建筑结构抗震设计

名词解释：
1、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。

2、震中：震源正上方的地面位置叫震中。

3、震中距：地面某处至震中的水平距离叫做震中距。

4、地震震级：是表示地震本身大小的一种度量。

5、地震波: 地震时，地下岩体断裂、错动产生振动，并以波的形式从震源向外传播是地震波。

6、地震烈度：是指某一区域的地表和各类建筑物遭受某一次地震影响的平均强弱程度。

7、抗震设防烈度：一个地区作为抗震设防依据的地震烈度，应按国家规定权限审批或颁发的文件执行。

8、地震动及三要素：由地震波传播所引发的地面振动，通常称为地震动。

地震动的峰值（最大振幅）、频谱和持续时间，通常称为地震动的三要素。

9、基本烈度：是指一个地区在一定时间（我国取50年）内在一般场地条件下按一定的概率（我国取10%）可能遭遇的最大地震烈度。

它是一个地区进行抗震设防的依据。

10、卓越周期：在岩层中传播的地震波，具有多种频率成份，其中在振幅谱中幅值最大的频率分量所对应的周期，称为地震动的卓越周期. 11、液化：饱和松散的砂土或粉土（不含黄土），地震易发生液化现象，使地基承载力丧失或减弱，甚至喷水冒砂，这种现象一般称为砂土液化或地基土液化。

12、覆盖层厚度：原意是指从地表面至地下基岩面的距离。

为了实用方便，我国建筑抗震规范进一步采用土层的绝对刚度定义覆盖层厚度，即地下基岩或剪切波速大于500m/s的坚硬土层至地表面的距离，称为覆盖层厚度。

13、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结构地震反应。

14、地震作用：即结构的地震惯性力。

15、地震反应谱：将单自由度体系的地震最大绝对加速度反应与其自振周期T的关系定义为地震反应谱。

16、等效剪切波速：若计算深度范围内有多层土层，则根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。

16、场地覆盖层厚度：一般情况下，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。

17、重力荷载代表值：结构抗震设计时的基本代表值，是结构自重（永久荷载）和有关可变荷载的组合值之和。

18、强柱弱梁：结构设计时希望梁先于柱发生破坏，塑性铰先发生在梁端，而不是在柱端。

19、剪压比：是构件截面上平均剪力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值，用以反映构件截面上承受名义剪应力的大小。

20.底部剪力法：对于高度不超过40米，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度变化比较均匀的结构。

在计算其地震反应时，先计算出作用于结构的总的水平地震作用，然后将总水平地震作用按一定的规律再分配给各个质点。

21.振型质量矩阵正交性：某一振型过程中所引起的惯性力不在其他振型上作功。

即，体系按某一振型作自由振动时不会激起该体系其他振型的振动。

22.强柱弱梁：指在强烈地震作用下，结构发生较大侧移进入非弹性阶段时，为使框架保持足够的竖向承载力而免于倒塌，要求塑性铰应首先在梁上形成，尽可能避免在破坏后危害更大的柱上出现塑性铰。

简答题
1、简述抗震设防的基本目的和基本准则？
答：工程抗震设防的基本目的是在一定的经济条件下，最大限度地限制和减轻建筑物的地震破坏，保障人民生命财产的安全。

为了实现这一目的，我国的抗震设计规范以“小震不坏、中震可修、大震不倒”作为抗震设计的基本准则。

2、建筑抗震设计在总体上要求把握的基本原则？
答：注意场地选择；把握建筑体型；利用结构延性；设置多道防线；重视非结构因素。

3、建筑抗震设计的内容与要求有哪些？
答：建筑抗震设计的内容与要求：概念设计、抗震计算与构造措施。

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。

4、建筑物的震害与哪些因素有关？
答：建筑物的震害除与地震类型、结构类型等有关外，还与其下卧层的构成、覆盖层厚度密切相关。

5、我国《抗震规范》将场地划分为几个不同的类别？场地类别是依据哪些指标确定的？
答：四类。

场地类别是根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度两个指标综合确定的。

6、何谓液化？并简要阐述液化产生的机理。

答：液化：饱和松散的砂土或粉土（不含黄土），地震易发生液化现象，使地基承载力丧失或减弱，甚至喷水冒砂，这种现象一般称为砂土液化或地基土液化。

其产生的机理是：地震时饱和砂土和粉土颗粒在强烈振动下发生相对位移，颗粒结构趋于压密，颗粒间空隙水来不及排泄而受到挤压，因而使空隙水压力急剧增加。

当空隙水压力上升到与土颗粒所受到的总的正压应力接近或相等时，土粒之间因摩擦产生的抗剪能力消失，土颗粒便形同“液体”一样处于悬浮状态，形成所谓的液化现象。

7、何谓结构地震反应？地震反应与哪些因素有关？
答：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结构地震反应。

结构地震反应是一种动力反应，其大小（或振幅）不仅与地面运动有关，还与结构动力特性（自振周期振型和阻尼）有关。

8、确定结构动力计算简图的核心内容？工程上常采用那种方法描述？答：确定结构动力计算简图的核心内容是结构质量的描述，工程上常采用集中化方法描述结构的质量，以此确定结构动力计算简图。

9、结构抗震计算的方法有哪些？
答：底部剪力法、振型分解反应谱法、时程分析法。

10、底部剪力法的适用条件是什麽？
答：高度不超过40米，剪切变形为主，质量和刚度沿高度分布均匀，结构地震反应以第一振型反应为主。

11、多层砌体结构房屋的选型与布置应遵循哪几方面的原则？
答：①结构布置：优先采用横墙承重的结构布置方案，其次考虑采用纵横墙共同承重的结构布置方案，避免采用纵墙承重方案。

②房屋的总高度与层数：随层数增多，房屋的破坏程度也随之加重，倒塌率随房屋的层数近似成正比增加。

③房屋的高宽比：当房屋的高宽比大时，地震时易于发生整体弯曲破坏。

④抗震横墙的间距：横墙数量多，间距小，结构的空间刚度就大，抗震性能就好⑤房屋的局部尺寸：为了避免出现薄弱部位，防止因局部破坏发展成为整栋房屋破坏。

12、在多层砌体结构中设置圈梁的作用是什么？
答：圈梁在砌体结构抗震中可以发挥多方面的作用。

它可以加强纵横墙的连接、增强楼盖的整体性、增加墙体的稳定性，它可以有效地约束墙体裂缝的开展，从而提高墙体的抗震能力；它还可以有效地抵抗由于地震或其他原因所引起的地基不均匀沉降对房屋的破坏作用。

13、简述框架结构、抗震墙结构、框架—抗震墙结构的特点？
答：框架结构的特点是结构自身重量轻。

适合于要求房屋内部空间较大、布置灵活的场合。

整体重量的减轻能有效减小地震作用。

如果设计合理，框架结构的抗震性能-般较好，能达到很好的延性。

但同时由于侧向刚度较小，地震时水平变形较大，易造成非结构构件的破坏。

抗震墙结构的特点是侧向刚度大，强度高，空间整体性能好。

然而，由于墙体多，重量大，地震作用也大，并且内部空间的布置和使用不够灵活。

框架-抗震墙结构的特点是在一定程度上克服了纯框架和纯抗震墙结构的缺点，发挥了各自的长处。

其刚度较大，自重较轻, 平面布置较灵活,并且结构的变形较均匀。

14、D值法中影响反弯点位置的因素有哪些？
答：D值法中影响反弯点位置的因素有：侧向外荷载的形式、梁柱线刚度比、结构总层数及该柱所在的层次、柱上下横梁线刚度比、上层层高的变化、下层层高的变化等。

15、何谓柱轴压比？为什么要限制柱轴压比？
答：柱轴力N与柱的全截面面积A
C
和混凝土抗压强度设计值f
c
乘积的比值称为柱轴压比。

当轴压比较小时，为大偏心受压构件，呈延性破坏；当轴压比较大时，为小偏心受压构件，呈脆性破坏；此时箍筋对延性的影响变小，为保证地震时柱的延性，规范规定了轴压比的上限值。

16、在抗震设计中，应尽量满足哪三强三弱？并简要说明。

答：1.强柱弱梁：要控制梁、柱的相对强度，使塑性铰首先出现在梁端，而避免出现在柱顶，保证梁端的破坏先于柱端的破坏，对同一节点，使其在地震作用组合下，柱的抗弯能力大于梁的抗弯能力。

2.强剪弱弯：为避免不过早的发生剪切破坏，使弯曲破坏先于剪切破坏，对同一杆件，使其在地震作用组合下，剪力设计值略大于按设计弯矩或实际抗弯承载力及梁上荷载反算出的剪力。

3.强节点弱构件：为防止节点核芯区发生剪切破坏，必须保证节点核芯区混凝土的强度和配置足够数量的箍筋，使节点的破坏不早于构件的破坏。

17、简述确定水平地震作用的振型分解反应谱法的主要步骤。

答：1）计算多自由度结构的自振周期及相应振型2）求出对应于每一振型的最大地震作用3）求出每一振型相应的地震作用效应4）将这些效应进行组合，以求得结构的地震作用效应。

18、简述框架节点抗震设计的基本原则。

答：1.节点的承载力不应低于其连接构件的承载力；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.梁柱纵筋在节点区内应有可靠的锚固；5.节点配筋不应使施工过分困难。