建筑结构抗震_随堂作业主观题

建筑结构抗震随堂作业一.解释名词1.震级答：地震震级是衡量一次地震释放能量大小的尺度。震级的表示方法有很多，目前国际上常用的是里氏震级，其定义首先由里克特于1935年给出。2.地震烈度答：地震烈度是指地震对地表和工程结构影响的强弱程度，是衡量地震引起后果的一种尺度。3.抗震设防烈度答：抗震设防烈度是指按照国家批准权限审定作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。4.罕遇地震答：大震是罕遇地震，它多对应的烈度为在50年期限内超越概率为2%~3%的地震烈度。5.液化答：在地下水位以下的松散的饱和砂土或饱和粉土受到地震的作用时，土颗粒间有压密的趋势，因此表现为土中空隙水压力的增高以及空隙水向外运动，引起地面出现喷水冒砂现象，或因更多水分来不及排出，致使土颗粒处于悬浮状态，形成有如“液体”一样的现象，称为液化。6.自振周期答：自振周期是结构按某一振型完成一次自由振动所需的时间。7.底部剪力法答：根据地震反应谱理论，以工程结构底部的总地震剪力与等效单质点的水平地震作用相等，来确定结构总地震作用的方法。8.轴压比答：是指柱（墙）的轴压力设计值与柱（墙）的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。9.刚性楼盖答：现浇或装配整体式钢筋混凝土楼（屋）盖10.延性答：是指材料的结构、构件或构件的某个截面从屈服开始到达最大承载能力或到达以后而承载能力还没有明显下降期间的变形能力。二、简答题1.我国抗震设防目标中对三个地震烈度水准提出哪些具体设防要求？答：《抗震规范》将抗震设防目标称为三水准的要求，简称为“小震不坏，中震可修，大震不倒”。1、第一水准要求——小震不坏当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般应不受损坏或不需修理可继续使用，即小震不坏。2、第二水准要求——中震可修当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能有一定的损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用，即中震可修。3、第三水准要求——大震不倒当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏，即大震不到。2．什么是二阶段设计方法？答：《抗震规范》中实现三水准的设防目标采用了两阶段设计法：第一阶段设计是承载力验算，取第一水准地震动参数，计算结构的作用效应和其他荷载效应的基本组合，验算结构构件的承载能力，以及在小震作用下验算结构的弹性变形，以满足第一水准抗震设防目标的要求。这样，既满足了在第一水准下具有必要的承载力可靠度，又满足第二水准的损坏可修目标。对大多数的结构，可只进行第一水准设计，而通过概念设计和抗震构造措施来满足第二水准的设计要求。第二阶段设计是在大震作用下的弹塑变形验算，对特殊要求的建筑、地震时易倒塌的结构以及有明显薄弱层的不规则结构，除进行第一阶段设计外，还要进行薄弱部位的弹塑性层间变形验算并采取相应的抗震结构措施，实现第三水准的抗震设防要求。概括起来，“三水准，两阶段”看诊设防目标为“小震不坏，中震可修，大震不倒”。3.哪些建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算？为什么？答：根据我国多次强烈地震中建筑遭受破坏的资料分析，下述在天然地基上的各类建筑极少是因为地基失效而引起的结构破坏的，故可不进行地基及基础的抗震承载力验算：（1）砌体房屋；（2）地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的下列建筑：1、一般的单层厂房和单层空旷房屋；2、不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋；3、基础荷载与2项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。软弱黏性土层指7、8和9度时，地基承载力特征值分别小于80、100和120kpa的土层。4.在采用底部剪力法计算地震作用时为什么要计算顶部附加地震作用？当T1›1.4Tg时，由于高振型的影响，并通过对大量结构地震反应直接动力分析的结果表明，若按公式计算，则结构顶部的地震剪力偏小，故须故需进行调整。调整的方法是将结构总地震作用的一部分作为集中力作用结构顶部，再将余下的部分按倒三角形分配给各质点。根据对分析结果的统计，这个附加的集中水平地震作用可表示为，对于多层钢筋混凝土和钢结构房屋，可按特征周期及结构基本周期由表3-5-1确定；对于多层内框架砖房，可取0.2；对于其他房屋则可以不考虑，即。这样，采用底部剪力法计算时，各楼层可只考虑一个自由度，质点i的水平地震作用标准值就可写成：(i=1,2,3,…,n)当房屋顶部有突出屋面的小建筑物时，上述附加集中水平地震作用应置于主体房屋的顶层而不应置于小建筑物的顶部，但小建筑物顶部的地震作用仍可按上述公式计算。5.什么是设计反应谱？设计反应谱有哪些特点？受哪些因素影响？答：为了便于计算，《抗震规范》采用与体系自振周期T之间的关系作为设计用反应谱，并将用表示，称为地震影响系数。实际上，由以下公式可知则还可写成：因此，就是作用于单质点弹性体系上的水平地震力F与结构重力G之比。6.什么是地基与结构的相互作用？地基与上部结构是如何相互作用影响的？答：在对建筑结构进行地震反应分析时，通常假定地基是刚性的。实际上，一般地基并非刚性，故当上部结构的地震作用通过基础而反馈给地基时，地基将产生一定的局部变形，从而引起结构的移动或摆动。这种现象称为地基与结构的相互作用。地基与结构相互作用的结果，使得地基运动和结构动力特性都发生了改变，这主要表现在以下几个方面：(1)改变了地基运动的频谱组成，使得接近结构自振频率的分量获得加强，同时也改变了地基振动的加速度幅值，使其小于邻近自由场地的加速度幅值。(2)由于地基的柔性，使得结构的基本周期延长。(3)由于地基的柔性，有相当一部分地震能量将通过地基土的滞回作用和波的辐射作用逸散至地基，从而使结构的振动衰减。一般地，地基愈柔，结构的振动衰减则愈大。7.什么是“概念设计”？为什么要进行概念设计？答：地震是一种随机振动，有时很难把握其复杂性和不确定性，要准确预测建筑物所遭受地震的特性和参数，目前尚难做到。在结构分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，也存在着不准确性。因此，工程抗震问题不能完全依赖于计算设计解决。而立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，往往是构造良好结构性能的决定性因素，这就是所谓的“概念设计”。因为地震是一种随机振动，有时很难把握其复杂性和不确定性，很难准确地预测建筑物所遭遇地震的特性和参数，在结构分析方面也很难准确的考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素的影响，因此，通过“概念设计”构造良好的结构的抗震性能就显得十分重要。8.按《抗震规范》结构体系应符合什么要求？答：实用中，结构的抗震计算在一般情况下可不考虑地基与结构的相互作用。但是对于建造在8度和9度、III或Ⅳ类场地上，采用箱基、刚性较好的筏基或桩箱联合基础的钢筋混凝土高层建筑，当结构的基本周期处于特征周期的1.2~5倍范围内时，可考虑地基与结构动力相互作用的影响，对采用刚性地基假定计算的水平地震剪力按下列规定予以折减，并且其层间变形也应按折减后的楼层剪力计算。(1)高宽比小于3的结构，各楼层地震剪力的折减系数(2)高宽比大于3的结构，底部的地震剪力按上述(1)的规定折减，但顶部不折减，中间各层按线性插入值折减。9.什么是“强柱弱梁”的设计原则？在抗震设计中如何保证这一原则实施？答：要求控制梁、柱的受弯承载力和采取必要的措施，使得结构在遭遇强烈地震进入非弹性阶段工作时，塑性铰应首先在梁中出现，尽可能避免或减少在危害更大的柱中出现。(1)梁端形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力；(2)梁筋屈服后，塑性铰区段应有较好的延性和耗能能力；(3)妥善地解决梁筋锚固问题。柱截面尺寸应符合下列要求：(1)柱截面的宽度和高度均不宜小于300mm；(2)柱净高与截面高度(圆柱直径)之比宜大于4。多层钢筋混凝土框架柱的截面尺寸通常采用400mm×400mm、450mm×450mm和500mm×500mm等。框架节点是梁柱交叉的公共部分，节点的失效意味着与之相连的梁、柱同时失效。此外，框架结构最佳的抗震机制是梁铰侧移机构。但梁端塑性铰形成的基本前提是保证梁纵筋在节点区有可靠的锚固。因此，依据强节点、强锚固设计原则，框架节点设计应符合下列要求：(1)节点的承载力不应该低于所连接梁、柱的承载力；(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)梁柱纵筋在节点区应有可靠的锚固；(5)节点配筋不应使施工过分困难。10.多层砌体房屋的楼层水平地震剪力应按什么原则分配？答：应按以下原则分配：(1)现浇和装配整体式钢筋混凝土楼(屋)盖等刚性楼盖建筑，宜按抗侧力构件的等效刚度比例分配；(2)木楼(屋)盖等柔性楼盖建筑，宜按抗侧力构件从属面积上重力荷载代表值的比例分配；(3)普通预制板的装配式钢筋混凝土楼(屋)盖的建筑，可取上述两种分配结果的平均值；(4)考虑空间作用、楼盖变形和扭转的影响时，可按各有关规定对上述分配结果作适当调整。