王社良版《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》課后思考題全解

第一章緒 論地震按其成因分為哪幾種類型？按其震源的深淺又分為哪幾種類型？構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震和誘發(fā)地震。深淺：構(gòu)造地震可分為淺源地震d<60km〕(60300km(>300km)什么是地震波？地震波包含了哪幾種波？各種地震波各自的傳播特點(diǎn)是什么？對(duì)地面和建筑物的影響如何？動(dòng)以波的形式從震源向各個(gè)方向傳播并釋彈性波，分為體波〔地球內(nèi)部傳播、面波〔地球外表傳播。體波：分為縱波〔p波：在傳過(guò)程中，其介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的前進(jìn)向全都。特點(diǎn)是：周期短，振幅?。挥绊懀核沟孛姘l(fā)生上下振動(dòng)，破壞性較弱。橫波s波：在傳播過(guò)程中，其介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的前進(jìn)方向垂直。特點(diǎn)是：周期長(zhǎng)，振幅大。影響：它使地面發(fā)生前后、左右抖動(dòng)，破壞性較強(qiáng)面波：分為洛夫波〔L波〕：傳播時(shí)將質(zhì)點(diǎn)在與波前進(jìn)方向相垂直的水平方向上破壞的主要因素。地震波的傳播速度：縱波＞橫波＞面波橫波、面波：地面震驚猛烈、破壞作用大。地震波在傳播過(guò)程中能量衰減：地面振動(dòng)減弱、破壞作用漸漸減輕。向地球內(nèi)部及表層各處傳播開(kāi)去，形成了連續(xù)介質(zhì)中的彈性波。什么地震震級(jí)？什么是地震烈度和根本烈度？什么是抗震設(shè)防烈度？〔度：就是指指地面及房屋等建筑物受地震破壞的程度。什么是多遇地震和罕遇地震？63％的地震烈度值。502％～3％的地震烈度。什么是地震、地震作用、震源、震中距、烈度、震級(jí)、震中？緩慢積存的能量突然釋放而引起的地球表層的振動(dòng)。震源：地球內(nèi)部斷層錯(cuò)動(dòng)并輻射地震波的部位。震中距：地面某處至震中的水平距離。震中：震源在地面上的投影點(diǎn)。：表示一次地震本身強(qiáng)弱程度和大小的尺度。它以地震釋放的能量為尺度，依據(jù)地震儀記錄到的地震波確定。地震強(qiáng)度由震級(jí)和烈度來(lái)反映。類建筑物患病一次地震影響的強(qiáng)震后引起后果的一種標(biāo)度。地震烈度與震級(jí)：一次地震，表示地震大小的震級(jí)只有一個(gè)由于同一次地震對(duì)不同地點(diǎn)的影響不一樣遠(yuǎn)近會(huì)消滅多種不同的烈度。地震作用：地震引起的作用于建筑物上的動(dòng)荷載。建筑的抗震設(shè)防類別分為哪幾類？分類的作用是什么？依據(jù)建筑使用功能的重要性，按其受地震破壞時(shí)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)》將建筑分為甲乙丙丁四類：時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)峻次生災(zāi)難的建筑乙類建筑：地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的建筑，類以外的一般建筑。丁類建筑：抗震次要建筑。什么是建筑抗震概念設(shè)計(jì)？它主要包括哪幾方面內(nèi)容？指依據(jù)地震災(zāi)難和工程閱歷等所形成的根本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想理抗震構(gòu)造體系，合理利用構(gòu)造延性重視非構(gòu)造延性，確保材料和施工質(zhì)量。在建筑抗震設(shè)計(jì)中，是如何實(shí)現(xiàn)“三水準(zhǔn)”設(shè)防要求的？抗震設(shè)防的“三水準(zhǔn)”：即“不震不壞，中震可修，大震不倒”。這一抗震設(shè)防目標(biāo)亦為我國(guó)《抗震標(biāo)準(zhǔn)》所承受。三水準(zhǔn)設(shè)防的設(shè)防要求：規(guī)定的設(shè)防烈度的地震影響時(shí)損壞或不需要修理仍可連續(xù)使用；規(guī)定的設(shè)防烈度的地震影響時(shí)〔包括構(gòu)造和非構(gòu)件可能有肯定損產(chǎn)設(shè)備經(jīng)一般修理或不需要修理仍可連續(xù)使用；設(shè)防烈度的預(yù)估罕遇地震影響時(shí)或發(fā)生危及生命的嚴(yán)峻破壞?！皟呻A段設(shè)計(jì)方法”第一階段設(shè)計(jì)：是在方案布置符合抗震設(shè)計(jì)原則的前提構(gòu)造在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng)載效應(yīng)按肯定的組合原則組對(duì)構(gòu)件截面進(jìn)展抗震設(shè)計(jì)或驗(yàn)證必要的強(qiáng)驗(yàn)構(gòu)造的彈性變這一階段設(shè)計(jì)滿足第一水準(zhǔn)的抗震設(shè)〔罕遇地震〕驗(yàn)算構(gòu)造薄弱部位的彈塑性變形，對(duì)特別重要的建筑和地震時(shí)易倒塌的構(gòu)造除進(jìn)展第一階段的設(shè)計(jì)還要按第三水應(yīng)的構(gòu)造措施，以滿足第三水準(zhǔn)的設(shè)防要求〔大震不倒。場(chǎng)地、地基和根底場(chǎng)地土的分類打算分？場(chǎng)地土是指建筑場(chǎng)地范圍組成和堅(jiān)對(duì)建筑物震害的影響也不同。一般地分為堅(jiān)硬土或巖石，中硬土，中軟土，脆弱土驗(yàn)算？砌體房屋；地基主要受力層范圍內(nèi)不存在脆弱粘性土層的以下建筑：一般的單層廠房和單層空曠房屋；不超8層25m根底荷載2〕項(xiàng)相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣軓S房。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可不進(jìn)展上部構(gòu)造抗震驗(yàn)算的建筑。怎樣確定地基土的抗震承載力？載力驗(yàn)算：承受“擬靜力法”pmax1.2faEpfaEpmax1.2faEpfaE式中：p 根底底面平均壓力〔kPa)根底底面邊緣最大壓力(kPa)faE 地基土抗震允許承載力底面不宜消滅拉應(yīng)根底底面與地基土之間零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)超過(guò)根底底面面積15%。什么是場(chǎng)地土的液化？怎樣判別？影響液化的因素有哪些？抗液化措施，液化對(duì)建筑物有哪些危害？飽和砂土或粉土在猛烈顆粒之間將產(chǎn)生相對(duì)顆粒構(gòu)造有變密的趨勢(shì)這時(shí)時(shí)間而受到擠壓則交將使孔隙水壓力急劇結(jié)果使砂土顆粒局部或全部處于場(chǎng)地土的液化。處于地下水位以下的飽和砂土和粉土的土顆粒構(gòu)造受到地震作用時(shí)將趨于密壓力急劇臨時(shí)間這種急劇壓壓壓力完全消逝時(shí)顆粒處于懸態(tài)這時(shí)強(qiáng)度而顯這種現(xiàn)為液化。液化的宏觀標(biāo)志是在地表消滅噴砂冒水。土層的地質(zhì)年月和組成土層的相對(duì)密度地震烈度和地震持續(xù)時(shí)間抗液化措施：性接頭危害：地面開(kāi)裂下沉使建筑物產(chǎn)生過(guò)度下沉或整體傾斜，不均勻沉降引起建筑物上部構(gòu)造破壞，使梁板等構(gòu)件及其節(jié)點(diǎn)破壞，使整體開(kāi)裂和建筑物體型變化處開(kāi)裂。液化判別和處理的一般原則：對(duì)液化敏感的乙類7別和處理！層應(yīng)依據(jù)建筑的抗震設(shè)防類別級(jí)結(jié)合具體狀況實(shí)行相應(yīng)的措施。為了削減判別場(chǎng)飽和砂土液化的判別可分為兩步進(jìn)別和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別經(jīng)初步判別定為不液化或不考慮液化影響的場(chǎng)地土，原則上可不進(jìn)展標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的判別。別主要是依據(jù)以地質(zhì)層厚度等作為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別則是依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)結(jié)特地的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備并依據(jù)規(guī)定的試驗(yàn)方法在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)展試驗(yàn)。當(dāng)?shù)孛嫦?5m準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)的臨界Ncr時(shí)應(yīng)判別為則即為別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)的臨界Ncr應(yīng)依據(jù)規(guī)定的公式計(jì)算。等效剪切波速：假設(shè)計(jì)算深度范圍內(nèi)有多層土層，則依據(jù)計(jì)算深度范圍內(nèi)各土層剪切波速加權(quán)平均得到的土層剪切波速即為等效剪切波速。地基土抗震承載力：地基土抗震承載力ζa數(shù)，fa為深寬修正后的地基承載力特征值。 2.8場(chǎng)地掩蓋定義：一般狀況下，可取地面到剪切波速大于500m/s的堅(jiān)硬土層或巖層頂?shù)木嚯x。什么是土層等效剪切波速？其作用是什么？如何計(jì)算？1〕反映各土層的綜合剛度，其值可依據(jù)地震波通過(guò)計(jì)算深度范圍內(nèi)各土層的總時(shí)間等于該波通過(guò)同一計(jì)算深度的單一折算土層所需的時(shí)間求得。2〕反映各土過(guò)同一計(jì)算深度的單一折算土層所需的時(shí)間求得。場(chǎng)地的卓越周期？確定卓越周期的意義？地表震驚頻度-周期關(guān)系曲線上頻度最大值對(duì)應(yīng)的周期稱為場(chǎng)地的卓越周期。意義：在建筑抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)使建筑物的自振周期避開(kāi)場(chǎng)地的卓越周期，以避開(kāi)發(fā)生共振現(xiàn)象。自振周期和卓越周期Tg對(duì)構(gòu)造的震害有什么影響？〔簡(jiǎn)答題〕構(gòu)造的自振周期顧名思義是反映構(gòu)造的動(dòng)力特性，與構(gòu)造的質(zhì)量及剛度有關(guān)，對(duì)單對(duì)于多自由度就有同模型中承受的自由度一樣的周期個(gè)數(shù)，周期最大的為根本周期，設(shè)計(jì)用的主要參考數(shù)據(jù)！線標(biāo)地震震級(jí)，震源機(jī)制〔包括震源深度、震中距等地震本身方面的影響，同時(shí)也反映了場(chǎng)地的特性；如脆弱土層的厚度，類型等場(chǎng)地類別。第三章構(gòu)造地震反響分析與抗震驗(yàn)算地震作用的概念、特點(diǎn)和影響因素？定義釋集中地面運(yùn)動(dòng)處于靜止的建筑物受到動(dòng)力作用而產(chǎn)生猛烈振動(dòng)動(dòng)過(guò)程中作用在構(gòu)造上的慣性力就是地震作用。(以前稱為地震荷載)特點(diǎn)：不是直接作用在構(gòu)造上，屬于間接作用；不僅取決于地震烈度、設(shè)計(jì)地震分組和場(chǎng)地類別等地震特性，還與構(gòu)造的動(dòng)力特性〔自振周期、阻尼等〕親熱相關(guān)。影響因素：級(jí)，地震時(shí)間，地形，地質(zhì)，房屋構(gòu)造，人口密度，天氣等等什么是加速度反響譜曲線？定義:單自由度體系在給定地震驚作用下某種反響量的最大值與體系自振周期之間的關(guān)系曲線.性質(zhì)：加速度反響譜曲線為一多峰點(diǎn)曲線。當(dāng)阻尼比為0時(shí)，加速度反方譜的越小，曲線越平滑。構(gòu)造周期的規(guī)律：對(duì)于加速度反響譜構(gòu)造周期小于某個(gè)值時(shí)幅值隨周期急劇值時(shí)，快速下降。什么是等效總重力荷載Geq？怎樣確定？所謂等效總重力荷載,對(duì)于多質(zhì)點(diǎn)體系來(lái)說(shuō),就是總重力荷載代表值乘以等效0.85。G G

(n G H )i ii1

0.85eq

G H 2 n Gii1 i10.75s時(shí)，此系數(shù)可近似取為0.85。明顯，對(duì)于單質(zhì)點(diǎn)體系，此系數(shù)取1.在使用底部剪力法計(jì)算地震作用的構(gòu)造的根本周標(biāo)準(zhǔn)》即規(guī)c0.85.構(gòu)造等效總重力荷載確定如：Gep=0.85∑Gi3.43.4重力荷載代表值：構(gòu)造抗震設(shè)計(jì)時(shí)的根本代表值，是構(gòu)造自重〔永久荷載〕和有關(guān)可變荷載的組合值之和3.5簡(jiǎn)述確定水平地震作用的振型分解反響譜法的主要步驟。4將這些效應(yīng)進(jìn)展組合，以求得構(gòu)造的地震作用效應(yīng)。3.6考慮豎向地震力：89度區(qū)的大跨構(gòu)造、長(zhǎng)懸臂構(gòu)造，以及9度區(qū)的高層建筑。3.73.7鞭梢效應(yīng)，地震作用效應(yīng)會(huì)增大。第四章建筑抗震概念設(shè)計(jì)何謂“抗震概念設(shè)計(jì)”？“概念設(shè)計(jì)”與計(jì)算設(shè)計(jì)有何不同？概念設(shè)計(jì)需要輔以必要的計(jì)算設(shè)計(jì)。砼框架體系構(gòu)造抗震設(shè)計(jì)中如何考慮填充墻的影響？使構(gòu)造抗側(cè)移剛增大，增加的幅度可達(dá)30%-50%.構(gòu)造墻他分水平地震剪力，反而使框架所擔(dān)當(dāng)?shù)臉菍拥卣鸺袅p小。由于砌體填充墻具有較大的抗側(cè)移剛變構(gòu)造的抗震側(cè)移幅值，相對(duì)墻具有很大的初期剛較大加速度脈沖時(shí)墻變形及墻面裂縫的輸墻在這道抗震防線的主力構(gòu)件，使框架退居為其次道防線。第五章多層和高層鋼筋混凝土構(gòu)造框架構(gòu)造的側(cè)移計(jì)算包括哪幾個(gè)方面？構(gòu)造布置及構(gòu)件截面尺寸確定——計(jì)算簡(jiǎn)圖——荷載計(jì)算——重力荷載代表值計(jì)算強(qiáng)度計(jì)算——變形驗(yàn)算——構(gòu)造措施等框架構(gòu)造抗震設(shè)計(jì)的根本原則是什么？鋼筋混凝土框架構(gòu)造宜對(duì)稱布置。應(yīng)應(yīng)小于構(gòu)件斜截面的極限剪力，即強(qiáng)剪弱彎”鋼筋混凝土框架的梁、柱構(gòu)件之間應(yīng)設(shè)置成“強(qiáng)柱弱梁梁柱節(jié)點(diǎn)的承載力宜大于梁、柱構(gòu)件的承載力。即”強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”。構(gòu)造破壞機(jī)制：總體機(jī)制、樓層機(jī)制首先屈服形成塑性鉸消耗地震能量，而柱在較長(zhǎng)時(shí)間里根本處于彈性狀態(tài)。調(diào)整方法調(diào)整為略大于梁端的彎矩設(shè)計(jì)值或抗彎力量。在受彎屈服前發(fā)生剪切破壞調(diào)整方法：人為地將同一桿件在地震作用組合下的剪力設(shè)計(jì)值調(diào)整為略大于按桿端彎矩設(shè)計(jì)值及梁上荷載反算出的剪力值強(qiáng)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)錨固原則：使節(jié)點(diǎn)有足夠的承載力量5.45.4簡(jiǎn)述框架節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)的根本原則。節(jié)點(diǎn)的承載力不應(yīng)低于其連接構(gòu)件的承載力；多遇地震季節(jié)點(diǎn)應(yīng)在彈性范圍內(nèi)工作；罕遇地震季節(jié)點(diǎn)承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞；梁柱縱筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)應(yīng)有牢靠的錨固；節(jié)點(diǎn)配筋不應(yīng)使施工過(guò)分困難。5.5簡(jiǎn)述鋼筋混凝土構(gòu)造房屋的震害狀況。答：1.共振效應(yīng)引起的震害；2.構(gòu)造布置不合理引起的震害；3.柱、梁和節(jié)點(diǎn)的震害；4.填充墻的震害；5.抗震墻的震害。第六章多層砌體房屋多層砌體構(gòu)造房屋的計(jì)算簡(jiǎn)圖如何選取？地震作用如何確定？層間地震剪力在墻體間如何安排？計(jì)算簡(jiǎn)圖的選?。涸诮ㄖ飪蓚€(gè)主軸方向分別計(jì)算水平地震作用并進(jìn)展抗震驗(yàn)算。滿足前面規(guī)定的構(gòu)造布置要求的多層砌體構(gòu)造變形形式以層間剪切變形為主。各樓層標(biāo)高處縫所劃分的構(gòu)造單元作為計(jì)算單元。各樓層載組合值層的墻體、構(gòu)造柱重量之和。埋置淺時(shí)頂時(shí)，取室外地坪下0.5m處當(dāng)設(shè)有整體剛度很大的全地下室時(shí)頂板頂處剛度較小或?yàn)榘氲叵率視r(shí)，取為地下室室內(nèi)地坪處，此時(shí)，地下室也算作一層樓面。地震作用確實(shí)定：構(gòu)造底部總水平地震作用的標(biāo)準(zhǔn)Fek=α1Geq考慮到多層砌體構(gòu)造房屋中縱向或橫向承重墻體的數(shù)量較側(cè)移剛規(guī)對(duì)于多層砌體構(gòu)造房屋確定水平地震作用時(shí)大值，即max水平地震作用iF HiG Fii n

EKHkGk FEk

Gmax eq樓層地震剪力Vn iji

〔突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等，地震作用應(yīng)乘以地震3〕層間地震剪力Vi在墻體間的安排：層間地震剪力是作用在整個(gè)房屋某一樓層墻上去，進(jìn)而再把每道墻上的地震剪力安排到同一道墻的某一墻段上。橫向水平地震作用下層間剪力安排·橫向水平地震作用由該驗(yàn)算方向橫墻單獨(dú)承受·i層層間水平地震剪力Vi該層m墻上：縱向水平地震作用下層間剪力安排·計(jì)算方法同橫墻，由于縱向墻體的間距較小，水平剛度較大，往往可按縱墻截面面積與全部縱墻總凈截面面積的比Aim/Ai進(jìn)展安排。多層砌體構(gòu)造房屋的抗震構(gòu)造措施包括哪些方面？1.設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱設(shè)置鋼筋混凝土圈梁樓蓋、屋蓋構(gòu)件具有足夠的搭接長(zhǎng)度和牢靠的連接橫墻較少磚房的有關(guān)規(guī)定與加強(qiáng)措施墻體之間的連接加強(qiáng)樓梯間的整體性承受同一類型的根底(一)設(shè)置鋼筋混凝土芯柱1、芯柱設(shè)置部位及數(shù)量混凝土小砌塊房屋應(yīng)按下表要求設(shè)置鋼對(duì)墻較少的房屋，應(yīng)依據(jù)房屋增加一層后的層數(shù)按下表要求設(shè)置芯柱。2.芯柱截面尺寸、混凝土強(qiáng)度等級(jí)和配筋混凝土小砌塊房屋芯柱截面尺寸不宜小于120mm×120mm。芯柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)，不應(yīng)低于C20。芯柱豎向鋼筋應(yīng)貫穿墻身且與圈梁連接，插筋不應(yīng)1Φ12,7時(shí)超過(guò)五層、8時(shí)超過(guò)四層9時(shí)，插筋不應(yīng)小于1Φ14。芯柱應(yīng)500mm,500mm圈梁相連.為提高墻體抗震受剪承載力而設(shè)置的芯柱，宜在墻體內(nèi)均勻布置，最大2m。(二)砌塊房屋中替代芯柱的鋼筋混凝土構(gòu)造柱〔1〕截面與配筋構(gòu)造柱最小截面可承受190×190mm，縱向鋼筋宜承受4Φ12，箍筋間距不宜大于250mm，且在柱上下端宜適當(dāng)加密；7度時(shí)超過(guò)五層、8度時(shí)超過(guò)四層和九度時(shí)縱向鋼4Φ14，箍筋間距不應(yīng)200mm；外墻轉(zhuǎn)角的構(gòu)造柱可適當(dāng)加大截面及配筋.構(gòu)造柱與墻體的連接鄰的砌塊時(shí)宜填實(shí)，時(shí)應(yīng)填實(shí)并插筋；沿墻600mm應(yīng)設(shè)拉結(jié)鋼筋網(wǎng)片，每深入墻1m。構(gòu)造柱與圈梁的連接