抗震结构设计11.doc

《抗震结构设计11.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《抗震结构设计11.doc（12页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、第一章1、地震的分类：、天然地震，（即构造地震、陷落地震、火山地震。）和诱发地震。 地震波有体波和面波， 体波分横波（周期长，振幅大，引起水平运动）和纵波（周期短振幅小，引起上下颠簸运动），面波有瑞雷波和勒夫波，传播速度，纵波最快横波次之面波最慢 ，地震动的三要素： 峰值，频谱，持续时间。震中：震源在地表的投影；(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震级相差一级，能量就要相差（32）倍之多。建筑的设计特征周期应根据

2、其所在地的（设计地震分组）和（场地类别）来确定。设计地震分组共分（3）组，用以体现（震级）和（震中距）的影响。地震的破坏作用三种表现形式：地表破坏，建筑物破坏、次生灾害（由于水坝、煤气管道、供电长在地震中破坏，造成水灾、火灾、空气污染等）建筑物破坏可由地表破坏引起，属于静力破坏，但更做的是由于地震地面运动的动力引起，属于动力破坏。抗设防：指对建筑物进行抗震设计并采取一定的抗震构造措施已达到结构抗震的效果和目的、多遇烈度：某一地区的地震烈度是一个概率事件。出现频率最多的低于基本烈度的称为多遇烈度。罕遇烈度：很少出现的高于基本烈度的大的地震烈度称为罕遇烈度。（1）基本烈度：超越概率为10%（2）多

3、遇烈度：超越概率63.2%比基本烈度小1.55度。（3）罕遇烈度：超越概率为23%，比基本烈度 高1度左右。抗震设防烈度：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。一般情况下可采用基本烈度地震随机性：小烈度的地震多，大烈度的地震少，可能发生，也可能不发生。设防的一般目标（三水准）：简称为：小震不坏 中震可修 大震不倒第一水准：遭受低于本地区设防烈度的地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需要维修可继续使用；第二水准：当遭受相当于本地区设防烈度的地震影响时，建筑物可能损坏，但在一般修理后即可恢复正常使用；第三水准：当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时，建筑物不倒塌或发生危及生命安全

4、的严重破坏。保证设防目标的方法：两阶段设计法：第一阶段，通过对多遇地震弹性地震作用下的结构截面强度验算，保证小震不坏和中震可修。第二阶段，通过对罕遇地震烈度作用下结构薄弱部位的弹塑性变形验算，并采取相应的构造措施保证大震不倒。烈度区划图：按基本烈度划分为不同的区。意义：做为抗震设计的依据。基本烈度：在50年期限内，一般场地条件下可能遭遇超越概率为10%的地震烈度值。为什么要研究场地：震害调查发现，同一烈度区，不同场地上的建筑的震害不同。因地震的大小和工程地质条件不同而不同。场地覆盖层厚度：一般意义上的覆盖层厚度：从地面到基岩顶面的距离。由于地震效应与场地有关，为了进行抗震设计，有必要对场地进行

5、分类，以便区别对待。 建筑场地的类别与场地土的类型和场地土的覆盖层厚度有关。分为I、类。软弱地基上建筑震害较重的原因1）建筑的破坏有一个过程，当建筑开裂后结构的自振周期将加大，对于坚硬场地上的建筑来，由于结构的周期将远离场地的周期，故结构的地震作用将减小2）而软弱场地上的建筑开裂后，自振周期将靠近场地的周期，使结构的地震作用进一步加大，故破坏严重。抗震措施：对软弱粘性土采用桩基和地基加固。场地土的液化现象：处于地下水位以下的饱和砂土和粉土，在地震时容易发生液化现象。原因:砂土和粉土的土颗粒结构受到地震作用时将趋于密实。这种趋于密实的作用使空隙水压力急剧上升，在地震作用的短暂时间内，孔隙水压力来

6、不及消散，使土颗粒处于悬浮状态。砂土和粉土液化时，其强度完全丧失从而导致地基失效。危害：场地液化将使建筑整体倾斜，下沉，墙体开裂，地面喷水、冒砂、裂缝等。液化导致地基失效的条件：1）、砂土或粉土的密实度低2）、地震动剧烈3）、土的微观结构的稳定性差4）、地下水位高5）、高压水不易渗透土6）、上覆非液化土层较薄，或者有薄弱部位影响液化的因素：1），土层的地质年代，古老的不易液化，新近的易液化。2），土层土粒的组成和密实度，细砂较粗砂易液化，松散的较密实的易液化。3），沙土的埋深和地下水位深度，埋深越深、地下水越深越不易液化。4），地震烈度和地震持续时间。场地液化的判别方法：初步判别、标准贯入试验

7、判别初步判别：1） 土的年代，老于第四纪晚更新世以前的土，不液化。2） 粉土的粘粒含量。7度、8度、9度分别不小于10%、13%、16%时不液化。 3）上覆非液化土层厚度和地下水位深度满足下列条件之一时，可不考虑液化。标准贯入试验判别：在地面以下15m深度范围内，对饱和砂土或粉土液化的标准贯入实验抗液化措施规范将处理措施分为三个档次，根据液化等级和建筑类别选取。这三个档次为：全部消除地基液化沉降的措施桩基、深基础、加密法、挖除液化层等。部分消除地基液化沉降的措施一定深度范围内处理，使锤击数大于临界值通过对基础和上部结构处理，减轻液化沉降的影响。第三章地震作用：是指地面震动在结构上产生动力荷载，

8、俗称为地震荷载。是间接作用地震作用效应：地震作用产生结构的内力和变形结构动力特性：结构的自振周期、阻尼、振型等。结构的地震反应：结构的 位移、速度、加速度 及内力和变形 。结构的地震反应分析：是结构在地震作用下的位移、速度、加速度 及内力和变形计算方法 （应属于结构动力学的范畴）反应谱的特征：1.加速度反应随结构自振周期增大而减小。2.位移随周期增大而增大。3.阻尼比的增大使地震反应减小。4.场地的影响，软弱的场地使地震反应的峰值范围加大。反应谱：当地面运动 及结构的阻尼 确定后，可以看出结构的反应仅与结构的自振周期 有关。对应每个T,可以得到一个反应值，将所有的反应点绘成的曲线称为影响水平地

9、震作用的因素：1、G，结构的重量（或称为重力荷载代表值）。G越大，地震作用越大。2、K，称为地震系数。表示地面震动的大小。K与烈度有关。规范根据烈度所对应的地面加速度峰值进行调整后得到。3、，称为动力系数。与结构的动力特性和外激励有关。与地震作用频率组成（场地？）有关；与结构的自振周期有关；与结构的阻尼有关。=k：a是一个无量纲的系数，称为水平地震影响系数。 抗震设计反应谱（ a谱）的特点：1）、T的区间，0 6 s。一般建筑T 都小于6.0s。2）、存在最大值，T=0.1Tg 之间， a= amax。3）、TTg后， a随T而减小。4）、T=0，=0.45 amax。T 0.1S 之间，按直

10、线增大。5）、特征周期Tg ，坚硬场地Tg 小，软 弱的场地Tg 大。6）、的大小与地震烈度（ amax）、结构的自振周期T、特征周期Tg及结构的阻尼等有关。为重力荷载代表值：计算地震作用时，采用的建筑结构的重量称重力荷载代表值 = 结构自重标准值 + yEi 可变荷载标准值 yEi为组合系数，考虑地震与可变荷载同时出现的可能性。振型分解反应谱法的过程：求多质点体系的自振频率、振型求各振型的地震作用求各振型下的地震反应效应总效应底部剪力法：总的地震作用效应与第一振型的地震剪力分布相近，用第一振型的地震剪力作为结构的地震剪力的方法称为底部剪力法。底部剪力法的适用条件和假定：适用条件：建筑高度不超

11、过40m、 以剪切变形为主、 质量和刚度沿高度分布均匀；扭转效应忽略不计。假定：位移反应以第一振型为主，为一直线。底部剪力法总思路是：首先求出等效单质点的作用力（即底部剪力），然后再按一定的规则分配到各个质点。最后按静力法计算结构的内力和变形。鞭梢作用：局部突出屋顶的小屋的地震作用效应按计算结果放大3倍，但增大的2倍不向下传递。计算地震作用有哪些方法？1)、高度40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布均匀的结构，以及近似于单质点的结构，可采用底部剪力法。2)、除上述规定的建筑外，宜采用振型分解反应谱法。3)、特别不规则的建筑，甲类建筑及高层建 筑宜采用时程分析法作补充验算。结构自振周期的计

12、算方法有：1、理论与近似的计算2、经验公式 3、试验方法等质心、刚心：当房屋的质心、刚心不重合时，即有偏心距，在水平力作用下，结构产生扭转。建筑结构抗震验算：抗震设计的过程：竖向荷载作用效应计算地震作用效应计算截面的强度计算结构的变形验算截面的强度验算，要计算荷载作用的效应和截面的强度。抗震验算时荷载作用效应：考虑结构在各种荷载作用效应下的组合。罕遇地震作用下结构的弹塑性变形验算：1、目的：防倒塌，保证大震不倒、2、验算方法：时程分析法，超过12层或甲类建筑简化方法，一般建筑自振周期的计算：能量法，折算质量法,顶点位移法,经验公式法，试验方法等。第四章“概念设计”：是根据实际的经验或试验研究所

13、得到的非常重要的定性设计原则或工程判断进行设计。概念设计包括:场地选择，建筑平立面造型，结构体系的选择，非结构构件的处理，材料的选用等。场地选择：有利地段：坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土场地、不利地段：软弱土、液化土、高耸孤立的山丘、陡坡、边坡、不均匀的土层场地等。危险地段：地震时可能滑坡、崩溃、地陷、泥石流等。发震断裂带附近、局部孤突的地形。场地选择的抗震措施：1、避开危险地带（如断裂带、滑坡、泥石流等）2、同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上。3、同一结构单元的基础不宜部分采用天然地基，部分采用桩基。4、软弱地基上的基础应加强其整体性和刚性。建筑平面立面布置的要求：1、建筑平

14、面布置：建筑物的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度变化均匀，避免楼层错层。2.建筑立面布置：建筑的质量、刚度的变化要均匀（竖向）防止出现竖向收进过大防震缝：当建筑的类型、体系、体型较复杂时，宜设置防震缝。要保证缝有足够的宽度，用缝分割的单元为独立的简单结构单元。结构材料的选择：延性系数高；“强度重力”比值大；匀质性好；正交各向同性；构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性，并能发挥材料的全部强度。结构形式依其材料抗震性能优劣而排列的顺序是：钢结构；型钢混凝土结构；混凝土-钢混合结构；现浇钢筋混凝土结构；预应力混凝土结构；装配式钢筋混凝土结构；配筋砌体结构；砌体结构等。依据对抗震结构体系的一般

15、要求，如何提高砌体结构的抗震能力？加设构造柱和圈梁是提高砌体结构房屋抗震能力的有效途径。 抗震结构体系的确定：应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；宜有多道抗震防线，应避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力； 应具备必要的强度，良好的变形能力和耗能能力；宜具有合理的刚度和强度分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中；对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。1、平面布置力求对称。（质量，刚度，强度）平面布置除了要求各向对称外，还希望能具有较大的抗扭刚度。 2、竖向布置力求均匀 结构竖向布置的关键在于，尽可能使其竖向刚度、

16、强度变化均匀，避免出现薄弱层，并应尽可能降低房屋的重心。 多道抗震防线的意义 ：一个抗震结构体系，应由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工作。如框架-抗震墙体系是由延性框架和抗震墙两个系统组成；双肢或多肢抗震墙体系由若干个单肢墙分系统组成。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部赘余度，有意识地建立起一系列分布的屈服区，以使结构能够吸收和耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复。结构的延性定义为：结构承载能力无明显降低的前提下，结构发生非弹性变形的能力。在结构抗震设计中，“结构延性”这个术语实际上有以下5层含义： 结构总体延性： 一般用结构的“顶点侧移比”或结构的“平

17、均层间侧移比”来表达； 结构楼层延性： 以一个楼层的层间侧移比来表达； 构件延性： 指整个结构中某一构件（一根框架或一片墙体）的延性； 杆件延性： 指一个构件中某一杆件（框架中的梁或柱，墙片中的连梁或墙肢）的延性。 杆件截面的延性。改善构件及结构延性的途径：（1）控制构件的破坏形态，弯曲破坏的延性远远大于剪切破坏的延性。称为：“强剪弱弯”设计原则；（2）控制框架结构的破坏机制使梁的弯曲破坏先于柱的弯曲破坏。称为：“强柱弱梁”设计原则；（3）结构构件破坏与节点破坏的关系 使构件的破坏先于节点的破坏。称为：“强节点弱构件”设计原则；（4）避免构件的锚固破坏称为：“强锚固”设计原则。（5）减小杆件轴

18、压比（N/bchcfc）轴压比是影响钢筋混凝土柱延性的一个关键性因素。 （6）高强混凝土的应用范围规范规定：9度时不宜超过C60，8度时不宜超过C70。（7）钢纤维混凝土的应用良好的抗冲击韧性和抗地震延性。（8）型钢混凝土的应用4.塑性铰：是结构进入非弹性阶段后的耗能部位。（一般框架结构出现塑性铰的理想次序和部位为梁端和柱根部，框剪结构为剪力墙连梁框架梁端及剪力墙根部，剪力墙结构为连梁集墙肢根部）5提高结构抗倒塌能力的体系措施：框架结构可以结合具体情况在关键部位设计若干特殊延性框架，也就是抗震等级提高一至二级的框架。框剪结构及剪力墙结构的抗倒塌措施主要依靠特殊延性剪力墙的合理布置及构造措施。如

19、在关键部位采用提高抗震等级的双肢活多肢有端柱约束的剪力墙等。水平地震作用的计算步骤：计算简图确定、计算及分配地震剪力、进行薄弱墙段验算。水平地震作用下框架内力计算：（1)反弯点法，反弯点法适用条件：层数较少，梁柱线刚度比大于3时。反弯点位置：上部 0.5H，底层 0.7H内力计算步骤：层间剪力分配到柱计算柱弯矩根据节点平衡计算梁弯矩。(2) D值法（改进反弯点法）考虑上下梁刚度的影响，对反弯点位置加以修正。计算步骤如下：计算各层柱的侧移刚度D a 修正系数，由梁柱线刚度比定。、计算各柱分配剪力 、确定反弯点高度y 、计算柱端弯矩竖向荷载作用下框架内力计算：分层法和弯矩二次分配法框架梁抗震设计：

20、1、设计要求及计算要点： 梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力(强剪弱弯） 设计剪力的取值。 梁筋屈服后，塑性铰区段应有较好的延性和耗能能力延性设计问题。 解决好梁筋的锚固问题（强锚固）。提高梁延性的措施：主要影响因素：截面尺寸、纵筋配筋率、剪压比、配箍率、钢筋及砼的强度。（构造设计）框架柱抗震设计原则及要点：强柱弱梁，使柱尽量不出现塑性铰柱设计弯矩的取值及计算。在弯曲破坏之前不发生剪切破坏，使柱有足够的抗剪能力柱设计剪力的取值及计算。控制柱的轴压比不要太大轴压比的限值。加强约束，配置必要的约束箍筋构造要求。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

21、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。轴压比的概念：名义轴向压应力与砼抗压强度之比 轴压比是影响柱子破坏形态和延性的主要因素之一。轴压比越大，柱子的延性越差。柱子的破坏形态也随轴压比的增大，由大偏心破坏向小偏心破坏过渡。抗震结构要求柱子有足够的延性且为大偏心破坏，故控制轴压比的限值。强柱弱梁-柱设计弯矩的取值 要求：塑性铰出现在梁上 ，为了将框架设计成强柱弱梁应可将柱的设计弯矩适当放大强剪弱弯设计剪力取值 要求：在弯曲破坏之前不发生剪切破坏加强柱端约束（构造设计）在柱端一定范围内加密箍筋。加密箍筋的作用：承担剪力；约束砼；提高抗压强度；提高变形能力；防止

22、纵向压曲砌体结构的抗震设计要求：1、 建筑平立面应规则，抗侧力墙应均匀布置2、 优先采用横墙承重和纵横墙承重方案3、 纵横墙宜均匀对称，上下左右对齐，易于传力。4、 楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处5、 对8度、9度区不规则的建筑宜设防震缝不规则建筑：立面高差在6m以上房屋有错层，且楼板高差较大结构的刚度、质量截然不同什么叫构造柱？在砌体房屋中为提高墙体的抗震能力，按构造设置的钢筋砼柱。构造柱主要作用：是对墙体起约束作用，使之有较高的变形能力，是一种有效的抗倒塌措施。什么是圈梁?砌体结构房屋中，在砌体内沿水平方向设置封闭的钢筋砼梁， 以提高房屋空间刚度、增加建筑物的整体性、提高砖石砌体的抗剪

23、、抗拉强度，防止由于地基不均匀沉降、地震或其他较大振动荷载对房屋的破坏圈梁作用： 提高房屋的整体性，使房屋形成整体箱形。 提高楼盖的刚度和整体性。 提高墙体的整体性和变形能力。 减轻地基不均匀沉降对建筑的影响。)型分解法： 6)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； (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1.结构减震控制根据是否需要外部能源输入分为被动控制，主动控制，半主动控制和混合控制等。2.隔震技术的基本思想是在房屋基础、底部或下部结构和上部结构之间设置隔震层，以以延长整个

24、结构的自震周期，减少地震波向上部结构输入，使上部结构在地震时只产生很小的振动地震响应，不致造成结构和设施的破坏，是结构被动控制的重要方法之一。隔震装置满足以下要求：隔震装置要有一定的柔度，用来延长结构周期，降低地震作用。隔震装置要有较大的消能能力，减小上部结构的相对变形，使位移限制子啊设计范围内。隔震装置应具有可变的水平刚度。隔震装置具有复位能力，使隔震结构体系在地震中可瞬时复位。隔震装置的竖向刚度应满足竖向承载力的要求。隔震装置应具有足够的抗疲劳，扛老化能力，且具有较好的耐久性和耐火性。1、结构隔震基本原理：利用隔震系统使结构物隔层上下部分分开，延长结构基本自振周期，结合适当的阻尼，使结构的

25、加速度反应大大减弱；同时结构变形主要由隔振系统承担，结构自身承担的能量小，结构自身地震破坏减小，安全性提高。2、结构消能减震作用原理：将结构中某些构件（如支撑、剪力墙等）设计成消能部件或者在结构节点或链接等部位安装阻尼器，在风和小震作用下，处于弹性状态，结构具有足够的抗侧刚度，满足正常的工作需要；在强震作用下，进入非弹性状态，消耗大量地震能量，使主体结构避免进入非弹性状态，进而保护主体结构。1. 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。2. 建筑结构抗震验算包括（截面抗震验算）和（抗震变形验算）。3. 结构的变形验

26、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）。4. 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。5. 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）。6. 地震区的框架结构，应设计成延性框架，遵守（强柱弱梁）、（强剪弱弯）、（强节点）、（强锚固）等设计原则。7. 框架结构最佳的抗震机制是（总体机制）。8. 框架体系的节点常采用（刚接）节点。9. 结构的变形缝有（伸缩缝）、（温度缝）和（沉降缝）。10. 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。11. （防

27、止倒塌）是多层砌体结构房屋抗震设计的重要问题。12. 框架-支撑体系的支撑类型有（中心支撑）和（偏心支撑）。13. 防止板件失稳的有效方法是限制它的（高厚比）。14. 屋盖体系中，应尽可能选用（有撑）屋盖。一、 简答题1. 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。1. 楼层水平地震剪力分配：横向楼层：按同一层各墙体抗侧力刚度的比例分配（刚性楼盖）按该从属面积上的重力荷载代表值的比例分配（柔性楼盖）采用以上分配结果平均值（中等刚度楼盖）纵向楼层：视为刚性楼盖同一道墙内

28、各墙段间：按其墙段的抗侧移刚度之比分配。2. 砌体结构震害特点：房屋倒塌：地层墙体抗强不足整塌；上或局部墙体抗强不足局塌；构件之间连接强度不足局失稳塌墙体的破坏：出现水平裂缝，竖缝交叉斜裂缝墙角的破坏：墙角破坏从外观上看，房屋四角以及突出部分阳角墙角上出现纵横两个方向的V形斜裂缝，严重者则发生外墙墙角部墙体局部倒塌。纵横墙连接处破坏：在垂直于纵墙的水平地震力作用下，纵墙连接处将产生较大的拉应力，出现竖向裂缝，拉脱，纵墙外闪，严重者整片外墙脱离，横墙倒塌。楼板与屋盖的破坏：预知楼板易引起楼板的局部塌落，现浇结构中将应墙体倒塌而造成破坏。楼梯间的破坏：主要是楼梯间墙体的破坏，易产生斜裂缝和交叉裂缝

29、，上层比下层震害严重。附属构件的破坏：扁端效应，破坏比主体明显。三种抗震计算方法的区别：底部剪力法是一种拟静力法，计算量最小。但因忽略了高震型的影响，且对结构的第一震型也做了简化，因此计算精度较差。震型分解反应谱法是一种拟动力方法，计算量较大，但计算精度较高，计算误差主要来自阵型组合时关于地震动随机特性的假定。时程分析法是一种完全动力方法，计算量大，而计算精度高，但时程分析方法计算的是某一确定地震动的时程反应，不像底部剪力法和阵型分解反应谱法，它考虑了不同地震动时程记录的随机性3. 各类建筑抗震设防标准的具体规定：甲类建筑在6到8类设防区应按设防烈度提高一度计算地震作用和才去抗震构造措施。当为

30、9度区时，应进行专门研究。乙类建筑按设防烈度进行抗震计算，但在抗震构造措施上提高一度考虑。丙类建筑的抗震计算与构造措施均按设防烈度考虑。丁类建筑按设防烈度进行抗震计算，但其抗震构造措施可适当降低要求。（设防烈度为6度时不再降低）4. 结构抗震验算内容：多遇地震下结构允许弹性变形验算，以防止非结构构件破坏多遇地震下强度验算，以防止结构构件破坏罕遇地震下结构的弹塑性变形验算，以防止结构倒塌。1.多高层钢筋混凝土结构房屋布置的基本原则：结构平面应力求简单规则，结构的主要扛侧力构件应对称均匀布置，尽量使结构的刚心与质心重合，避免地震时引起结构扭转及局部应力集中。结构的竖向布置，应使其质量沿高度方向均匀

31、分布，避免结构刚度突变，并应尽可能降低建筑物的重心，以保证结构的整体稳定性合理的设置变形缝加强露屋盖的整体性尽可能做到技术先进，经济合理2. 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。3. 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。

32、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。4. 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。5. 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度、类场地和9度时高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向

33、排架采用隔墙和消能减震设计的结构。6. 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。：7. 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

34、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、 当饱和沙土或饱和粉土在地面下20米深度范围内的实测标准贯入锤击数N63.5（为经杆长修正）小于液化判别标准贯入锤击数的临界值cr时，应判为可液化土。2、 框架顶层边柱的梁、柱负弯矩钢筋搭接可分别采用下列方式：抗震等级为一、二级时，宜用柱内梁内同时搭接，三、四级时宜用梁内搭接。3、 抗震规范规定：框架梁净跨与截面高度之比不宜小于4；截面相对受压区高度，一级框架梁不应大于0.25，二、三级框架梁不应大于0.35，且梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%.3、地震引

35、起的工程结构破坏主要体现，承载力不足，变形过大，结构失稳，地基失效。4、工程地质条件对震害的影响包括，局部地形条件，局部地质构造，地下水位6、天然地基的抗震验算时必须满足的两个条件是PFa，Pmax1.2Fae 4、 振型质量矩阵正交性：某一振型过程中所引起的惯性力不在其他振型上作功。即，体系按某一振型作自由振动时不会激起该体系其他振型的振动。 地表破坏表现为：地裂缝、地面下沉、喷水冒砂、滑坡等形式。8、设防标准：按其用途重要性分为：特殊设防类、重点设防类、标准设防类、适度设防类。1、结构抗震设计包括：抗震概念设计、抗震计算和验算、抗震构造措施。2、建筑体型选择包括：结构平面、立面布置。 布置

36、原则：平面形状规则、对称；竖向质量、刚度连续、均匀；避免楼板错层。 结构抗震能力是由承载力和变形能力两者共同决定，结构吸收地震能量等于结构承载力与变形能力的乘积。 小震不坏：抗震承载力验算； 大震不倒：结构延性。1、建筑场地：指建筑物所在地，在平面上大体相当于厂房、住宅小区、自然村的范围。 场地土根据土层剪切波速大小及范围分为：岩土、坚硬土、中硬土、中板土、软弱土五类。 建筑场地的影响包括：地表裂缝、地基土不均匀沉降、滑坡、粉土和砂土的液化。2、场地土：场地范围内的地基土； 覆盖层厚度：指从地面至地下基岩面的距离。 土层刚度：剪切波速的大小反应场地图的坚硬程度。 场地类别：根据土层剪切波速和覆

37、盖层厚度将场地划分为I（I0 I1）、II、III四类； 影响场地地震动因素：土层刚度、场地覆盖层厚度。3、地基土的变化：由饱和松散的砂土或粉土颗粒组成的土层，在强烈的地震下，土颗粒层部分或者处于悬浮状态，土的抗剪强度等于零，形成“液体”现象，称为地基土变化。4、通过液化指数IIE的大小将液化地基分为三类： 轻微 0 6 中等6 85、基地液化导致建筑物破坏、场地倾斜、大体积土体滑动 措施：全部消除液化沉降、部分消除液化沉降、进行基础和上部结构处理。第四章1、地震作用：在震动过程中，作用在结构体的惯性力就是地震作用，它不仅取决于地震烈度大小，而且与建筑物的动力特性（自振周期、阻尼）有关系。2、

38、加速度反应谱曲线：单质点弹性体系在一定地震作用下，最大反应加速度与体系自振周期的函数曲线。3、地震作用效应：由地震引起的结构内力、变形、位移及结构运动速度与加速度等的统称。分为地震内力反应、地震位移反应、地震加速度反应。8、结构抗震验算内容：a.多余震下结构允许弹性变形验算，以防止非结构构件破坏；b.多余地震强度验算，以防止结构构件破坏；c.罕遇地震下结构的弹塑性变形验算，以防止结构倒塌 。9、进行抗震设计时，对结构构件承载力加以调整，主要考虑：a.动力荷载下材料的强度、经历比在静力荷载下高； b.地震是偶然作用，结构的抗震可靠度要求可以承受其他荷载的可靠度要求低。1、其他结构震害中特征：房屋

39、倒塌、墙体破坏、墙角破坏、纵横墙连接处的破坏，楼板与屋盖的破坏，楼梯间的破坏，附属构件的破坏。3、水平地震作用的计算步骤：计算简图确定、计算及分配地震剪力、进行薄弱墙段验算。1多高层钢筋混凝土结构布置原则：a.结构平面应力求简单规则，结构的主要抗侧力构件应对称均匀布置，尽量使得结构的刚心与质心重合，避免地震时引起结构扭转及局部应力集中；b.结构的竖向布置，应使质量沿高度方向均匀分布、避免结构钢都突变，并应尽可能降低建筑物的重心，以保证结构的整体稳定性；c.合理设置变形缝；d.加强楼屋盖的整体性；e.尽可能做到技术先进、经济合理。2、地震的划分：钢筋混凝土房屋根据设防类别、烈度、结构类型和房屋高

40、度采用不同的抗震等级，他的划分考虑了技术要求和经济条件，并随设计方法的改进和经济水平的提高作调整，共分为四级。3、钢筋混凝土框架结构抗震计算步骤：a.第一阶段设计首先是确定符合抗震设计原则的结构方案与布置，然后根据具体情况做多遇地震下的地震作用计算、变形验算、内力分析和内力组合，最后是结构构件抗震设计计算及抗震构造措施。 b.第二阶段：罕遇地震下薄弱层弹塑性变形验算。4、框架结构抗震措施：框架梁、框架柱、框架梁柱节点。5、梁端箍筋：其除应满足梁的受剪承载力计算要求外，为了保证梁端的抗剪能力，加强对纵筋和混凝土的约束作用，防止受压钢筋过早屈曲，提高塑性铰区域的延性和转动能力，因此在梁端加密箍筋。

41、 要求：a加密区长度、箍筋最大间距、最小直径按表采用；当梁端纵向受力钢筋拉钢筋的配筋率2%，表中箍筋直径最小增大2mm。 b加密区箍筋肢距，一级不大于200mm和20倍箍筋d较大值，二三级不宜大于250mm和20d较大值，三级不宜大于300mm。7、抗震墙结构的分类：按开洞情况，整体系数和惯性矩分为：整体墙、整体小开口墙、连肢墙、壁式框架。地震按成因划分：构造地震、火山地震、陷落地震、诱发地震。构造地震分布最广，危害最大。按震源的深浅不同分：浅源地震、中源地震、深源地震。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。包含在地球内部传播的体波和只限于在地球表面传播的面波。是一种

42、弹性波。体波包括纵波和横波。纵波的传播速度要比横波的传播速度快，所以在仪器的观测记录纸上，纵波一般都先于横波到达。面波即瑞雷波（R波）和洛夫波（L波）。纵波最快，剪切波次之，面波最慢。地震现象表明，纵波使建筑物产生上下颠簸，剪切波使建筑物产生水平方向摇晃，而面波则使建筑物既产生上下颠簸又产生左右摇晃，一般是在剪切波和面波都到达时振动最为激烈。面波的能量要比体波大，所以造成建筑物和地表破坏的主要是面波。震级是表示一次地震本身强弱程度和大小的尺度。震级表示一次地震释放能量的多少，也是表示地震强度大小的指标。一次地震一个震级多个烈度.地震烈度是指地震时某一地区的地面和各类建筑物遭受到一次地震影响的平

43、均强弱程度。震源深度：震中到震源的垂直距离。震中距：建筑物到震中之间的距离。我国主要地震带有两条：南北地震带、东西地震带。6个地震活动区：1、台湾及其附近海域2、喜马拉雅山脉活动区3、南比地震带4、天山地震活动区5、华北地震活动区6、东南沿海地震活动区。概念设计主要考虑因素：场地条件和场地土的稳定性，建筑物的平、立面布置及其外形尺寸，抗震结构体系的选取、抗侧力构件的布置以及结构质量的分布，非结构构件与主体结构的关系及两者之间的锚拉，材料与施工质量等。甲类建筑：重大建筑工程和遭遇地震破坏时可能发生严重次生灾害的建筑；乙类建筑：地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑；丙类建筑：除甲乙丁类以外的一

44、般建筑；丁类建筑：抗震次要建筑。场地土类型的划分：根据常规勘探质料按其等效剪切波速或参照一般土性描述来分类，大多采用简化方法。建筑场地类别：根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度划分为4类。确定场地覆盖层厚度：一般情况下，取地面至剪切波速大于500m/s的坚硬土层或岩层顶面的距离，但当地面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层的剪切波速均不小于400m/s时，亦可取地面至该土层顶面的距离作为覆盖层厚度。地震作用下天然地基抗震验算：对于高宽比大于4的高层建筑，在地震作用下基础底面不宜出现拉应力，其他建筑基础底面与地基土之间零应力区面积不应超过基础底面面积15%。液化

45、：地震时，饱和沙土或粉土的颗粒在强烈振动下发生相对位移，从而使土的颗粒结构趋于密实，如土本身的渗透系数较小，则将使其孔隙水在短时间内未能排出而受到挤压，这将使孔隙水压力急剧上升。当空隙水压力增加到与剪切面上的法向压应力接近或相等时，沙土或粉土受到的有效压应力下降乃至完全消失。沙土颗粒局部或全部处于悬浮状态，土体的抗剪强度等于零，形成犹如液体的现象。液化的判别：初步判别、标准贯入式验判别。根据液化指数IlE来划分场地的液化等级。单桩竖向和水平向抗震承载力设计值可较静载时提高25%。场地土液化地面震害：地面喷水冒砂、地基不均匀沉陷、地裂滑坡、建筑物墙体开裂、倾覆甚至翻倒、不均匀沉降。地震系数k表示

46、地面运动的最大加速度与重力加速度之比。动力系数是单质点最大绝对加速度与地面最大加速度的比值。标准反应谱：由于地震的随机性，即使在同一地点、同一烈度，每次地震的地面加速度记录也很不一致，因此需要根据大量的强震记录算出对应于每一条强震记录的反映谱曲线，然后统计出最具有代表性的平均曲线作为设计依据。多自由度体系任意两个振型对质量矩阵和刚度矩阵有正交性。将各振型的地震作用效应以平方和开方法求得的结构地震作用效应。实际计算中，采用前2-3个振型，考虑到周期较长结构的各个自振频率比较接近，当基本自振周期大于1.5S或房屋高宽比大于5时，可适当增加参与组合的振型个数。当T11.4Tg时调整方法：将结构总地震

47、作用的一部分作为集中力作用于结构顶部，再将余下的部分按倒三角形分配给各质点。鞭端效应使得突出屋面小建筑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刚度比以及场地条件等。当采用底部剪力法计算这类小建筑的地震作用效应时，宜乘以增大系数3。扭转效应的确定：对于质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应考虑双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况下宜采用调整地震作用效应的方法来考虑结构扭转作用的影响。当考虑单向水平地震作用下的扭转地震作用效应时，采用完全二次型方根法（CQC法）。地基与结构相互作用的结果，使得地基运动和结构动力特性都发生改变，主要表现在：1、改变了地基运动的频谱组成，使得接近结构自振频率的分量获得加强，同时也改变了地基振动的加速度幅值，使其小于邻近自由场地的加速度幅值。2、由于地基的柔性，使得结构的基本周期延长。3、由于地基的柔性，有相当一部分地震能量将通过地基土的滞回作用和波的辐射作用逸散至地基，从而使