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1、 工程结构抗震样卷a 答案一.选择题 (每题 1.5分,共21分。只有一个选择是正确的,请填在括号中)1.实际地震烈度与下列何种因素有关?( b )a.建筑物类型 b.离震中的距离 c.行政区划 d.城市大小2.基底剪力法计算水平地震作用可用于下列何种建筑? ( c ) a.40米以上的高层建筑 b.自振周期t1很长(t14s)的高层建筑 c. 垂直方向质量、刚度分布均匀的多层建筑 d. 平面上质量、刚度有较大偏心的多高层建筑3.地震系数k与下列何种因素有关?(a )a.地震基本烈度 b.场地卓越周期 c.场地土类别 d.结构基本周期4. 9度区的高层住宅竖向地震作用计算时,结构等效总重力荷载

2、geq为( c )a. 0.85(1.2恒载标准值gk+1.4活载标准值qk) b. 0.85(gk+qk) c. 0.75(gk+0.5qk) d. 0.85(gk+0.5qk)5.框架结构考虑填充墙刚度时,t1与水平弹性地震作用fe有何变化?( a ) a.t1,fe b.t1,fe c.t1,fe d.t1,fe6抗震设防区框架结构布置时,梁中线与柱中线之间的偏心距不宜大于(a ) a柱宽的1/4 b柱宽的1/8 c梁宽的1/4 d梁宽的1/87. 土质条件对地震反应谱的影响很大,土质越松软,加速度谱曲线表现为(a ) a谱曲线峰值右移 b谱曲线峰值左移 c谱曲线峰值增大 d谱曲线峰值降

3、低8.为保证结构“大震不倒”,要求结构具有 ca. 较大的初始刚度 b.较高的截面承载能力 c.较好的延性 d.较小的自振周期t19、楼层屈服强度系数沿高度分布比较均匀的结构,薄弱层的位置为 ( d )a.最顶层 b.中间楼层 c. 第二层 d. 底层 10.多层砖房抗侧力墙体的楼层水平地震剪力分配 ba.与楼盖刚度无关 b.与楼盖刚度有关 c.仅与墙体刚度有关 d.仅与墙体质量有关 11.场地特征周期tg与下列何种因素有关?( c ) a.地震烈度 b.建筑物等级 c.场地覆盖层厚度 d.场地大小12.关于多层砌体房屋设置构造柱的作用,下列哪句话是错误的 ( d )a 可增强房屋整体性,避免

4、开裂墙体倒塌b 可提高砌体抗变形能力c 可提高砌体的抗剪强度d 可抵抗由于地基不均匀沉降造成的破坏13、考虑内力塑性重分布,可对框架结构的梁端负弯矩进行调幅 ( b ) a梁端塑性调幅应对水平地震作用产生的负弯矩进行 b梁端塑性调幅应对竖向荷载作用产生的负弯矩进行 c梁端塑性调幅应对内力组合后的负弯矩进行 d梁端塑性调幅应只对竖向恒荷载作用产生的负弯矩进行14、水平地震作用标准值fek的大小除了与质量,地震烈度,结构自振周期有关外,还与下列何种因素有关? ( b ) a.场地平面尺寸 b.场地特征周期 c.荷载分项系数 d.抗震等级得分得分二.填空题 (每题 2分,共12分。请将正确答案填在空

5、白处)1、震源在地表的投影位置称为 震中 ,震源到地面的垂直距离称为 震源深度 。2、某一场地土的覆盖层厚度为80米,场地土的等效剪切波速为200m/s,则该场地的场地类别为 类场地 。3、丙类钢筋混凝土房屋应根据抗震设防烈度、 房屋高度 和 结构类型 查表采用不同的抗震等级。4、某地区的抗震设防烈度为8度,则其多遇地震烈度为 6.45 度 ,罕遇地震烈度为 9度 。5、框架结构防震缝的宽度不小于 70 mm。6、7度区一多层砌体房屋,采用普通粘土砖砌筑,则其房屋的总高度不宜超过 21 米,层数不宜超过 7 层。 得分 三、名词解释(每题2分,共12分)1、 构造地震: 由于地壳构造运动造成地

6、下岩层断裂或错动引起的地面振动2、 基本烈度: 50年期限内,一般场地条件下,可能遭受超越概率10的烈度值3、 重力荷载代表值: 结构或构件永久荷载标准值与有关可变荷载的组合值之和 4、反应谱:单自由度弹性体系在给定的地震作用下,某个最大反应量与体系自振周期的关系曲线 5、地震影响系数: 单质点弹性体系在地震时的最大反应加速度与重力加速度的比值 6、鞭稍效应:突出屋面的附属小建筑物,由于质量和刚度的突然变小,高振型影响较大,将遭到严重破坏,称为鞭稍效应四.简答题 (共34分。请将正确答案填在空白处)1、试述纵波和横波的传播特点及对地面运动的影响? (6分)纵波在传播过程中,其介质质点的振动方向

7、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;(2分)将使建筑物产生上下颠簸;(1分) 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;(2分)将使建筑物产生水平摇晃;(1分)2、工程结构抗震设防的三个水准是什么?如何通过两阶段设计方法来实现?(7分)第一水准: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仍可继续使用;(1分)第二水准: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;(1分)第三水准:当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时,不致倒

8、塌或发生危及生命的严重破坏(1分)第一阶段设计:工程结构在多遇地震下的承载力和弹性变形计算。对构件截面进行承载力计算,保证必要的强度可靠度,以满足第一水准抗震设防目标(小震不坏)(1分);对结构进行弹性变形验算,控制侧向变形不要过大,满足第二水准抗震设防目标(中震可修)(1分);通过合理的结构布置和抗震构造措施来保证第三水准抗震设防目标(大震不倒)(1分)第二阶段设计:工程结构(如特别重要或抗侧能力较弱的结构)在罕遇地震下的弹塑性变形验算,以满足第三水准抗震设防目标。(1分)3、什么是地基液化现象?影响地基液化的因素?(6分)饱和砂土或粉土的颗粒在强烈地震下土的颗粒结构趋于密实,土本身的渗透系

9、数较小,孔隙水在短时间内排泄不走而受到挤压,孔隙水压力急剧上升。当孔隙水压力增加到与剪切面上的法向压应力接近或相等时,砂土或粉土受到的有效压应力下降乃至完全消失,土体颗粒局部或全部处于悬浮状态,土体丧失抗剪强度,形成犹如液体的现象。(3分)影响因素: 土层的地质年代,土的组成,土层的相对密度,土层的埋深 地下水位的深度, 地震烈度和地震持续时间(3分)4、什么是“强柱弱梁”、“强剪弱弯”原则?在设计中如何体现? (7分)(1)使梁端先于柱端产生塑性铰,控制构件破坏的先后顺序,形成合理的破坏机制 (2)防止梁、柱端先发生脆性的剪切破坏,以保证塑性铰有足够的变形能力 (3分) 在截面抗震验算中,为

10、保证强柱弱梁,建筑抗震设计规范规定: 对一、二、三级框架的梁柱节点处,(除框架顶层和柱轴压比小于0.15及框支梁与框支柱的节点外),柱端组合的弯矩设计值应符合: 其中为柱端弯矩增大系数,(一级为取1.4,二级取1.2,三级取1.1) (2分)为保证强剪弱弯,应使构件的受剪承载力大于构件弯曲屈服时实际达到的剪力值,对一、二、三级框架梁,梁端截面组合的剪力设计值调整为: 对一、二、三级框架柱,柱端截面组合的剪力设计值调整为: (2分)5、什么叫轴压比?为什么要限制柱的轴压比?(4分)轴压比: 柱组合的轴向压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之和 (2分)轴压比大小是影响柱破坏形

11、态和变形性能的重要因素,受压构件的位移延性随轴压比增加而减小,为保证延性框架结构的实现,应限制柱的轴压比(2分)6、为什么要限制多层砌体房屋抗震横墙间距?(4分)(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。(1分) (2)横墙间距过大,会使纵墙侧向支撑减少,房屋整体性降低(1分) (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。(2分)得分四、计算题(21分)某两层钢筋混凝土框架,集中于楼盖和屋

12、盖处的重力荷载代表值相等,每层层高皆为4.0m,框架的自振周期;类场地,7度第二组(,结构的阻尼比为,试用底部剪力法计算各层水平地震作用fi及各层层剪力vi。(1)求结构总水平地震作用: (3分)(3分) (3分)(2)求作用在各质点上的水平地震作用(2分)(1分) (3分)(4分)(3)求层间剪力(1分) (1分)建筑结构抗震设计期末考试复习题一、 名词解释(1)地震波:地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量;(2) 地震震级:表示地震本身大小的尺度,是按一次地震本身强弱程度而定的等级;(3)地震烈度:表示地震时一定地点地面振动强弱程度的尺度;(4)震中:震源在地表的投影;(

13、5)震中距:地面某处至震中的水平距离;(6)震源:发生地震的地方;(7)震源深度:震源至地面的垂直距离;(8)极震区:震中附近的地面振动最剧烈,也是破坏最严重的地区;(9)等震线:地面上破坏程度相同或相近的点连成的曲线;(10)建筑场地:建造建筑物的地方,大体相当于一个厂区、居民小区或自然村;(11)沙土液化:处于地下水位以下的饱和砂土和粉土在地震时有变密的趋势,使孔隙水的压力急剧上升,造成土颗粒局部或全部将处于悬浮状态,形成了犹如“液化”的现象,即称为场地土达到液化状态;(12)结构的地震反应:地震引起的结构运动;(13)结构的地震作用效应:由地震动引起的结构瞬时内力、应力应变、位移变形及运

14、动加速度、速度等;(14)地震系数:地面运动最大加速度与重力加速度的比值;(15)动力系数:单质点体系最大绝对加速度与地面运动最大加速度的比值;(16)地震影响系数:地震系数与动力系数的乘积;(17)振型分解法:以结构的各阶振型为广义坐标分别求出对应的结构地震反应,然后将对应于各阶振型的结构反应相组合,以确定结构地震内力和变形的方法,又称振型叠加法;(18)基本烈度:在设计基准期(我国取50年)内在一般场地条件下,可能遭遇超越概率(10)的地震烈度。(19)设防烈度:按国家规定权限批准的作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。(20)罕遇烈度:50年期限内相应的超越概率23,即大震烈度的地震。(2

15、1)设防烈度 (22)多道抗震防线:一个抗震结构体系,有若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接起来协同作用;(24)鞭梢效应;(25)楼层屈服强度系数;(26)重力荷载代表值:建筑抗震设计用的重力性质的荷载,为结构构件的永久荷载(包括自重)标准值和各种竖向可变荷载组合值之和;(27)等效总重力荷载代表值:单质点时为总重力荷载代表值,多质点时为总重力荷载代表值的85%;(28)轴压比:名义轴向应力与混凝土抗压强度之比;(29)强柱弱梁:使框架结构塑性铰出现在梁端的设计要求;(30)非结构部件:指在结构分析中不考虑承受重力荷载以及风、地震等侧向力的部件二、 填空题1. 地震按其成因

16、可划分为( 构造地震 )、( 火山地震 )、( 塌陷地震 )和( 诱发地震 )四种类型。2. 地震按震源深浅不同可分为( 浅源地震 )、( 中源地震 )、( 深源地震 )。3. 地震波可分为( 体波 )和( 面波 )。4. 体波包括( 纵波 )和( 横波 )。5. 纵波的传播速度比横波的传播速度(快)。6. 造成建筑物和地表的破坏主要以(面波)为主。7. 地震强度通常用(震级)和(烈度)等反映。8. 震级相差一级,能量就要相差(32)倍之多。9. 一般来说,离震中愈近,地震影响愈(大),地震烈度愈(高)。10. 建筑的设计特征周期应根据其所在地的(设计地震分组)和(场地类别)来确定。11. 设

17、计地震分组共分(3)组,用以体现(震级)和(震中距)的影响。12. 抗震设防的依据是(抗震设防烈度)。13. 地震现象表明,纵波使建筑物产生(垂直振动),剪切波使建筑物产生(水平振动),而面波使建筑物既产生(垂直振动)又产生(水平振动)。14. 面波分为(瑞雷波)和(乐甫波)。15. 规范按场地上建筑物的震害轻重程度把建筑场地划分为对建筑抗震(有利)、(不利)和(危险)的地段。16. 我国抗震规范指出建筑场地类别应根据(等效剪切波速)和(覆盖层厚度)划分为四类。17. 饱和砂土液化的判别分为两步进行,即(初步判别)和(标准贯入试验判别)。18. 场地的液化等级根据(液化指数)来划分。19. 目

18、前,工程中求解结构地震反应的方法大致可分为两种,即(底部剪力法)和(振型分解反应谱法)。20. 根据建筑使用功能的重要性,按其受地震破坏时产生的后果,将建筑分为(甲类)、(乙类)、(丙类)、(丁类)四个抗震设防类别。21. 建筑结构抗震验算包括(截面抗震验算)和(抗震变形验算)。22. 结构的变形验算包括(多遇地震作用下的抗震变形验算)和(罕遇地震作用下薄弱层的弹塑性变形验算)。23. 选择结构体系,要考虑(抗震设防烈度)和(设计基本地震加速度取值)的关系。24. 选择结构体系时,要注意选择合理的(结构构件)及(抗震结构体系)。25. 地震区的框架结构,应设计成延性框架,遵守(强柱弱梁)、(强

19、剪弱弯)、(强节点)、(强锚固)等设计原则。26. 在工程手算方法中,常采用(d值法)和(反弯点法)进行水平地震作用下框架内力的分析。27. 竖向荷载下框架内力近似计算可采用(分层法)和(弯矩二次分配法)。28. 框架结构最佳的抗震机制是(总体机制)。29. 框架体系的节点常采用(刚接)节点。30. 结构的变形缝有(伸缩缝)、(温度缝)和(沉降缝)。31. 多层和高层钢筋混凝土结构包括(框架结构)、(框架抗震墙结构)、(抗震墙结构)及(筒体结构)等结构体系。32. (防止倒塌)是多层砌体结构房屋抗震设计的重要问题。33. 高层钢结构的结构体系主要有(纯框架体系)、(筒体体系)、(框架支撑体系)

20、或(框架剪力墙体系)。34. 框架-支撑体系的支撑类型有(中心支撑)和(偏心支撑)。35. 防止板件失稳的有效方法是限制它的(高厚比)。36. 屋盖体系中,应尽可能选用(有撑)屋盖。三、 判断题1. 构造地震分布最广,危害最大。()2. 体波可以在地球内部和外部传播。( x)3. 横波向外传播时,其介质质点的振动方向与波的前进方向相垂直。( )4. 地震现象表明,横波使建筑物产生上下颠簸。(x )5. 一般来说,离震中愈近,地震影响愈大,地震烈度愈小。(x )6. 纵波的特点是周期较长,振幅较大。(x )7. 横波只能在固体内传播。( )8. 对应于一次地震,震级只有一个,烈度也只有一个。(x

21、 )9. 震害表明,坚硬地基上,柔性结构一般表现较好,而刚性结构有的表现较差。()10. 一般来讲,震害随场地覆盖层厚度的增加而减轻。(x )11. 地基土的抗震承载力小于地基土的静承载力。(x )12. 结构的自振周期随其质量的增加而减小,随刚度的增加而加大。(x )13. 一般而言,房屋愈高,所受到的地震力和倾覆力矩愈大,破坏的可能性也愈大。()14. 弯曲构件的延性远远小于剪切构件的延性。 ( x)15. 在同等设防烈度和房屋高度的情况下,对于不同的结构类型,其次要抗侧力构件抗震要求可低于主要抗侧力构件。()16. 在进行梁端弯矩调幅时,可先进行竖向荷载和水平荷载的梁端弯矩组合后再进行调

22、幅。( x)17. 钢筋混凝土构造柱可以先浇柱,后砌墙。(x )18. 构造柱必须单独设置基础。(x )19. 地震时内框架房屋的震害要比全框架结构房屋严重,比多层砖房要轻。( x)20. 中心支撑与偏心支撑相比具有较大的延性。( x )21. 耗能梁段的屈服强度越高,屈服后的延性越好,耗能能力越大。(x )四、 简答题1. 抗震设防的目标是什么?实现此目标的设计方法是什么?答:目标是对建筑结构应具有的抗震安全性能的总要求。我国抗震规范提出了三水准的设防要求,概括起来是“小震不坏,中震可修,大震不倒”。第一水准是建筑物在遭受频度较高、强度较低的多遇地震时,一般不损坏也不需要修理。第二水准是建筑

23、物在遭受基本烈度的地震影响时,允许结构部分达到或超过屈服极限,或者结构的部分构件发生裂缝,结构通过塑性变形消耗地震能量,结构的变形和破坏程度发生在可以修复使用的范围之中。第三水准是建筑物遭受预估的罕遇的强烈地震时,不至于发生结构倒塌或危机生命安全的严重破坏。方法:依据三个地震烈度水准,使用两阶段抗震设计方法实现。2. 建筑场地选择的原则是什么?答:选址时应当选择有利地段,避开不利地段。当无法比开始应采取有效地抗震措施。在危险地段,不应建造非临时性的建筑物,尤其是严禁建造甲、乙类建筑物。3. 哪些建筑可不进行地基及基础的抗震承载力验算?答:(1)砌体房屋(2)地基主要受力范围内不存在软弱粘性土层

24、的下列建筑物:一般单层厂房、单层空旷房屋。不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋。基础荷载与上述一般民用框架房屋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。4. 影响液化的因素有哪些?液化对建筑物有哪些危害?答:(1)土层的地质年代(2)土的组成和密实程度(3)液化土层的埋深(4)地下水位深度(5)地震烈度和持续时间。危害:地面开裂下沉使建筑物产生过度下沉或整体倾斜,不均匀沉降引起建筑物上部结构破坏,使梁板等构件及其节点破坏,使整体开裂和建筑物体型变化处开裂。5. 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:6. 简述确定结构地震作用的底部剪力法的适

25、用条件及计算步骤。答:适用条件:(1)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)建筑结构在地震作用下的变形以剪切变形为主(4)建筑结构在地震作用时的扭转效应可忽略不计7. 什么时候应考虑竖向地震作用的影响?答:抗震规范规定,8度和9度时的大跨度结构、长悬臂结构、9度时的高层建筑应考虑竖向地震作用。8. 何谓时程分析法,在什么时候须用时程分析法进行补充计算?答:对结构物的运动微分方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法。以下情况:甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构高度大于150m的钢结构和7-9度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构烈度8

26、度、类场地和9度时高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架采用隔墙和消能减震设计的结构。9. 何谓“抗震概念设计”?“概念设计”与计算设计有何不同?答:指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。与计算设计的不同:计算设计是通过地震作用的取值进行结构的抗震验算,而概念设计强调,在工程设计一开始,就应该把握好能量输入、房屋体型、结构体系、刚度分布,构件延性等几个主要方面,从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节,概念设计需要辅以必要地计算设计。10. 什么是“强柱弱梁”、“强剪弱弯”原则?在设计中如何体现?答:11. 怎样保证框架梁柱节点的抗震性能?

27、 如何进行节点设计?答:节点抗震设计原则:节点的承载力不应低于其连接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节点配筋不应使施工过分困难。框架柱抗震设计原则:强柱弱梁,使柱尽量不要出现塑性铰在弯曲破坏发生前不发生剪切破坏,使柱有足够的抗剪能力控制柱的轴压比不要太大加强约束,配置必要地约束箍筋梁抗震设计原则:梁形成塑性铰后仍有抗剪承载力梁纵筋去附后,塑性铰区段应有较好的延性和耗能能力妥善解决梁纵筋锚固问题。12. 框架结构在什么部位应加密箍筋?答:加密柱端。13. 多层及高层钢筋混凝土房屋有哪些结构体系?各自的特点?答:14. 抗震设计为什么要

28、限制各类结构体系的最大高度和高宽比?答:15. 多层及高层钢筋混疑土结构设计时为什么要划分抗震等级?是如何划分的?答:16. 如何计算在水平地震作用下框架结构的内力和位移?答:17. 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:18. 如何设计结构合理的破坏机制?答:19. 如何进行内力组合?答: 20. 多层砌体结构的类型有哪几种?答:21. 在多层砌体结构中设置构造柱和圈梁的作用是什么?答:构造柱的作用:可以部分提高墙体的抗剪强度,大大增强房屋的变形能力。墙体开裂后,构造柱与圈梁形成的约束体系可以有效地限制墙体散落,使墙体以滑移等方式大量消耗地震能量,保证房屋不至倒塌

29、。圈梁的作用:与构造柱整浇在一起,形成钢筋混凝土框架,共同约束墙体,提高房屋的整体性及延性,增强房屋的抗倒塌能力。22. 在砌体结构的计算简图中如何确定结构底部固定端标高?答:(1)对于多层砌体结构房屋,当基础埋置较浅时,取为基础顶面(2)当基础埋置较深时,可取为室外地坪下0.5m处(3)当设有整体刚度很大的全地下室时,取为地下室顶板顶部(4)当地下室整体刚度较小或半地下室时,取地下室室内地坪处。1、影响土层液化的主要因素是什么?影响土层液化的主要因素有:地质年代,土层中土的粘性颗粒含量,上方覆盖的非液化土层的厚度,地下水位深度,土的密实度,地震震级和烈度。土层液化的三要素是:粉砂土,饱和水,

30、振动强度。因此,土层中粘粒度愈细、愈深,地下水位愈高,地震烈度愈高,土层越容易液化。2、什么是地震反应谱?什么是设计反应谱?它们有何关系?单自由度弹性体系的地震最大加速度反应与其自振周期的关系曲线叫地震(加速度)反应谱,以sa(t)表示。设计反应谱:考虑了不同结构阻尼、各类场地等因素对地震反应谱的影响,而专门研究可供结构抗震设计的反应谱,常以a(t),两者的关系为a(t)= sa(t)/g3、什么是时程分析?时程分析怎么选用地震波?选用地震加速度记录曲线,直接输入到设计的结构,然后对结构的运动平衡方程进行数值积分,求得结构在整个时程范围内的地震反应。应选择与计算结构场地相一致、地震烈度相一致的

31、地震动记录或人工波,至少2条实际强震记录和一条人工模拟的加速度时程曲线5、抗震设计为什么要尽量满足“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”可有效的防止柱铰破坏机制的出现,保证结构在强震作用下不会整体倒塌;“强剪弱弯”可有效防止脆性破坏的发生,使结构具有良好的耗能能力;“强节点弱构件”,节点是梁与柱构成整体结构的基础,在任何情况下都应使节点的刚度和强度大于构件的刚度和强度。 6、什么是震级?什么是地震烈度?如何评定震级和烈度的大小?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地震烈度是指某地区地面和各类建筑物遭受

32、一次地震影响的强弱程度,它是按地震造成的后果分类的。震级的大小一般用里氏震级表达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。7、 简述底部剪力法的适用范围,计算中如何鞭稍效应。适用范围: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。 为考虑鞭稍效应,抗震规范规定:采用底部剪力法计算时,对突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应,宜乘以增大系数3,此增大部分不应往下传递,但与该突出部分相连的构件应予以计入。9、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?动力系

33、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加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10、多层砌体房屋中,为什么楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处? 楼梯间横墙间距较小,水平方向刚度相对较大,承担的地震作用亦较大,而楼梯间墙体的横向支承少,受到地震作用时墙体最易破坏2)房屋端部和转角处,由于刚度较大以及在地震时的扭转作用,地震反应明显增大,受力复杂,应力比较集中;另外房屋端部和转角处所受房屋的整体约束作用相对较弱,楼梯间布置于此,约束更差,抗震

34、能力降低,墙体的破坏更为严重11、试述纵波和横波的传播特点及对地面运动的影响? 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;(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14为什么要限制多层砌体房屋抗震横墙间距?(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

35、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。16地震作用和一般静荷载有何不同?计算地震作用的方法可分为哪几类?不同:地震作用不确定性,不可预知,短时间的动力作用,具有选择性,累积性,重复性。方法:拟静力法,时程分析法,反应谱法,振型分解法。17.什么是鞭端效应,设计时如何考虑这种效应? 答:地震作用下突出建筑物屋面的附属小建筑物,由于质量和刚度的突然变小,受高振型影响较大,震害较为严重,这种现象称为鞭端效应;设计时对突出屋面的小建筑物的地震作用效应乘以放大系数3,但此放大系数不往下传。 18.强柱弱梁、强剪

36、弱弯的实质是什么?如何通过截面抗震验算来实现?答:(1)使梁端先于柱端产生塑性铰,控制构件破坏的先后顺序,形成合理的破坏机制 (2)防止梁、柱端先发生脆性的剪切破坏,以保证塑性铰有足够的变形能力 在截面抗震验算中,为保证强柱弱梁,建筑抗震设计规范规定: 对一、二、三级框架的梁柱节点处,(除框架顶层和柱轴压比小于0.15及框支梁与框支柱的节点外),柱端组合的弯矩设计值应符合: 其中为柱端弯矩增大系数,(一级为取1.4,二级取1.2,三级取1.1)为保证强剪弱弯,应使构件的受剪承载力大于构件弯曲屈服时实际达到的剪力值,对一、二、三级框架梁,梁端截面组合的剪力设计值调整为: 对一、二、三级框架柱,柱

37、端截面组合的剪力设计值调整为: 19.砌体结构中设置钢筋混凝土构造柱和圈梁的部位及作用?h答:部位: 构造柱设置部位:楼梯间四角,楼梯斜梯段上下端对应的墙体处外墙四角和对应的转角;错层部位横墙与外纵墙交接处;大房间内外墙交接处;较大洞口两侧。圈梁设置在屋盖及每层楼盖处,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。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

38、沉降,减小构造柱计算长度。 20.什么叫轴压比?为什么要限制柱的轴压比? 答:轴压比: 柱组合的轴向压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之和 轴压比大小是影响柱破坏形态和变形性能的重要因素,受压构件的位移延性随轴压比增加而减小,为保证延性框架结构的实现,应限制柱的轴压比。21.剪压比 答:剪压比为,指构件截面上平均剪应力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值,用以反映构件截面上承受名义剪应力的大小。限制梁柱的剪压比,主要是为了防止梁柱混凝土过早发生斜压破坏。22.什么是剪压比,为什么要限制剪压比?答: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。剪压比过大,混凝土会过早发生

39、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。23.简述确定水平地震作用的振型分解反应谱法的主要步骤(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。24.结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。概念设计包含极为广泛的内容,选择对抗震有利的结构方案和布置,采取减少扭转和加强抗扭刚度的措施,设计延性结构和延性结构构件,分析结构薄弱部位,并采取相应的措施,避免薄弱层过早破坏,防

40、止局部破坏引起连锁效应,避免设计静定结构,采取二道防线措施等等。应该说,从方案、布置、计算到构件设计、构造措施每个设计步骤中都贯穿了抗震概念设计内容。25.延性和延性比是什么?为什么抗震结构要具有延性?延性是指构件和结构屈服后,具有承载力不降低或基本不降低、且有足够塑性变形能力的一种性能。 构件延性比:对于钢筋混凝土构件,当受拉钢筋屈服后,进入塑性状态,构件刚度降低,随着变形迅速增加,构件承载力略有增大,当承载力开始降低,就达到极限状态。延性比是极限变形与屈服变形的比值。结构延性比:对于一个钢筋混凝土结构,当某个杆件出现塑性铰时,结构开始出现塑性变形,但结构刚度只略有降低;当塑性铰达到一定数量

41、以后,结构也会出现“屈服现象”即结构进入塑性变形迅速增大而承载力略微增大的阶段,是“屈服”后的联塑性阶段。结构的延性比通常是指达到极限时顶点位移与屈服时顶点位移的比值。26.怎样保证框架梁柱节点的抗震性能? 如何进行节点设计?答:节点抗震设计原则:节点的承载力不应低于其连接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节点配筋不应使施工过分困难。框架柱抗震设计原则:强柱弱梁,使柱尽量不要出现塑性铰在弯曲破坏发生前不发生剪切破坏,使柱有足够的抗剪能力控制柱的轴压比不要太大加强约束,配置必要地约束箍筋。梁抗震设计原则:梁形成塑性铰后仍有抗剪承载力梁纵

42、筋去附后,塑性铰区段应有较好的延性和耗能能力妥善解决梁纵筋锚固问题。27.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时,在顶部附加水平地震作用,取 再将余下的水平地震作用分配给各质点: 结构顶部的水平地震作用为和之和28.什么是楼层屈服强度系数,怎样确定结构薄弱层或部位?答

43、: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,楼层屈服强度系数y沿高度分布不均匀的结构,y为最小或相对较小的楼层往往率先屈服并出现较大的弹塑层间位移,其他各层层间位移相对较小且接近弹性反应的计算结果,y相对愈小,弹塑性位移侧相对愈大,这一塑性变形集中的楼层为结构的薄弱层或薄弱部位。29.分层法的基本假定:(1)忽略竖向荷载作用下框架的侧移及由侧移引起的弯矩;(2)每层梁上的竖向荷载仅对本层梁及与本层梁相连的柱的内力产生影响,而对其 它层梁、柱的内力影响忽略不计;(3)忽略梁、柱轴向变形及剪切变形。30.什么是“类共振现

44、象”?结构抗震设计中如何避免类共振的发生?类共振现象:当结构的基本自振周期与场地自振周期接近或相等时,结构的地震反应最大,使建筑灾害加大。设计时,应使结构的自振周期远离场地的卓越周期。31什么是“鞭梢效应”?用底部剪力法计算地震作用时如何考虑“鞭梢效应”的影响?当建筑物有突出屋面的小建筑,由于该部分的质量和刚度突然变小,使得突出屋面的地震反应特别强烈,其程度取决于突出物与建筑物的质量比和刚度比,以及场地条件等。采用底部剪力法时,宜乘以增大系数,不应往下传递,但与该突出部分相连的构件应予计入。32.简述框架节点抗震设计的基本原则。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

45、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。33简述钢筋混凝土结构房屋的震害情况。共振效应引起的震害;结构布置不合理引起的震害;柱、梁和节点的震害;填充墙和抗震墙的震害34.建筑场地覆盖层厚度的确定,应符合下列要求:一般情况下,应按地面至剪切波速大于500m/s的土层顶面的距离确定。当地面5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速2.5倍的土层,且其下卧岩土的剪切波速均不小于400m/s时,可取地面至该土层顶面的距离作为覆盖层厚度。剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体,应视同周围土层。土层中的火山岩硬夹层,应视为刚体

46、,其厚度应从覆盖土层中扣除。 35.工程结构抗震设防的三个水准是什么?如何通过两阶段设计方法来实现? 答:抗震设防的三个水准 :第一水准: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仍可继续使用;第二水准: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; 第三水准:当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。两阶段设计方法:第一阶段设计:对结构和构件进行多遇地震作用下的承载能力验算和弹性变形验算;第二阶段设计:对有明显薄弱层的不规则部位和有特殊要求的结构进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算并采取相

47、应的构造措施。36.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

48、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。7、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。38.什么是小震、中震和

49、大震。答:小震指该地区50年内超越概率约为63.2%的地震烈度,即众值烈度,又称为多遇地震。 中震指该地区50年内超越概率约为10%的地震烈,又称为基本烈度或设防烈度。 大震指该地区50年内超越概率为2%3%左右的地震烈度,又为称为罕遇地震。39.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

50、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。40.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: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。除上述结构以外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱法。特别不规则的建筑、

51、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。 41。框架梁抗震设计时应遵循的原则?如何在设计中实现“强剪弱弯”?答: 强柱弱梁,梁端先于柱出现塑性铰,同时塑性铰区段有较好的延性和耗能能力强剪弱弯,梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力强节点、强锚固,妥善解决梁纵筋锚固问题为保证强剪弱弯,应使构件的受剪承载力大于构件弯曲屈服时实际达到的剪力值,对一、二、三级框架梁,梁端截面组合的剪力设计值调整为: 42.简述“强柱弱梁”的概念以及实现“强柱弱梁”的主要措施 答: 强柱弱梁概念为使梁端先于柱端产生塑性铰,控制构件破坏的先后顺序,形成合理的破坏机制。 在截面抗震验算中,为保证强柱弱梁,建

52、筑抗震设计规范规定: 对一、二、三级框架的梁柱节点处,(除框架顶层和柱轴压比小于0.15及框支梁与框支柱的节点外),柱端组合的弯矩设计值应符合: 其中为柱端弯矩增大系数,(一级为取1.4,二级取1.2,三级取1.1)43.简述提高框架梁延性的主要措施? 答:(1)“强剪弱弯”,使构件的受剪承载力大于构件弯曲屈服时实际达到的剪力值,以保证框架梁先发生延性的弯曲破坏,避免发生脆性的剪切破坏; (2)梁端塑性铰的形成及其转动能力是保证结构延性的重要因素:一方面应限制梁端截面的纵向受拉钢筋的最大配筋率或相对受压区高度,另一方面应配置适当的受压钢筋 (3)为增加对混凝土的约束,提高梁端塑性铰的变形能力,

53、必须在梁端塑性铰区范围内设置加密封闭式箍筋,同时为防止纵筋过早压屈,对箍筋间距也应加以限制。 (4)对梁的截面尺寸加以限制,避免脆性破坏。 44.什么是地基液化现象?影响地基液化的因素?答:饱和的粉土和砂土,地震时由于颗粒之间的孔隙水不可压缩而无法排出,使得孔隙水压力增大,土体颗粒的有效垂直压应力减小,颗粒局部或全部处于悬浮状态,土体的抗剪强度接近于零,呈现出液态化的现象。影响因素: 土层的地质年代:地质年代越古老,越不易液化土的组成:级配良好的砂土不易液化粉土中粘粒含量超过一定限值时,不易液化土层的相对密度:土层的相对密度越大,越不易液化土层的埋深:埋深越大,越不易液化地下水位的深度:地下水

54、位越深,越不易液化地震烈度和地震持续时间:烈度越高,持续时间越长,越易液化45.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?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 措施:建筑平面布置应简单规整 质量中心和刚度中心应尽量一致 对复杂体型的建筑物应予以处理 46.抗震设计时,为什么要对框架梁柱端进行箍筋加密?答: 梁柱端箍筋加密:加强对混凝土的约束,提高梁柱端塑性铰的变形能力, 提高构件的延性和抗震性能,同时避免纵筋的受压屈曲47. 钢筋混凝土框架房屋因建筑、结构布置不当产生的震害有哪些表现?引起震害的原因是什么? 答:(1)建筑平面形状复杂,由于扭转效应、应力集中震害加重(2)房屋立面凹进凸出,可导致建筑物竖向质量和刚度突变,使结构某些部位的地震反应过于剧烈,加重震害(3)房屋高宽比较大,底层框架柱可能因地震倾覆力矩引起的巨大压力或拉力而发生剪压或受拉破坏(4)防震缝设置不当,若防震缝宽度不够,相邻建筑物易发生碰撞而造成破坏(5)结构物在平面质量与刚度分布不均匀(如抗侧力构件分布不恰当),使房屋质量中心与刚度中心不重合,引起扭转作用和局部应力集中,加重震害(6)结构物沿竖向质量与刚度分布不均

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