建筑结构抗震设计试卷及答案1

1、影响土壤液化的主要因素是什么？影响土壤液化的主要因素包括地质时代、土壤粘滞性颗粒含量、上面覆盖的未液化土壤的厚度、地下水深度、土壤密度、地震的大小和强度等。土壤液化的三个因素是淤泥、饱和水、振动强度。因此，土壤中的附着力越细，地下水的水位越高，地震强度越高，土层越容易液化。什么是地震反应谱？什么是设计响应谱？它们的关系是什么？单自由度弹性系统的地震最大加速度反应和固有频率的关系曲线称为地震(加速度)响应谱，用Sa(T)表示。设计反应谱：考虑各种结构衰减、各种现场等因素对地震反应谱的影响，结构抗震设计的反应谱(通常为a(T)，关系a(T)=Sa(T)/g3、什么是时间线分析？选择地震波的时程分析方法？选择地震加速度记录曲线，直接输入到设计的结构中，然后对结构的运动平衡方程进行数值积分，求出整个时间内结构的地震反应。应选择与计算结构场地一致、与地震强度一致的地面运动记录或人工波、至少两个实际强震记录和一个人工模拟的加速时程曲线5、地震设计为什么要最大限度地满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的原则？如何满足这些原则？强柱弱梁有效地防止了柱铰断裂机制的出现，以确保强震引起的结构倒塌。强剪切弱弯有效地防止易碎破坏，使结构具有良好的能量消耗力。“强节点弱构件”，节点是梁和柱构成整个结构的基础，在任何情况下，节点的刚度和强度都必须大于构件的刚度和强度。6，大小是多少？什么是地震强度？如何评价大小和强度的大小？大小是指地震本身大小的等级，根据地震发出的能量，由地震仪记录的地震波决定地震强度是指特定地区的地面和各建筑物受一次地震影响的强弱程度，这被归类为地震的余波。大小通常以里氏大小表示地震强度以地震时人的感觉、器物的反应、建筑物破坏、表面现象为标准进行区分。7、简述了底部剪切法的应用范围，计算鞭略效应。适用范围：高度不超过40米，以剪切变形为基础，质量和刚度沿高度分布相对均匀的结构和单点体系相似的结构，可以用底部剪切方法计算。为了考虑鞭子的一些效果，抗震规范规定，在用地板剪切法计算时，凸出屋顶的屋顶之间、女儿的墙、烟囱等的地震作用效果要乘以增量系数3，该增量部分不能向下传递，但与该突出部分相关的构件必须入帐。9、什么是动态系数、地震系数和水平地震影响系数？三者之间的关系是什么？动态系数是单点弹性系统的最大绝对加速度反应与地震地面运动的最大加速度之比地震系数是地震地面运动的最大加速度与重力加速度之比水平地震影响系数是单点弹性系统最大绝对加速度反应与重力加速度之比水平地震影响系数是地震系数和动态系数的乘积10、多层砖石建筑的楼梯间为什么不能安装在房子的末端和角落？楼梯间横壁间距窄，水平方向刚度较大，地震效果较大，而楼梯间壁侧支撑较小，地震发生时最容易破坏墙的2)房屋的端部和角，刚度大，地震发生时扭转效果显着增加，力复杂，应力比较集中。另外，房子的末端和角落对建筑物的整体约束作用比较弱，所以把楼梯间放在这里，约束更差，抗震性能下降，墙的破坏更严重11、纵波和横波的传播特性及其对地面运动的影响？纵波是传播中其介质粒子的振动方向与波的传播方向一致的压缩波，传播速度快，周期短，振幅小。会使建筑物上下摇晃。(剪切波在传播过程中其介质粒子的振动方向与波的传播方向垂直，剪切波，传播速度比纵波慢一点，周期长，振幅大；建筑会产生水平摇晃14为什么要限制多层砌体房屋的抗震横墙间距？(1)横墙间距太大会降低横墙的抗震性能，横墙间距必须满足抗震承载力的要求。(2)横墙的间距太大，会减少纵墙的侧支撑，降低房屋的完整性，(3)横墙的间距太大，会导致楼板水平刚度不足，造成平面内过度变形，因此水平地震效应不会平均传递给每个内侧力构件，因此垂直墙首先会因平面内过度弯曲变形而受损。也就是说，必须保证横向壁间距传达水平地震作用所需的刚度要求的底盖。地震和常规静态载荷之间有什么区别？计算地震效果的方法可以分为几类？不同：地震作用不确定性、不可预测性、短期动态作用、选择性、累积性、重复性。方法：准静态方法、时程分析、反应谱方法、模式分解方法。17.什么是鞭梢效果，设计时如何考虑此效果？答：因地震突出建筑物屋顶的小建筑物的质量和刚度突然变小，受到高振动类型的影响，地震损失更严重，这种现象称为鞭梢效应。设计时对挤出屋顶的小建筑的地震作用效果乘以放大系数3，但此放大系数不会向下传递。18.强柱弱梁，强剪弱弯的本质是什么？横断面地震检查如何实现？A: (1)梁末端在柱末端之前形成塑料铰链，控制杆件损坏的优先级，以形成合理的破坏机制(2)防止梁柱末端的脆性剪切损伤，使塑料铰链具有足够的变形能力为了确保截面抗震检查中的强柱和弱梁，建筑抗震设计规范规定如下：对于第一、第二和第三个框架的梁柱接合(框架顶部和柱轴向比率小于0.15，框架梁和框架柱除外)，柱端点组合的弯矩设计值必须符合：其中是柱端点弯矩增大系数(1为1.4，2为1.2，3为1.1)为了确保强剪切和弱弯曲，构件的剪切力大于构件弯曲时实际达到的剪切力，并且对于1、2和3级结构件梁，梁末端截面部件的剪切设计值调整如下：对于1、2和3标高框架柱，柱端点剖面组合的剪切设计值进行了如下调整：19.在砌体结构中设置钢筋混凝土结构柱和环形梁的部分和作用？h答：部分：结构柱设置部分：楼梯间的四个角、楼梯下端对应的墙的四个外墙角及其角；墙和外部垂直墙交点的错误楼层部分；大房间内外墙连接；大开口的两侧。环形梁安装在屋顶和每层。设置钢筋混凝土结构柱的作用：加强房屋的完整性，提高砌体的剪切力(10%-30%)，对砌体起到约束作用，提高砌体的变形能力，提高房屋的抗震性能。环形梁的作用设置：提高垂直和水平墙的连接性，提高整个房屋的完整性。环形梁可以箍住地板盖，以提高整体刚度。缩短墙的自由长度并改善墙的稳定性。提高房屋的抗剪强度，约束墙体裂缝的发展。抵抗地基的不均匀沉降，缩短结构柱的计算长度。20.什么是轴压比？为什么限制柱的轴压比？a:轴向压缩比：柱组合的轴向压力设计值与柱的总截面面积和混凝土轴抗压强度设计值的乘积轴向压缩比大小是影响柱破坏形式和变形性能的重要因素，受压构件的位移延性随轴向压缩比的增加而减少，必须限制柱的轴向压缩比，以确保柔性框架结构的实现。21.剪切压力比a:剪切压力比是构件剖面中平均剪切应力与混凝土轴向压缩强度设计值的比率，反映构件剖面中标称剪切应力的大小。限制梁柱的剪力压力比主要是为了防止梁柱混凝土的早期破坏。22.剪切压力比是什么？为什么要限制剪切压力比？a:剪切压力比是截面的平均剪切应力与混凝土的抗压强度设计值之比。剪力过大会导致混凝土过早发生倾斜压力破坏，箍筋工作不正常，对构件的变形能力也有明显影响，因此，应限制梁端截面的剪切压力比。23.简述了模式分解反应谱法确定水平地震作用的主要步骤(1)计算多自由度结构的固有振动周期及其模式类型。(2)求与每个模式(同一模式内的每个粒子地震同时达到最大值)相对应的最大地震效果。(3)得到各模式类型对应的地震效应。(4)结合这些效果，求出结构的地震效应。24.结构概念设计是保证结构抗震性能的方法。概念设计包含很广泛的内容，选择有利于地震的结构方案和布置，降低扭转刚度，加强扭转刚度的措施，设计延性结构和延性结构构件，分析结构薄弱环节，防止软弱层早期破坏，防止部分破坏引起的连锁效应，避免静态结构设计，采取两个防线措施等相应措施。应该说，从方案、布局、计算到构件设计、施工措施，每个设计阶段都贯穿抗震概念设计内容。延展性和延展性的比率是多少？地震结构为什么要有延展性？延性是元件和结构屈服后，支撑力不减少或基本不减少，且具有足够塑胶变形能力的一种效能。构件延性比：对钢筋混凝土构件而言，如果抗拉钢筋屈服后变成塑性状态，构件的刚性会下降，变形快速增加，构件的支撑力会稍微增加，支撑力开始下降，达到极限状态。延性比是极限变形与屈服变形的比率。结构延性比：对于一个钢筋混凝土结构，如果构件发生塑胶铰链，结构会开始塑胶变形，但结构刚性会稍微降低。当塑料铰链达到一定数量时，结构中也会出现“屈服现象”。也就是说，结构塑料变形快速增加，轴承容量略有增加，这是“屈服”后的接头塑料阶段。结构的延性比通常表示达到极限时顶点位移与降伏时顶点位移的比率。如何保证框架梁柱节点的抗震性能？如何进行节点设计？答：节点的抗震设计原理：节点的承载力不能低于连接器的承载力；如果地震很多，节点必须在弹性范围内工作。如果发生地震，不能因为节点的承载力减少而危及垂直荷载。由于节点加固，施工不能过于困难。框架柱的抗震设计原理：加强约束，放置必要的约束系杆，使压杆尽可能不产生塑性铰，在弯曲破坏前不发生剪切破坏，使压杆有足够的剪切力，使压杆的轴压比不太大。梁的抗震设计原理：梁形成塑料铰链后，如果连接剪切力梁弦，塑料铰链段应具有良好的延性和耗能能力。适当解决梁柱锚固问题。27.用楼板剪切法计算房屋建筑的地震作用覆盖面吗？计算中如何考虑长周期结构高振动类型的影响？答：剪切法的适用条件：(1)房屋结构的质量和刚度沿高度分布比较均匀。(2)房屋的总高度为40米；不超过。(3)地震运动下房屋结构的变形主要是剪切变形。(4)地震运动引起的房屋结构扭转效果不容忽视。为了考虑长周期高振动类型的影响，建筑抗震设计规范规定，在住宅建筑结构的基本周期中，上部加入水平地震作用，并将剩余的水平地震作用分配给每个粒子。结构顶部的水平地震作用是共识和28.什么是层屈服强度系数，如何确定结构薄层或零件？答：楼板屈服强度系数是楼板弹性地震剪切力与根据构件实际加固和材料强度标准值的楼板剪切容量与最小地震作用标准值的比率，楼板屈服强度系数y沿高度分布非均匀结构，y倾向于最小或相对较小的楼板先屈服，导致较大的弹塑性层之间位移，其他层之间位移相对较小，接近弹性反应的计算结果y相对较小，弹塑性位移方面相对较大。这组塑料变形的底部是结构的薄弱部分或薄弱部分。29.分层方法的基本假设：(1)忽略垂直载荷下框架侧向移动和侧向移动引起的弯矩。(2)每个梁的垂直荷载影响此标高梁和连接到此标高梁的柱的内力，而不影响此标高梁、柱的内力。(3)忽略梁、柱的轴向变形和剪切变形。什么是“类共振现象”？结构抗震设计中如何避免共振的发生？类共振现象：如果结构的自然频率接近或等于场地自然频率，则结构的地震反应最大，导致建筑灾害增加。对于设计，必须使结构的自然频率远离场地的良好循环。31.什么是“鞭效应”？使用地板剪切法计算地震效应时，如何考虑“鞭效应”的影响？建筑物有挤出屋顶的小建筑物时，其部分的质量和刚度突然变小，突出屋顶的地震反应特别强烈。根据突出和建筑物的质量比、刚度比、场地条件等，其程度会有所不同。使用底部剪切方法时，必须乘以增量系数，不向下传递，但必须计算连接到该拉伸的零部件。32.简述框架节点抗震设计的基本原理。节点的支撑力不能低于连接构件的支撑力。地震时，节点必须在弹性范围内工作。发生罕见地震时，节点的承载力降低不能危及垂直荷载的传递。梁柱纵筋在节点区必须有可靠锚。节点加固不能使施工过于困难。33.简述钢筋混凝土结构房屋的地震破坏。共振效应引起的地震损失；不合理结构布局造成的地震损失；柱、梁和节点地震破坏；填充墙和抗震墙的震害34.确定建筑场地保护层厚度，必须满足以下要求：930通常应确定从地面到剪切波速大于500m/s的土层顶面的距离。如果土层的剪切速率小于或等于相邻上层土剪切波速度的2.5倍，并且躺在其上的地基的剪切波速度不低于400m/s，则优选地基到该土层顶面的距离将用作复土厚度。横波速度大于500m/s的孤石，透镜体应与周围土壤相似。土壤中火山岩的坚硬中间层应被视为刚体，其厚度应从覆盖的土壤中扣除。工程结构抗震设防的三个级别是什么？如何通过两阶段设计方法实现？答：地震防御工事的三个级别：一级：受低于该地区地震防御工事强度的多级地震影响时，一般可以继续使用，无需损坏或维修。第二阶段：与该地区的抗震加固强度相对应的地震可能导致损坏，在不进行一般维修或维修的情况下，可以继续使用。第三级：没有比本地区抗震加固强度更高的罕见地震的影响，造成崩溃或生命危险的严重损害。两阶段设计方法：一阶段设计：结构和构件多次地震引起的承载力检查和弹性变形检查；两阶段设计：对具有明显弱点的不规则部分和具有特殊要求的结构罕见地震进行弹性塑性变形检查，并采取相应的施工措施。36.简述了两级三级抗震设计方法。答：我国建筑抗震设计规范 (GB50011-2001)的抗震设计建筑的抗震加固目标是，在该地区抗震加固强度以下的地震发生时，一般不需要损坏或修理就可以继续使用，在该地区抗震加固强度相当的地震影响下，可以继续使用，不需要一般维修或修理，也不需要在该地区抗震加固强度估计值以上的罕见地震的影响下，发生崩溃或危及生命的严重破坏。特别是两级三级抗震设计方法：第一步，在方案布置符合抗震设计原理的前提下，使用与基本强度相对应的逆值地面振动参数，用弹性反应谱