结构抗震课后习题答案解析

《建筑结构抗震设计》课后习题解答建筑结构抗震设计》第 1 章绪论

1、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。

2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防？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 ）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。

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 ）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。

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。

3.怎样理解小震、中震与大震？

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%；中震，10%；大震是罕遇的地震，2%。

4、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。

5.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。

第 2 章场地与地基

1、场地土的固有周期和地震动的卓越周期有何区别和联系？由于地震动的周期成分很多，而仅与场地固有周期 T 接近的周期成分被较大的放大，因此场地固有周期 T 也将是地面运动的主要周期，称之为地震动的卓越周期。

2、为什么地基的抗震承载力大于静承载力？

地震作用下只考虑地基土的弹性变形而不考虑永久变形。地震作用仅是附加于原有静荷载上的一种动力作用，并且作用时间短，只能使土层产生弹性变形而来不及发生永久变形，其结果是地震作用下的地基变形要比相同静荷载下的地基变形小得多。因此，从地基变形的角度来说，地震作用下地基土的承载力要比静荷载下的静承载力大。另外这是考虑了地基土在有限次循环动力作用下强度一般较静强度提高和在地震作用下结构可靠度容许有一定程度降低这两个因素。

3、影响土层液化的主要因素是什么？

⑴土的类型、级配和密实程度⑵土的初始应力状态（地震作用时，土中孔隙水压力等于固结水压力是产生土体液化的必要条件）⑶震动的特性（地震的强度和持续时间）⑷先期振动历史或者：土层地质年代；土的颗粒组成及密实程度；埋置深度、地下水；地震烈度和持续时间。

第 3 章结构地震反应分析与抗震计算

1、结构抗震设计计算有几种方法？

各种方法在什么情况下采用？底部剪力法、振型分解反应谱法、时程分析法、静力弹塑性法⑴高度不超过 40m 、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，可采用底部剪力法等简化方法。⑵除⑴外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。⑶特别不规则的建筑、甲类建筑和表 3—10 所列高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

2.什么是地震作用？什么是地震反应？

地震作用：结构所受最大的地震惯性力；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结构地震反应。是地震动通过结构惯性引起的。

3、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。

4、计算地震作用时结构的质量或重力荷载应怎样取？

质量：连续化描述（分布质量）、集中化描述（集中质量）；进行结构抗震设计时，所考虑的重力荷载，称为重力荷载代表值。结构的重力荷载分恒载（自重）和活载（可变荷载）两种。活载的变异性较大，我国荷载规范规定的活载标准值是按 50 年最大活载的平均值加 0.5～1.5 倍的均方差确定的，地震发生时，活载不一定达到标准值的水平，一般小于标准值，因此计算重力荷载代表值时可对活载折减。抗震规范规定：

G E = Dk + ∑ψ i Lki

。

5、什么是地震系数和地震影响系数？它们有什么关系?

F = mg&&g xmaxgSa (T ) = Gkβ (T ) &&g xmax……（3-41）其中 k=&&g xmaxg