到的有效压应力下降乃至完全消失,土体颗粒局部或全部处于悬浮状态,土体丧失抗剪强度,形成犹如液体的现象。
影响因素:土层的地质年代:地质年代越古老,越不易液化
土的组成:级配良好的砂土不易液化
粉土中年历含量超过一定限制时,不易液化
土层的相对密度:土层相对密度越大,越不易液化
土层的埋深:埋深越大,越不易液化
地下水深度:地下水位越深,越不易液化
地震烈度和地震持续时间:烈度越高,持续时间越长,越易液化
10、为什么要限制多层砌体房屋抗震横墙间距?
答:一、横墙间距过大,会使横墙抗震能力减弱,横墙间距应能满足抗震承载力的要求
二、横墙间距过大,会使纵墙侧向支撑减少,房屋整体性降低
三、横墙间距过大,会使楼盖水平刚度不足而发生过大的平面内变形,从而不能有效地将水平地震作用变形而导致破坏,即横墙间距应能保证楼盖传递水平地震作用所需的刚度要求。
11.在什么情况下结构会产生扭转振动?如何采取措施避免或降低扭转振动?
答:体型复杂的结构,质量和刚度分布明显不均匀、不对称的结构,在地震作用下会产生扭转,主要原因是结构质量中心和刚度中心不重合
措施:建筑平面布置应简单规整
质量中心和刚度中心应尽量一致
对复杂体型的建筑物应予以处理
12.在软弱土层、液化土层和严重不均匀土层上建桥时,可采取哪些措施来曾大基础强度和稳定性?答:一、换土或采用砂桩
二、减轻结构自重、加大基底面积、较少基底偏心
三、增加基础埋置深度,穿过液化土层
四、采用桩基础或沉井基础以增大基础强度与稳定性,减小地震力,避免扭转破坏
13、多层砌体房屋中,为什么楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处?
答:一、楼梯间横墙间距较小,水平方向刚度相对较大,承担的地震作用亦较大,而楼梯间墙体的横向支撑少,收到地震作用时墙体最易破坏
二、房屋端部和转角处,由于刚度较大以及在地震是得扭转作用,地震反应明显增大,受力复杂,应力比较集中;另外房屋端部和转角处所受房屋的整体约束作用相对较弱,楼梯间布置于此,约束更差,抗震能力降低,墙体的破坏更为严重
14.地基抗震承载力比地基静承载力提高的原因?
答:一、建筑物静荷载在地基上所引起的压力,作用时间很长,地基土由此所产生的压缩变形将包括弹性变形和残余变形两部分,而地震持续时间很短,对于一般粘性土,建筑物因地面运动而作用于地基上的压
力,只能使土层产生弹性变形,而土的弹性变形比土的残余变形小得多,所以,要使地基产生相同的压缩
变形,所需的由地震作用引起的压应力将大于所需的静荷载压应力
二、土的动强度和静强度有所不同
三、考虑地震作用的偶然性、短时性以及工程的经济性,抗震设计安全度略有降低
15、底部剪力法计算房屋建筑地震作用的适用范围?
答:一、房屋结构的质量和刚度沿高度分布比较均匀
二、房屋的总高度不超过40米
三、房屋结构在地震运动作用下得变形以剪切变形为主
四、房屋结构在地震运动作用下得扭转效应可以忽略不计
16.简述确定水平地震作用的阵型分解反应谱法的主要步骤
答:一、计算多自由度结构的自振周期及相应振型
二、求出对应于每一振型的最大地震作用(同一振型中各质点地震作用将同时达到最大者)
三、求出每一振型响应的地震作用效应
四、将这些效应进行组合,以求得结构的地震作用效应
抗震名词解释公开2011-11-24 10:38 |(分类:默认分类)
什么是地震?地震主要有哪些类型?
答:地震是指地球断层发生突然破坏,所产生的能量以波的形式在地球额内部传播,传达到地表以及其附
近造成地表的剧烈震动。
按成因分,地震分构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震;按震源深度,地
震分浅源地震(震源深度<=70km)、中源地震(70km<震源深度<300km)和深源地震(震源深度>=300km);按发震位置,地震分板边地震和板内地震。
2、震级和烈度有什么区别和联系?
震级是表示地震大小的一种度量,只跟地震释放能量的多少有关,而烈度则表示某一区域的地表和建筑物
受一次地震影响的平均强烈的程度。
烈度不仅跟震级有关,同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震
波通过的介质条件等多种因素有关。
一次地震只有一个震级,但不同的地点有不同的烈度。
距离震源近,
破坏就大,烈度就高;距离震源远,破坏就小,烈度就低。
3.地震波的主要构成和运动特点?
答:地震波是一种弹性波,包涵体波和面波。
体波又有纵波和横波两种形式。
纵波是推进波,传播速度最快,最先达到震中,又称P波,它使地面发生上下振动,破坏性较弱;横波是剪切波,传播速度次之,第二个达到震中,又称S波,它使地面发生前后、左右抖动,破坏性较强;面波又称L波,是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波,其波长大,振幅强,只能沿地表传播,传播速度最慢,分为瑞雷波和乐夫波,它是造成建筑物破坏的主要因素。
4.地震作用的特点:(1)不确定性(2)偶然性(3)动力特性
5.什么是抗震设防烈度?地震三水准多遇地震和罕遇地震如何分?
答:抗震设防烈度是指按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。
多遇地震(小震)就是发生机会较多的地震,50年年限,被超越概率为63.2%;设防烈度地震(中震),为50年超越概率10%的地震水平;罕遇地震(大震),是50年超越概率2%。
6.合理的抗震设防思想是什么?建筑结构的抗震设防目标是什么?
答:目前国际上普遍接受的建筑抗震设防思想是,建筑物在使用寿命期内对于不同强度和频度的地震,具有不同的抵抗能力。
建筑结构抗震设防目标可以概括为三水准要求,即第一水准:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用;第二水准:当遭受相当于本地区设防烈度的地震影响时,建筑物可能损坏,但经一般修理即可恢复正常使用;第三水准:当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时,建筑物不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏。
7.抗震设防的目标是什么?实现此目标的设计方法是什么?
答:目标是对建筑结构应具有的抗震安全性能的总要求。
我国《抗震规范》提出了三水准的设防要求,概括起来是“小震不坏,中震可修,大震不倒”。
第一水准是建筑物在遭受频度较高、强度较低的多遇地震时,一般不损坏也不需要修理。
第二水准是建筑物在遭受基本烈度的地震影响时,允许结构部分达到或超过屈服极限,或者结构的部分构件发生裂缝,结构通过塑性变形消耗地震能量,结构的变形和破坏程度发生在可以修复使用的范围之中。
第三水准是建筑物遭受预估的罕遇的强烈地震时,不至于发生结构倒塌或危机生命安全的严重破坏。
方法:依据三个地震烈度水准,使用两阶段抗震设计方法实现。
8.什么是两阶段设计方法,它与建筑结构的设防目标之间有什么关系?
答:两阶段设计是建筑抗震设防目标的实现途径。
(1)第一阶段设计基于多遇地震作用进行的强度和变形验算以及抗震措施。
①按多遇地震作用计算结构的弹性地震效应,包括内力及变形;②采用地震作用效应与其他荷载效应的基本组合验算结构构件承载能力并采取抗震措施;③进行多遇地震作用下的结构弹性变形验算;④概念设计和抗震构造措施。
其中,第①~③旨在实现第一水准和第二水准的设防目标,第④则用于实现第二水准及第三水准的设防目标。
(2)第二阶段设计基于罕遇地震作用进行的结构弹塑性变
形验算。
①进行罕遇地震作用下的结构弹塑性变形计算;②进行薄弱部位的弹塑性层间变形验算并采取相应的构造措施。
9.建筑抗震设防的类别?
答:①特殊类设防:指使用上有特殊设施,涉及国家公共安全的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后果,需要进行特殊设防的建筑,简称甲类。
②重点类设防:指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑,以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果,需要提高设防标准的建筑,简称乙类。
③标准类设防:指大量的除①②④条以外,按标准要求进行设防的建筑,简称丙类。
④适度类设防:指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害,允许在一定条件下适度降低要求的建筑,简称丁类。
10.如何考虑不同类型建筑的抗震措施和地震作用?
答:规范将建筑物按其用途分为四类:
甲类(特殊设防类)、乙类(重点设防类)、丙类(标准设防类)、丁类(适度设防类)。
1 )特殊设防类,应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。
同时,应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。
2 )重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施;地基基础的抗震措施,应符合有关规定。
同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
3 )标准设防类,应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用,达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。
4 )适度设防类,允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施,但抗震设防烈度为6度时不应降低。
一般情况下,仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
11、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系?
建筑抗震设计包括三个层次:概念设计、抗震计算、构造措施。
概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则;抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段;构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。
他们是一个不可割裂的整体。
12.试讨论结构延性与结构抗震的内在联系。
延性设计:通过适当控制结构物的刚度与强度,使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大的延性,从而可以通过塑性变形吸收更多地震输入能量,使结构物至少保证至少“坏而不倒”。
延性越好,抗震越好.在设计中,可以通过构造措施和耗能手段来增强结构与构件的延性,提高抗震性能。
14.结构地震反映分析方法有振型分解反应谱法、底部剪力法、动力时程分析方法以及非线性静力分析等方法。
16.底部剪力法计算时,顶部附加地震作用应置于主体结构的顶部,而不应置于局部突出部分屋面处。
18.什么时候应考虑竖向地震作用的影响?
答:《抗震规范》规定,设防烈度8度和9度时的大跨度结构、长悬臂结构、9度时的高层建筑应考虑竖向地震作用。
19.何谓时程分析法,在什么时候须用时程分析法进行补充计算?
答:对结构物的运动微分方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法。
以下情况:①甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构②高度大于150M的钢结构和7-9度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构③烈度8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架④采用隔墙和消能减震设计的结构。
20.何谓“抗震概念设计”?“概念设计”与计算设计有何不同?
答:指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。
与计算设计的不同:计算设计是通过地震作用的取值进行结构的抗震验算,而概念设计强调,在工程设计一开始,就应该把握好能量输入、房屋体型、结构体系、刚度分布,构件延性等几个主要方面,从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节,概念设计需要辅以必要地计算设计。
22.构造柱设置位置:较大洞口两侧;大房间内外墙交接处;错层部位横墙与外纵墙交接处;外墙四角和对应转角;楼、电梯间四角;楼梯斜梯段上下端对应的墙体处。
24.什么是地震反应谱?什么是设计反应谱?它们有何关系?
地震反应谱:为便于求地震作用,将单自由度体系的地震最大绝对加速度、速度和位移与其自振周期T的关系定义为地震反应谱。
设计反应谱:地震反应谱是根据已发生的地震地面运动记录计算得到的,而工程结构抗震设计需考虑的是将来发生的地震对结构造成的影响。
工程结构抗震设计不能采用某一确定地震记录的反应谱,考虑到地震的随机性、复杂性,确定一条供设计之用的反应谱,称之为设计反应谱。
设计抗震反应谱和实际地震反应谱是不同的,实际地震反应谱能够具体反映1次地震动过程的频谱特性,而抗震设计反应谱是从工程设计的角度,在总体上把握具有某一类特征的地震动特性。
地震反应谱为设计反应谱提供设计依据。
27.建筑场地选择的原则是什么?
答:选址时应当选择有利地段,避开不利地段。
当无法比开始应采取有效地抗震措施。
在危险地段,不应建造非临时性的建筑物,尤其是严禁建造甲、乙类建筑物。
28.哪些建筑可不进行地基及基础的抗震承载力验算?
答:(1)砌体房屋(2)地基主要受力范围内不存在软弱粘性土层的下列建筑物:一般单层厂房、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。
基础荷载与上述一般民用框架房屋相当的多层框架厂房。
(3)抗震规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。
29.影响液化的因素有哪些?液化对建筑物有哪些危害?
答:(1)土层的地质年代(2)土的组成和密实程度(3)液化土层的埋深(4)地下水位深度(5)地震烈度和持续时间。
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结构破坏,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。
30.怎样保证框架梁柱节点的抗震性能? 如何进行节点设计?
答:节点抗震设计原则:①节点的承载力不应低于其连接件的承载力②多遇地震时,节点应在弹性范围内工作③罕遇地震时,节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递④节点配筋不应使施工过分困难。
框架柱抗震设计原则:①强柱弱梁,使柱尽量不要出现塑性铰②在弯曲破坏发生前不发生剪切破坏,使柱有足够的抗剪能力③控制柱的轴压比不要太大④加强约束,配置必要地约束箍筋
梁抗震设计原则:①梁形成塑性铰后仍有抗剪承载力②梁纵筋去附后,塑性铰区段应有较好的延性和耗能能力③妥善解决梁纵筋锚固问题。
31.框架结构在什么部位应加密箍筋?
答:加密柱端。
32底部剪力法是振型分解反映谱法的简化(只取第一个振型计算),是计算地震力的(水平力)。
它能够计算出每层所受到的地震水平力是多大。
D值法(又称作修正反弯点法)是在已知每层的水平力作用下(上面说的底部剪力法计算出的地震水平力就是其中的一种,除此之外还有风荷载等)计算柱的上下端剪力,进而计算出柱上下端的弯矩,再根据刚度分配计算出梁端的弯矩。
一组地震总称为地震序列。
在某一地震序列中,最大的一次地震称为主震;主震之前发生的称为前震,主震之后发生的称为余震;
地震的大小用震级表示,震级反应了一次地震释放了能量多少的度量。
震级:用规定的仪器测定的,地震所造成的规定的震中距(100Km)地表上的最大水平位移来标定
震级通常用里氏震级,震级与地震能量的对数成线性关系,震级每提高一级,能量增加约32倍
土木工程防灾减灾的基本措施有四类:灾害预测、评估及预警;工程防灾减灾规划;抗灾救灾决策与措施;提高工程结构抗灾能力(是最根本最有效的措施)
七、地震波:断层破裂产生的能量以波的形式从震源向地球介质的各个方向传播。
八、地震波分体波和面波。
体波包括纵波和横波,在地球内部传播的为体波,在地球表面传播的称为面波;纵波是压缩波,周期短,振幅小,速度快;横波是剪切波,周期长,振幅大,速度慢;面波包括瑞雷波和乐夫波,是一种次声波;
十、地震动的三大要素:幅值、频谱、持时;
十一、影响地震动特性的影响因素:
1、震级的影响。
地震越大,地震动的幅值越大,长周期的频率成分越丰富;
2、震中距的影响。
震中距越大,地震动的幅值越小,长周期的频率成分相对丰富;
3、场地的影响。
场地越软,地震动的幅值一般较大,长周期的频率成分更丰富;
十二、抗震设防:是指在工程建设时对建筑物进行抗震设计并采取抗震设施,以达到预期的抗震能力;
十八、建筑抗震设防目标的实现途径——两阶段设计。