建筑结构抗震复习重点

《建筑结构抗震设计》总复习第一章：绪论1.什么是地震动和近场地震动？P3答：由地震波传播所引发的地面振动，叫地震动。其中，在震中区附近的地震动称为近场地震动。2.什么是地震动的三要素？P3答：地震动的峰值（振幅）、频谱和持续时间称作地震动的三要素。3.地震按其成因分为哪几类？其中影响最大的是哪一类？答：地震按其成因可分为构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震等几类，其中影响最大的是构造地震。4.什么是构造地震、震源、震中、震中距、震源深度？P1答：由于地壳构造运动使深部岩石的应变超过容许值，岩层发生断裂、错动而引起的地面震动，这种地震称为构造地震，一般简称地震。地壳深处发生岩层断裂、错动的地方称为震源。震源至地面的距离称为震源深度。一般震源深度小于60km的地震称为浅源地震；60～300km的称为中源地震；大于300km的称为深源地震；我国绝大部分发生的地震属于浅源地震，一般深度为5～40km。震源正上方的地面称为震中，震中邻近地区称为震中区，地面上某点至震中的距离称为震中距。5.地震波分哪几类？各引起地面什么方向的振动？P1-3答：地震波按其在地壳传播的位置不同可分为体波和面波。在地球内部传播的波称为体波，体波又分为纵波（P波）和横波（S波）。纵波引起地面垂直方向的震动，横波引起地面水平方向震动。在地球表面传播的波称为面波。地震曲线图中，纵波首先到达，横波次之，面波最后到达。分析纵波和横波到达的时间差，可以确定震源的深度。6.什么是震级和地震烈度？几级以上是破坏性地震？我国地震烈度表分多少度？答：震级：指一次地震释放能量大小的等级，是地震本身大小的尺度。(1)m=2～4的地震为有感地震。(2)m5的地震，对建筑物有不同程度的破坏。(3)m7的地震，称为强烈地震或大地震。地震烈度：是指某一区域内的地表和各类建筑物遭受一次地震影响的平均强弱程度。M（地震震级）大于5的地震，对建筑物就要引起不同程度的破坏，统称为破坏性地震。我国地震烈度表分为十二度，用罗马数字表示。7.什么是基本烈度和设防烈度？什么是设计基本地震加速度？P5答：基本烈度是指一个地区在一定时期（我国取50年）内在一般场地条件下按一定概率（我国取10%）可能遭遇到的最大地震烈度。它是一个地区抗震设防依据的地震烈度。抗震设防烈度是指按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。设计基本地震加速度指50年设计基准期内超越概率为10％的地震加速度的取值：7度－0.10g（0.15g）；8度－0.20g（0.30g）；9度－0.40g8.不同震中距的地震对建筑物的影响有什么不同？设计规范如何考虑这种影响？答：宏观地震烈度相同的两个地区，由于它们与震中的距离远近不同，则震害程度明显不同。处于大震级，远震中距下的高柔结构，其震害远大于同样烈度的中小震级、近震中距的建筑物，且反映谱特性不同。为了区别同样烈度下不同震级和震中距的地震对建筑物的破坏作用，89《规范》将地震影响分为近震和远震两种情况。01《规范》进一步引入了设计基本地震加速度和设计地震分组。9.抗震设防的目标（基本准则）是什么？P8答：抗震设防的目标（基本准则）是小震不坏、中震能修、大震不倒。10.“三个水准”的抗震设防要求具体内容是什么？P9答：第一水准：小震不坏；当遭受到多遇的、低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍能继续使用。第二水准：中震可修；当遭受到相当于本地区设防烈度的地震影响时，建筑物可能有一定损坏，经一般修理或不经修理仍可继续使用。第三水准：大震不倒；当遭受到高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时，建筑物不至倒塌或发生危及生命的严重破坏。11.我国抗震设计规范规定的设计方式什么？两个阶段设计的具体内容是什么？答：抗震设计的方法是二阶段设计法。第一阶段设计：按多遇烈度地震作用效应和其它荷载效应的基本组合验算结构构件的承载能力，以及多遇烈度地震作用下的弹性变形。以满足第一水准的抗震设防目标。第二阶段设计：通过对罕遇烈度地震作用下结构薄弱部位的弹塑性变形验算，来满足第三水准的抗震设防目标。至于第二水准的抗震设防目标是通过一定的构造措施来加以保证的。12.我国抗震规范将建筑物按其用途的重要性分为哪几类？P10答：分为四类：①特殊设防类（甲类）：指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大后果，需进行特殊设防的建筑。②重点设防类（乙类）：指地震时使用功能不能中断或需尽快修复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑。③标准设防类（丙类）：除①、②、④类以外的需按标准设防的建筑，此类建筑数量最大。④适度设防类（丁类）：指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低设防要求的建筑。13.什么是基本烈度、多遇烈度和罕遇烈度？答：基本烈度：指中国地震烈度区划图标明的地震烈度。1990年颁布的地震烈度区划图标明的基本烈度为50年期限内，一般场地条件下，可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。多遇烈度：指发生频率最大的地震，即烈度概率密度分布曲线上的峰值所对应的烈度（众值烈度）。超越概率为63.2%。罕遇烈度：《抗震规范》取50年超越概率2%～3%的超越概率作为大震烈度（罕遇烈度）的概率水准。14.根据建筑物使用功能的重要性，抗震规范把建筑物分成哪几类？P10答：按建筑物重要程度不同，抗震分类分为甲、乙、丙、丁四类。15.各类建筑物的设防标准是什么？P10-11答：甲类建筑：（1）地震作用计算：应高于本地区设防烈度的要求，其值应按批准的地震安全性评价结果确定；（2）抗震构造措施：6-8度时应比设防烈度提高1度采取构造措施；9度时，应符合比9度设防更高的要求。乙类建筑：（1）地震作用：按本地区设防烈度计算；（2）构造措施：6-8度时，比设防烈度提高1度采取构造措施；9度时，应符合比9度设防更高的要求丙类建筑：地震作用及抗震构造措施均按设防烈度进行丁类建筑：（1）地震作用：按设防烈度要求进行；（2）构造措施：比设防烈度适当降低（6度时不应降低）16.建筑抗震设计分为哪几个层次，其内容和要求是什么？三个层次有何关系P11答：抗震设计分为三个层次：概念设计、抗震计算与构造措施。具体内容和要求见P11。三个层次间的关系：三个层次的内容不可分割，忽略任一部分都可能造成抗震设计的失败。17.基本烈度达到多少度的地区必须进行抗震设防？答：6度及以上地区的建筑物必须抗震设防。18.选择建筑场地的原则？答：宜选择对抗震有利地段，避开不利地段，无法避开时，应采取有效措施；不应在危险地段建造甲乙丙类建筑。19地震的破坏作用表现在哪几方面？答：①地表的破坏现象：地震缝、喷砂冒水、地面下沉（震陷）、河岸陡坡滑坡。②建筑物的破坏：结构丧失整体性、承重结构承载力不足引起破坏、地基失效。③次生灾害：地震除直接造成建筑物的破坏外，还可能引起火灾、水灾、污染等严重的次生灾害。20.什么是超越概率？答：一定地区范围和时间范围内，发生的地震烈度超过给定地震烈度的概率。21.按我国抗震规范设计的建筑，当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震时，建筑应：一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。第二章场地与地基1.场地土的类型及其划分？场地的类型根据什么因素分为哪几类？（P.16）答：场地土可分为坚硬土或岩石、中硬土、中软土、软弱土四类，剪切波越大土越坚硬。按土层的等效剪切波速和覆盖层厚度，把场地分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类。2.覆盖层厚度是如何定义的？P16答：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。3.哪几类建筑可以不进行天然地基及基础的抗震承载力验算？P19答：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一般厂房、单层空旷房屋、8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋及与其基础荷载相当的多层框架厂房；③规范中规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。4.什么是卓越周期？影响因素是什么？答：在岩层中传播的地震波，具有多种频率成分，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。地震动的卓越周期在很大程度上取决于场地的固有周期。当建筑物的固有周期与地震动的卓越周期相接近时，建筑物的振动会加大，震害也会加重。5.多层土的地震效应主要取决于哪些因素？答：取决于三个基本因素：覆盖土层厚度、土层剪切波速和岩土阻抗比。6.地基土的抗震承载力设计值如何确定？为什么它比静承载力高？（P.19）答：faE=δa+fa调整后的地基土抗震承载力；δa地基土抗震承载力调整系数大于1；fa经深宽度修正后地基土静载承载力特征值。因为大多数土的动强度都比静强度要高，又考虑到地震时一种偶然作用，可靠度的要求可较静力作用时降低，所以地基土抗震承载力比地基土静载承载力高。7.什么是砂土液化（地基液化）？（P20）其机理是什么？答：在地下水位以下的饱和的松砂和粉土在地震作用下，土颗粒之间有变密的趋势，但因孔隙水来不及排除，使土颗粒处于悬浮状态，就形成如液体一样，这种现象称砂土的液化或地基液化。地基液化产生的机理：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，颗粒间孔隙水来不及排泄而受到挤压，因而使孔隙水压力急剧增加。当孔隙水压力上升到与土颗粒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，使土颗粒处于悬浮状态。8.沙土液化受哪些因素影响？液化地基的抗震措施（P24）答：影响因素：①地质年代，地质年代越久抵抗液化能力越强，反之则越差。②土中黏粒含量，黏粒增加，抵抗液化能力增强。③上覆非液化土层厚度和地下水位深度，砂土和粉土覆盖层厚度超过限值不液化，地下水位低于限值也不液化。④土的密实程度，相对密度小于50%的砂土普遍液化，大于70%的则没有发生液化。⑤土层深度，土层液化深度很少超过15米。⑥地震烈度和震级，烈度越高，越容易液化。9.什么地基会造成建筑物上部破坏？答：造成上部建筑物破坏的主要是松软土地基和不均匀地基。10.松软土地基能采用加宽基础，加强上部结构等措施来处理吗？答：不能。只能采用地基处理措施（如置换、加密、强夯等）消除土的动力不稳定性或则采用桩基等深基础避开可能失效的地基的影响。11.如何布置结构地基？答：同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土上，也不宜部分采用天然地基、部分采用桩基。当地基有软弱砧性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层时应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，并采取相应措施。第三章结构的地震反应与抗震计算1.什么是结构的地震反应？（P27）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。2.什么是共振？P33什么是地震作用？P27答：当结构体系自振频率与简谐地面运动频率相近时结构强烈振动反应的现象。3.建筑结构所受地震作用的大小取决于哪些主要因素？答：地震作用的影响因素有外部因素和结构内部因素：（1）外因：地震本身的动力特性，包括地震引起地面的位移、速度、加速度。这些因素既跟震源（震级、震源深度）有关又和传播途径、场地条件有关。（2）内因：结构本身的力学特性，包括结构的自振周期和阻尼。4.什么是地震反应谱？（P35）影响因素有哪些？什么是设计反应谱？(P38)答：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的关系定义为地震加速度反应谱。影响地震反应谱的因素有两个：一是体系阻尼比；二是地震动。阻尼比越小，体系地震加速度反应越大，地震反应谱值越大。设计反应谱：专门研究可供结构抗震设计用的反应谱。(定义见P38)5.有阻尼和无阻尼单自由度体系自由振动有何区别？什么是共振？（P33）答：有阻尼体系自振的振幅不断衰减。6.地震系数K？（P.38）地震影响系数α？（P.40）αmax由哪些因素确定？答：地震系数K(P38)：地震系数k是地震动峰值加速度与重力加速度之比。地震烈度每增加一度，地震系数大致增加一倍。地震影响系数α：是单质点弹性体系在地震时最大反应加速度（以重力加速度g为单位），是作用在质点上的地震作用与结构重力荷