2015西南大学结构抗震设计问答题

１、简述两阶段三水准抗震设计方法。答：我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）规定：进行抗震设计的建筑，其抗震设防目标是：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可继续使用，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，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。具体为两阶段三水准抗震设计方法：第一阶段是在方案布置符合抗震设计原则的前提下，按与基本烈度相对应的众值烈度的地震动参数，用弹性反应谱求得结构在弹性状态下的地震作用效应，然后与其他荷载效应组合，并对结构构件进行承载力验算和变形验算，保证第一水准下必要的承载力可靠度，满足第二水准烈度的设防要求（损坏可修），通过概念设计和构造措施来满足第三水准的设防要求；对大多数结构，一般可只进行第一阶段的设计。对于少数结构，如有特殊要求的建筑，还要进行第二阶段设计，即按与基本烈度相对应的罕遇烈度的地震动参数进行结构弹塑性层间变形验算，以保证其满足第三水准的设防要求。２、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（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。３、简述抗震设防烈度如何取值。答：一般情况下，抗震设防烈度可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度(或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值)。对已编制抗震设防区划的城市，可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。４、简述框架节点抗震设计的基本原则。答：节点的承载力不应低于其连接构件的承载力；多遇地震时节点应在弹性范围内工作；罕遇地震时节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递；梁柱纵筋在节点区内应有可靠的锚固；节点配筋不应使施工过分困难。５、简述钢筋混凝土结构房屋的震害情况。答：（1）共振效应引起的震害；（2）结构布置不合理引起的震害；（3）柱、梁和节点的震害；（4）填充墙的震害；（5）抗震墙的震害。6、采用底部剪力法计算房屋建筑地震作用的适用范围？在计算中，如何考虑长周期结构高振型的影响？答：剪力法的适用条件：（1）房屋结构的质量和刚度沿高度分布比较均匀；（2）房屋的总高度不超过40m；（3）房屋结构在地震运动作用下的变形以剪切变形为主；（4）房屋结构在地震运动作用下的扭转效应可忽略不计。为考虑长周期高振型的影响，《建筑抗震设计规范》规定：当房屋建筑结构的基本周期gTT4.11时，在顶部附加水平地震作用，取EknnFF再将余下的水平地震作用EknF)1(分配给各质点：EknnjjjiiiFHGHGF)1(1结构顶部的水平地震作用为nF和nF之和7、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？答：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；地震系数是地震地面运动最大速度与重力加速度的比值；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。水平地震影响系数是地震系数与动力系数的乘积。8、什么是楼层屈服强度系数？怎样判别结构薄弱层位置？答：楼层屈服强度系数为按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力和按罕遇地震作用标准值计算的楼层弹性地震剪力的比值，它反映了结构中楼层的承载力与该楼层所受弹性地震剪力的相对关系。薄弱层位置的确定：楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构可取底层为薄弱层，楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的结构，可取该系数最小的楼层和相对较小的楼层为薄弱楼层，一般不超过2～3处；单层厂房，可取上柱。9、什么是鞭端效应，设计时如何考虑这种效应？答：鞭端效应又叫鞭梢效应，是指高层建筑物末端形状和刚度发生变化时，端部产生的力和变形突然增大，远远大于其按重力分配到得地震荷载，是高层建筑结构抗震设计考虑的重要方面。如何考虑鞭端效应：高层在设计立面是要求上下一致，变化不要太大。设计时建筑物末端形状和刚度发生变化时地震作用效应应乘以放大系数3，但此放大系数不往下传。10、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。11、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。