建筑结构抗震设计课后习题解答

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。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。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。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。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。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。5、什么是地震系数和地震影响系数？它们有什么关系其中—地震系数，通过地震系数可将地震动振幅对地震反应谱的影响分离出来，是确定地震烈度的一个定量指标。—动力系数。α为地震影响系数，是多次地震作用下不同周期T，相同阻尼比ζ的理想简化的单质点体系的结构加速度反应与重力加速度之比。1、怎样理解多层砖房震害的一般规律？1.刚性楼盖房屋，上层破坏轻、下层破坏重；柔性楼盖房屋，上层破坏重、下层破坏轻；•2.横墙承重房屋的震害轻于纵墙承重房屋；•3.坚实地基上的房屋震害轻于软弱地基和非均匀地基上的震害；•4.预制楼板结构比现浇楼板结构破坏重；•5.外廊式房屋往往地震破坏较重；•6.房屋两端、转角、楼梯间、附属结构震害较重。2、怎样考虑多层砌体结构抗震的垂直地震作用？一般来说，垂直地震作用对多层砌体结构所造成的破坏比例相对较小。P98/3、在多层砌体中设置圈梁的作用是什么？①加强纵横墙的连接，加强整个房屋的整体性；②圈梁可箍住楼盖，增强其整体刚度；③减小墙体的自由长度，增强墙体的稳定性；④可提高房屋的抗剪强度，约束墙体裂缝的开展；⑤抵抗地基不均匀沉降，减小构造柱计算长度。4、怎样理解底部框架房屋底部框架设计原则？因底部刚度小，上部刚度大，竖向刚度急剧变化，抗震性能较差。为了防止底部因变形集中而发生严重的震害，在抗震设计中必须在结构底部加设抗震墙，不得采用纯框架布置。采用两道防线的思想进行设计，即在结构弹性阶段，不考虑框架柱的抗剪贡献，而由抗震墙承担全部纵横向的地震剪力。在结构进入弹塑性阶段后，考虑到抗震墙的损伤，由抗震墙和框架柱共同承担地震剪力。1、什么是刚度中心？什么是质量中心？应如何处理好二者的关系？刚心就是指结构抗侧力构件的中心，也就是各构件的刚度乘以距离除以总的刚度；质心就是指结构各构件质量的中心；质心和刚心离的越近越好，最好是重合，否则会产生比较大的扭转反应。因为地震引起的惯性力作用在楼层平面的质量中心，而楼层平面的抗力则作用在其刚度中心，二者的作用线不重合时就会产生扭矩，其值等于二者作用线之间的距离乘以楼层惯性力的值。4、为什么要限制框架柱的轴压比？当n较小时，为大偏心受压构件，呈延性破坏；当n较大时，为小偏心受压构件，受压边砼先达到极限压应变，呈脆性破坏。并且当轴压比较大时，箍筋对延性的影响变小，为保证地震时柱的延性，故限之。5、抗震设计为什么要满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱杆件”的原则？如何满足这些原则？满足这些原则就能保证结构不产生危及结构安全的脆性破坏和结构的倒塌破坏通过调整地震下结构内力来满足这些要求。6、框架结构在什么部位应加密箍筋？有何作用？在梁中有集中荷载的地方，在梁的两端，柱的上下端均需要加密箍筋。梁端箍筋加密：保证梁端塑性铰区的抗剪强度；约束混凝土以提高梁端塑性铰区的变形能力。柱端箍筋加密：增加柱端截面的抗剪强度；约束混凝土以提高抗剪强度及变形能力；为纵向钢筋提供侧向支撑，防止纵筋压曲。