工程结构抗震

简答题1.简述确定水平地震作用的振型分解反应谱法的主要步骤（四步）。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（同一振型中各质点地震作用将同时达到最大值）；（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。2.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。答：现行抗震规范计算地震作用所采用的三种计算方法为：底部剪力法，振型分解反应谱法和时程分析法。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。（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。3.在什么情况下结构会产生扭转振动？如何采取措施避免或降低扭转振动（三条）？答：体型复杂的结构，质量和刚度分布明显不均匀、不对称的结构，在地震作用下会产生扭转，主要原因是结构质量中心和刚度中心不重合。采取的措施：（1）建筑平面布置应简单规整；（2）质量中心和刚度中心应尽量一致；（3）对复杂体型的建筑物应予以处理。4.地基抗震承载力比地基静承载力提高的原因（三条）？答：（1）建筑物静荷载在地基上所引起的压力，作用时间很长，地基土由此所产生的压缩变形将包括弹性变形和残余变形两部分，而地震持续时间很短，对于一般粘性土，建筑物因地面运动而作用于地基上的压力，只能使土层产生弹性变形，而土的弹性变形比土的残余变形小得多，所以，要使地基产生相同的压缩变形，所需的由地震作用引起的压应力将大于所需的静荷载压应力；（2）土的动强度和静强度有所不同；（3）考虑地震作用的偶然性、短时性以及工程的经济性，抗震设计安全度略有降低。5.什么是剪压比，为什么要限制剪压比？答：（1）剪压比是截面内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之比。（2）剪压比过大，混凝土会过早发生斜压破坏，箍筋不能充分发挥作用,它对构件的变形能力也有显著影响，因此应限制梁端截面的剪压比。6.试述纵波和横波的传播特点及对地面运动的影响？答：（1）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；将使建筑物产生上下颠簸。（2）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；将使建筑物产生水平摇晃。7.为什么要限制多层砌体房屋抗震横墙间距（三条）？答：（1）横墙间距过大，会使横墙抗震能力减弱，横墙间距应能满足抗震承载力的要求。（2）横墙间距过大，会使纵墙侧向支撑减少，房屋整体性降低（3）横墙间距过大，会使楼盖水平刚度不足而发生过大的平面内变形，从而不能有效地将水平地震作用均匀传递给各抗侧力构件，这将使纵墙先发生出平面的过大弯曲变形而导致破坏，即横墙间距应能保证楼盖传递水平地震作用所需的刚度要求。8.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。答：现行抗震规范计算地震作用所采用的三种计算方法为：底部剪力法，振型分解反应谱法和时程分析法。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。（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。9.在软弱土层、液化土层和严重不均匀土层上建桥时，可采取那些措施来增大基础强度和稳定性（四条）。答：（1）换土或采用砂桩；（2）减轻结构自重、加大基底面积、减少基底偏心；（3）增加基础埋置深度、穿过液化土层；（4）采用桩基础或沉井基础。10.简述确定水平地震作用的振型分解反应谱法的主要步骤（四步）。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（同一振型中各质点地震作用将同时达到最大值）；（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。11.什么是震级？什么是地震烈度？如何评定震级和烈度的大小？答：（1）震级是表示地震本身大小的等级，它以地震释放的能量为尺度，根据地震仪记录到的地震波来确定。（2）地震烈度是指某地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度，它是按地震造成的后果分类的。评定办法：（1）震级的大小一般用里氏震级表达。（2）地震烈度是根据地震烈度表，即地震时人的感觉、器物的反应、建筑物破坏和地表现象划分的。12.什么是剪压比，为什么要限制剪压比？答：（1）剪压比是截面内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之比。（2）剪压比过大，混凝土会过早发生斜压破坏，箍筋不能充分发挥作用,它对构件的变形能力也有显著影响，因此应限制梁端截面的剪压比。13.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：（1）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。（2）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。14.在软弱土层、液化土层和严重不均匀土层上建桥时，可采取那些措施来增大基础强度和稳定性（四条）。答：（1）换土或采用砂桩；（2）减轻结构自重、加大基底面积、减少基底偏心；（3）增加基础埋置深度、穿过液化土层；（4）采用桩基础或沉井基础。15.什么是剪压比，为什么要限制剪压比？答：（1）剪压比是截面内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之比。（2）剪压比过大，混凝土会过早发生斜压破坏，箍筋不能充分发挥作用,它对构件的变形能力也有显著影响，因此应限制梁端截面的剪压比。16.在软弱土层、液化土层和严重不均匀土层上建桥时，可采取那些措施来增大基础强度和稳定性（四条）。答：（1）换土或采用砂桩；（2）减轻结构自重、加大基底面积、减少基底偏心；（3）增加基础埋置深度、穿过液化土层；（4）采用桩基础或沉井基础。17.砌体结构中设置钢筋混凝土构造柱和圈梁的作用？答：（1）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。（2）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；抵抗地基不均匀沉降，减小构造柱计算长度。18.什么是震级？什么是地震烈度？如何评定震级和烈度的大小？答：（1）震级是表示地震本身大小的等级，它以地震释放的能量为尺度，根据地震仪记录到的地震波来确定。（2）地震烈度是指某地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度，它是按地震造成的后果分类的。评定办法：（1）震级的大小一般用里氏震级表达。（2）地震烈度是根据地震烈度表，即地震时人的感觉、器物的反应、建筑物破坏和地表现象划分的。