建筑结构抗震设计课后习题答案样本Word格式.docx
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普通状况下,仍应按本地区抗震设防烈度拟定其地震作用。
3.如何理解小震、中震与大震?
小震就是发生机会较多地震,50年年限,被超越概率为63.2%;
中震,10%;
大震是罕遇地震,2%。
4、概念设计、抗震计算、构造办法三者之间关系?
建筑抗震设计涉及三个层次:
概念设计、抗震计算、构造办法。
概念设计在总体上把握抗震设计基本原则;
抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段;
构造办法则可以在保证构造整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算成果有效性。
她们是一种不可割裂整体。
5.试讨论构造延性与构造抗震内在联系。
延性设计:
通过恰当控制构造物刚度与强度,使构造构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具备较大延性,从而可以通过塑性变形吸取更多地震输入能量,使构造物至少保证至少“坏而不倒”。
延性越好,抗震越好.在设计中,可以通过构造办法和耗能手段来增强构造与构件延性,提高抗震性能。
第2章场地与地基
1、场地土固有周期和地震动卓越周期有何区别和联系?
由于地震动周期成分诸多,而仅与场地固有周期T接近周期成分被较大放大,因而场地固有周期T也将是地面运动重要周期,称之为地震动卓越周期。
2、为什么地基抗震承载力不不大于静承载力?
地震作用下只考虑地基土弹性变形而不考虑永久变形。
地震作用仅是附加于原有静荷载上一种动力作用,并且作用时间短,只能使土层产生弹性变形而来不及发生永久变形,其成果是地震作用下地基变形要比相似静荷载下地基变形小得多。
因而,从地基变形角度来说,地震作用下地基土承载力要比静荷载下静承载力大。
此外这是考虑了地基土在有限次循环动力作用下强度普通较静强度提高和在地震作用下构造可靠度容许有一定限度减少这两个因素。
3、影响土层液化重要因素是什么?
土类型、级配和密实限度
土初始应力状态(地震作用时,土中孔隙水压力等于固结水压力是产生土体液化必要条件)
震动特性(地震强度和持续时间)
先期振动历史
或者:
土层地质年代;
土颗粒构成及密实限度;
埋置深度、地下水;
地震烈度和持续时间。
第3章构造地震反映分析与抗震计算
1、构造抗震设计计算有几种办法?
各种办法在什么状况下采用?
底部剪力法、振型分解反映谱法、时程分析法、静力弹塑性法
高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀构造,以及近似于单质点体系构造,可采用底部剪力法等简化办法。
除外建筑构造,宜采用振型分解反映谱法。
特别不规则建筑、甲类建筑和表3—10所列高度范畴高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下补充计算,可取多条时程曲线计算成果平均值与振型分解反映谱法计算成果较大值。
2.什么是地震作用?
什么是地震反映?
地震作用:
构造所受最大地震惯性力;
地震反映:
由地震动引起构造内力、变形、位移及构造运动速度与加速度等统称为构造地震反映。
是地震动通过构造惯性引起。
3、什么是地震反映谱?
什么是设计反映谱?
它们有何关系?
地震反映谱:
为便于求地震作用,将单自由度体系地震最大绝对加速度、速度和位移与其自振周期T关系定义为地震反映谱。
设计反映谱:
地震反映谱是依照已发生地震地面运动记录计算得到,而工程构造抗震设计需考虑是将来发生地震对构造导致影响。
工程构造抗震设计不能采用某一拟定地震记录反映谱,考虑到地震随机性、复杂性,拟定一条供设计之用反映谱,称之为设计反映谱。
设计抗震反映谱和实际地震反映谱是不同,实际地震反映谱可以详细反映1次地震动过程频谱特性,而抗震设计反映谱是从工程设计角度,在总体上把握具备某一类特性地震动特性。
地震反映谱为设计反映谱提供设计根据。
4、计算地震作用时构造质量或重力荷载应如何取?
质量:
持续化描述(分布质量)、集中化描述(集中质量);
进行构造抗震设计时,所考虑重力荷载,称为重力荷载代表值。
构造重力荷载分恒载(自重)和活载(可变荷载)两种。
活载变异性较大,国内荷载规范规定活载原则值是按50年最大活载平均值加0.5~1.5倍均方差拟定,地震发生时,活载不一定达到原则值水平,普通不大于原则值,因而计算重力荷载代表值时可对活载折减。
抗震规范规定:
。
5、什么是地震系数和地震影响系数?
它们有什么关系?
……(3-41)
其中—地震系数,通过地震系数可将地震动振幅对地震反映谱影响分离出来,是拟定地震烈度一种定量指标。
—动力系数。
α为地震影响系数,是多次地震作用下不同周期T,相似阻尼比ζ抱负简化单质点体系构造加速度反映与重力加速度之比。
6、为什么软场地>
硬场地?
为什么远震>
近震?
场地特性周期是依照覆盖层厚度d和土层等效剪切波速Vs按公式T=4d/Vs计算周期,而软场地Vs不大于硬场地Vs,远震Vs不大于近震Vs,故之。
7、普通构造应进行哪些抗震验算?
以达到什么目?
为满足“小震不坏中震可修大震不倒”抗震规定,规范规定进行下列内容抗震验算:
多遇地震下构造容许弹性变形验算,以防止非构造构件(隔墙、幕墙、建筑装饰等)破坏。
多遇地震下强度验算,以防止构造构件破坏。
罕遇地震下构造弹塑性变形验算,以防止构造崩塌。
“中震可修”抗震规定,通过构造办法加以保证。
8、构造弹塑性地震位移反映普通应采用什么办法计算?
什么构造可采用简化办法计算?
逐渐积分法。
其简化办法合用于不超过12层且层刚度无突变钢筋混凝土框架构造和填充墙钢筋混凝土框架构造、不超过20层且层刚度无突变钢框架构造及单层钢筋混凝土柱厂房。
9、什么是楼层屈服强度系数?
如何计算?
楼层屈服强度系数ξy为按构件实际配筋和材料强度原则值计算楼层i抗剪承载力和按罕遇地震作用下楼层i弹性地震剪力比值。
ξy计算:
。
10、如何判断构造薄弱层和部位?
对于沿高度分布不均匀框架构造,在地震作用下普通发生塑性变形集中现象,即塑性变形集中发生在某一或某几种楼层(图3-36),发生部位为最小或相对较小楼层,称之为构造薄弱层。
因素是,较小楼层在地震作用下会率先屈服,这些楼层屈后将引起卸载作用,限制地震作用进一步增长,从而保护其她楼层不屈服。
鉴别:
对于沿高度分布均匀框架构造,分析表白,此时普通构造底层层间变形最大,因而可将底层当做构造薄弱层。
对于沿高度分布不均匀框架构造,取该系数最小楼层。
对于单层钢筋混凝土柱厂房,薄弱层普通出当前上柱。
多层框架构造楼层屈服强度系数沿高度分布均匀与否,可通过参数a鉴别。
11、哪些构造需要考虑竖向地震作用?
设防烈度为8度和9度区大跨度屋盖构造,长悬臂构造,烟囱及类似高耸构造和设防烈度为9度区高层建筑,应考虑竖向地震作用。
12、为什么抗震设计截面承载力可以提高?
地震作用时间很短,迅速加载时,材料强度会有所提高。
进行构造抗震设计时,对构造构件承载力加以调节(提高),重要考虑下列因素:
动力荷载下材料强度比静力荷载下高;
地震是偶尔作用,构造抗震可靠度规定可比承受其她荷载可靠度规定低。
13、进行时程分析时,如何选用地震波?
P86
最佳选用本地历史上强震记录,如果没有这样记录,也可选用震中距和场地条件相近其她地区强震记录,或选用重要周期接近场地卓越周期或其反映谱接近本地设计反映谱人工地震波。
第4章多层砌体构造抗震
1、如何理解多层砖房震害普通规律?
1.刚性楼盖房屋,上层破坏轻、下层破坏重;
柔性楼盖房屋,上层破坏重、下层破坏轻;
•2.横墙承重房屋震害轻于纵墙承重房屋;
•3.坚实地基上房屋震害轻于软弱地基和非均匀地基上震害;
•4.预制楼板构造比现浇楼板构造破坏重;
•5.外廊式房屋往往地震破坏较重;
•6.房屋两端、转角、楼梯间、附属构造震害较重。
2、如何考虑多层砌体构造抗震垂直地震作用?
普通来说,垂直地震作用对多层砌体构造所导致破坏比例相对较小。
P98/
3、在多层砌体中设立圈梁作用是什么?
①加强纵横墙连接,加强整个房屋整体性;
②圈梁可箍住楼盖,增强其整
体刚度;
③减小墙体自由长度,增强墙体稳定性;
④可提高房屋抗剪强
度,约束墙体裂缝开展;
抵抗地基不均匀沉降,减小构造柱计算长度。
4、如何理解底部框架房屋底部框架设计原则?
因底部刚度小,上部刚度大,竖向刚度急剧变化,抗震性能较差。
为了防止底部因变形集中而发生严重震害,在抗震设计中必要在构造底部加设抗震墙,不得采用纯框架布置。
采用两道防线思想进行设计,即在构造弹性阶段,不考虑框架柱抗剪贡献,而由抗震墙承担所有纵横向地震剪力。
在构造进入弹塑性阶段后,考虑到抗震墙损伤,由抗震墙和框架柱共同承担地震剪力。
第5章钢混构造抗震
1、什么是刚度中心?
什么是质量中心?
应如何解决好两者关系?
刚心就是指构造抗侧力构件中心,也就是各构件刚度乘以距离除以总刚度;
质心就是指构造各构件质量中心;
质心和刚心离越近越好,最佳是重叠,否则会产生比较大扭转反映。
由于地震引起惯性力作用在楼层平面质量中心,而楼层平面抗力则作用在其刚度中心,两者作用线不重叠时就会产生扭矩,其值等于两者作用线之间距离乘以楼层惯性力值。
2、总水平地震作用在构造中如何分派?
其中用到哪些假定?
依照各柱或各榀抗侧力平面构造抗侧刚度进行地震作用引起层剪力分派。
假定地震沿构造平面两个主轴方向作用于构造;
假定楼层屋盖在其平面内刚度为无穷大。
3、多高层钢筋混凝土构造抗震级别划分根据是什么?
有何意义?
依照烈度、构造类型和房屋高度将抗震级别划分为四级,一级最高。
划分目是控制钢筋混凝土级别及用量,导致不必要挥霍和局限性。
4、为什么要限制框架柱轴压比?
当n较小时,为大偏心受压构件,呈延性破坏;
当n较大时,为小偏心受压构件,受压边砼先达到极限压应变,呈脆性破坏。
并且当轴压比较大时,箍筋对延性影响变小,为保证地震时柱延性,故限之。
5、抗震设计为什么要满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱杆件”原则?
如何满足这些原则?
6、框架构造在什么部位应加密箍筋?
有何作用?
在梁中有集中荷载地方,在梁两端,柱上下端均需要加密箍筋。
梁端箍筋加密:
保证梁端塑性铰区抗剪强度;
约束混凝土以提高梁端塑性铰区变形能力。
柱端箍筋加密:
增长柱端截面抗剪强度;
约束混凝土以提高抗剪强度及变形能力;
为纵向钢筋提供侧向支撑,防止纵筋压曲。
7、对水平地震作用弯矩可以调幅吗?
为什么?
不应进行调幅,地震作用引起内力均不应进行调幅。
由于调幅后会减小节点和构件抗剪承载力,不安全。
8、框架节点核心区应满足哪些抗震设计规定?
1)梁板对节点区约束作用
2)轴压力
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