抗震结构设计复习题

答：（1）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。
（2）适用条件：①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，可采用底部剪力法计算。P53
②除上述结构以外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。
③特别不规则的建筑、甲类建筑和规范规定的高层建筑，应采用时程分析法进行补充计算。P66
7.地震作用下，绝对刚性结构的绝对加速度反应应趋于零。（×）
8.若结构体系按某一振型振动，体系的所有质点将按同一频率作简谐振动。（√）
9.地震基本烈度是指一般场地条件下可能遭遇的超越概率为10％的地震烈度值（×）
10.结构的刚心就是地震惯性力合力作用点的位置。（×）
扩展：水平地震作用下，结构抗侧力的合力中心。
7.简述“强柱弱梁”的概念以及实现“强柱弱梁”的主要措施？P115
答：（1）强柱弱梁概念为使梁端先于柱端产生塑性铰，控制构件破坏的先后顺序，形成合理的破坏机制，尽可能避免在危害更大的柱Hale Waihona Puke Baidu出现塑性铰。
（2）在截面抗震验算中，为保证强柱弱梁，《建筑抗震设计规范》规定：
对一、二、三级框架的梁柱节点处，（除框架顶层和柱轴压比小于0.15及框支梁与框支柱的节点外），柱端组合的弯矩设计值应符合：
P93改善构件延性的途径：（1）控制构件的破坏形态；（2）减小杆件轴压比；（3）高强混凝土的应用；（4）钢纤维混凝土的应用；（5）型钢混凝土的应用。
P114提高梁延性的措施：（1）梁截面尺寸；（2）梁纵筋配筋率；（3）梁纵筋配置；（4）梁端箍筋加密。
9.砌体结构中设置钢筋混凝土构造柱和圈梁的作用？P148
4.丙类建筑房屋应根据抗震设防烈度，结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。
5.柱的轴压比n定义为n=N/fcA,即柱组合后的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土抗压强度设计值乘积之比。
6.震源在地表的投影位置称为震中，震源到地面的垂直距离称为震源深度。
7.地震动的三大要素，分别为最大加速度、频谱特征和强震持时。
其中 为柱端弯矩增大系数；对框架结构，一、二、三、四级为取1.7、1.5、1.3、1.2；其他结构类型的框架一级取1.4,二级取1.2,三、四级取1.1。
8.简述提高框架梁延性的主要措施？
答：（1）“强剪弱弯”，使构件的受剪承载力大于构件弯曲屈服时实际达到的剪力值，以保证框架梁先发生延性的弯曲破坏，避免发生脆性的剪切破坏；
22.抗震设防烈度为8度时，前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖层厚度大于
60米，可忽略发震断裂错动对地面结构的影响。P17[9度时，为大于90米]
23.框架结构设计时（不考虑填充墙的作用），框架梁是第一道防线，框架柱是第二道防线。
24.建筑结构扭转不规则时，应考虑扭转影响，楼层竖向构件最大的层间位移不宜大于楼层层间位移平均值的1.5倍。
（2）梁端塑性铰的形成及其转动能力是保证结构延性的重要因素：一方面应限制梁端截面的纵向受拉钢筋的最大配筋率或相对受压区高度，另一方面应配置适当的受压钢筋
（3）为增加对混凝土的约束，提高梁端塑性铰的变形能力，必须在梁端塑性铰区范围内设置加密封闭式箍筋，同时为防止纵筋过早压屈，对箍筋间距也应加以限制。
（4）对梁的截面尺寸加以限制，避免脆性破坏。——资料解释
五、简答题
1.工程结构抗震设防的三个水准是什么？如何通过两阶段设计方法来实现?P12
答：（1）抗震设防的三个水准 ：
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，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可继续使用；
25.多层砌体房屋的结构体系应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。
26.为了避免发生剪切破坏，梁净跨与截面高度之比不宜小于4。
27.按抗震等级为一、二级设计的框架结构，其纵向受力钢筋抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值，不应小于1.25；钢筋屈服强度实测值钢筋强度标准值的比值，不应大于1.30。
6.框架梁抗震设计时应遵循的原则？如何在设计中实现“强剪弱弯”？
答：（1）强柱弱梁，梁端先于柱出现塑性铰,同时塑性铰区段有较好的延性和耗能能力；强剪弱弯，梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力。
（2）强节点、强锚固，妥善解决梁纵筋锚固问题。
为保证强剪弱弯，应使构件的受剪承载力大于构件弯曲屈服时实际达到的剪力值，对一、、二、三级框架梁，梁端截面组合的剪力设计值调整为：
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，要求结构的抗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刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。
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柱中引起较大轴力，使构件产生压曲破坏；会在多层砌体房屋墙体的水平截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.简述现行抗震规范计算地震作用所采用的三种计算方法及其适用范围。
14.多层砌体房屋采用底部剪力法计算时，可直接取α1=0.65αmax。（×）
扩展：对于多层砌体房屋、底部框架和多层内框架砖房，可取水平地震影响系数
最大值。P53
15.对多层砌体房屋，楼层的纵向地震剪力皆可按各纵墙抗侧移刚度大小的比例
进行分配。（√）
16．建筑场地类别主要是根据场地土的等效剪切波速和覆盖厚度来确定的。（√）
14.位于9度地震区的高层建筑的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合为 。P75
15.楼层屈服强度系数为 指按钢筋混凝土构件实际配筋和材料强度标准值计算的第i层受剪承载力和按罕遇地震作用下计算的第i层的弹性地震剪力的比值。P77
16.某一高层建筑总高为50米，丙类建筑，设防烈度为8度，结构类型为框架-抗震墙结构，则其框架的抗震等级为二级，抗震墙的抗震等级为一级。（查表）P103
11.什么是地基液化现象？影响地基液化的因素？P19
答：（1）地基液化现象：地震时，饱和砂土或粉土的颗粒在强烈地震下土的颗粒结构趋于密实，土本身的渗透系数较小，孔隙水在短时间内排泄不走而受到挤压，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压应力接近或相等时，砂土或粉土受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。
8.某二层钢筋混凝土框架结构，集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等G1=G2=1200KN，第一振型Φ12/Φ11=1.618/1,第二振型Φ22/Φ21=-0.618/1，则第一振型的振型参与系数γj=0.724。P50式（3.87）[由于G1=G2,可知m1=m2，那么WO
γj= ]
9.多层砌体房屋楼层地震剪力在同一层各墙体间的分配主要取决于楼盖的水平刚度（楼盖类型）和各墙体的侧移刚度及负荷面积。
结构顶部附加ΔFn，其目的是考虑高振型的影响。P54
三、判断题
1.横波只能在固态物质中传播。P2（√）
扩展：纵波在固体和液体内都能传播。
2.震源到震中的垂直距离称为震源距。<震源深度>（×）
扩展：震源距是指某一指定点至地震震源的距离。
3.抗震结构在设计时，应保证有一定的强度、足够的刚度和良好的延性。（×）
4.什么是动力系数、地震系数和水平地震影响系数？三者之间有何关系？P34
答：（1）①动力系数是单质点弹性体系的最大绝对加速度反应与地震地面运动最大加速度的比值；
②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；
③水平地震影响系数是单质点弹性体系的最大绝对加速度反应与重力加速度的比值。
（2）关系：水平地震影响系数是地震系数与动力系数的乘积。
抗震结构设计复习题
一、填空题
1.构造地震为由于地壳运动，推挤地壳岩层使其薄弱部位发生断裂错动而引起的地震。P1
2.建筑的场地类别可依据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度划分为4类。P17
3.《抗震规范》将50年内超越概率为10％的烈度值称为基本地震烈度，超越概率为63.2％的烈度值称为多遇地震烈度。P12
28.为了减少判别场地土的液化的勘察工作量，饱和砂土液化的判别可分为两步进行，即初步判别和标准贯入试验判别。P20
29.地震波包括体波和面波，体波分为横波和纵波，其中波速最快的波为纵波。P3(地震波的传播以纵波最快，剪切波次之，面波最慢)
30.在用底部剪力法计算多层结构的水平地震作用时，对于T1>1.4Tg时，在
17.限制构件的剪压比，实质是防止构件混凝土产生脆性的斜压破坏。P117 P121
18.某地区的抗震设防烈度为8度，则其多遇地震烈度约为6.45度，罕遇地震烈度约为9度。
19.框架结构的侧移曲线为剪切型。
20.框架结构防震缝的宽度不小于70mm。P86
21.粉土的粘粒含量百分率，7度和8度分别不小于10％和13％时，可判别为不液化土。P21[9度时，为不小于16％]
17.为防止地基失效，提高安全度，地基土的抗震承载力应在地基土静承载力的
基础上乘以1的调整系数。P18解释（×）
18.防震缝两侧结构类型不同时，宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高
度确定缝宽。（√）
19.限制梁柱的剪压比，主要是为了防止梁柱混凝土过早发生斜压破坏。P121（√）
20.在截面抗震验算时，其采用的承载力调整系数一般小于1.（√）
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, 提高砌体的变形能力，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；圈梁可箍住楼盖，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；减轻地震时地基不均匀沉降对房屋的影响及减轻和防止地震时的地表裂隙将房屋撕裂。
11.设防烈度为8度和9度的高层建筑应考虑竖向地震作用。 （×）
扩展：《抗震规范》规定，对于烈度为8度和9度的打垮和长悬臂结构、烟囱和类似的高耸结构以及9度时的高层建筑等，应考虑竖向地震作用的影响。
12.受压构件的位移延性将随轴压比的增加而减少。 （√）
13.砌体房屋中，满足一定高宽比要求的构造柱可不单独设置基础。（√）
10.建筑平面形状复杂将加重建筑物震害的原因为扭转效应、应力集中。
11.在多层砌体房屋计算简图中，当基础埋置较深且无地下室时，结构底层层高一般取至室外地面以下500mm处。
12.某一场地土的覆盖层厚度为80米，场地土的等效剪切波速为200m/s，则该场地的场地土类别为Ⅲ类场地。
13.动力平衡方程与静力平衡方程的主要区别是，动力平衡方程多惯性力和阻尼力。
扩展：并不是说强度、刚度以及延性越大越好，而是在确定建筑结构体系时，需要在结构刚度、承载力及延性之间寻求较好的匹配关系。P91
4.设防烈度小于8度时，可不考虑结构物场地范围内发震断裂的影响。P17（√）
5.当饱和粉土中粘粒含量百分率达到一定数值后，可初步判为不液化土。P21（√）
6.振型分解反应谱法只能适用于弹性体系。 （√）
5.什么是鞭端效应，设计时如何考虑这种效应？P54
答：(1)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，受高振型影响较大，震害较为严重，这种现象称为鞭端效应；
(2)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3，但此放大系数不往下传,但与该突出部分相连的构件应予计入；当采用振型分解反应谱法计算时，突出屋面部分可作为一个质点。
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
（2）两阶段设计方法：
第一阶段设计：验算工程结构在多遇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；
第二阶段设计：验算工程结构在罕遇地震下的弹塑性变形，以满足第三水准抗震设防目标。
10.试述纵波和横波的传播特点及对地面运动的影响？P2
答：纵波在传播过程中，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；影响：将使建筑物产生上下颠簸。
横波在传播过程中，其介质质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；影响：将使建筑物产生水平摇晃。