建筑工程结构抗震随堂作业主观题.doc

建筑构造抗震 随堂作业一. 解释名词1. 震级： 震级是指地震大小；是以地震仪测定每次地震活动释放能量多少来拟定。中华人民共和国当前使用震级原则，是国际上通用里氏分级表，共分9个级别，在实际测量中，震级则是依照地震仪对地震波所作记录计算出来。地震愈大，震级数字也愈大，震级每差一级，通过地震被释放能量约差32倍。由于其与震源物理特性没有直接联系，因而当前多用矩震级来表达。 2. 地震烈度：地震烈度（seismic intensity）表达地震对地表及工程建筑物影响强弱限度。（或释为地震影响和破坏限度）。是在没有仪器记录状况下，凭地震时人们感觉或地震发生后器物反映限度，工程建筑物损坏或破坏限度、地表变化状况而定一种宏观尺度。 因而烈度鉴定重要依托对上述几种方面宏观考察和定性描述。3. 抗震设防烈度：按国家规定权限批准作为一种地区抗震设防根据地震烈度。普通状况下取基本烈度。但还须依照建筑物所在都市大小，建筑物类别、高度以及本地抗震设防社区规划进行拟定。4. 罕遇地震：罕遇地震为50年超越概率为23%；罕遇地震7度约为16，9度约为24。5. 液化：液化指物质由气态转变为液态过程，会对外界放热。实现液化有两种手段，一是减少温度，二是压缩体积。由于普通气体液化后体积会变成本来几千分之一，便于贮藏和运送，因此现实中普通对某些气体（如氨气、天然气）进行液化解决，由于这两种气体临界点较低，因此在常温下加压就可以变成液体，而此外某些气体如氢、氮临界点很低，在加压同步必要进行深度冷却。6. 自振周期：自振周期是构造自身动力特性。与构造高度H,宽度B关于。当自振周期与地震作用周期接近时，共振发生，对建筑导致很大影响，加大震害。构造自振周期顾名思义是反映构造动力特性，与构造质量及刚度关于，详细对单自由度就只有一种周期，而对于多自由度就有同模型中采用自由度相似周期个数，周期最大为基本周期，设计用重要参照数据7. 底部剪力法：合用条件：（1）房屋构造质量和刚度沿高度分布比较均匀（2）房屋总高度不超过40m（3）房屋构造在地震运动作用下变形以剪切变形为主（4）房屋构造在地震运动作用下扭转效应可忽视不计依照地震反映谱理论，以工程构造底部总地震剪力与等效单质点水平地震作用相等，来拟定构造总地震作用办法。一种用静力学办法近似解决动力学问题简易办法，它发展较早，迄今依然被广泛使用。其基本思想是在静力计算基本上，将地震作用简化为一种惯性力系附加在研究对象上，其核心是设计地震加速度拟定问题。 该办法能在有限限度上反映荷载动力特性，但不能反映各种材料自身动力特性以及构造物之间动力响应，更不能反映构造物之间动力耦合关系。但是，拟静力法长处也很突出，它物理概念清晰，与全面考虑构造物动力互相作用分析办法相比，计算办法较为简朴，计算工作量很小、参数易于拟定，并积累了丰富使用经验，易于设计工程师所接受。但是，应当严格限定拟静力法使用范畴：它不能用于地震时土体刚度有明显减少或者产生液化场合，并且只合用于设计加速度较小、动力互相作用不甚突出构造抗震设计。为了克服拟静力法上述缺陷，某些学者发展了可以某些地反映土体与构造物之间动力耦合关系所谓拟动力分析法。迄今为止，已经发展了不少考虑土体-构造物动力互相作用分析办法，例如子构造法、有限元法、杂交法等。8. 轴压比：轴压比指柱（墙）轴压力设计值与柱（墙）全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值(进一步理解为：柱（墙）轴心压力设计值与柱（墙）轴心抗压力设计值之比值)。它反映了柱（墙）受压状况，建筑抗震设计规范（50011-）中6.3.6和混凝土构造设计规范（50010-）中11.4.16都对柱轴压比规定了限制，限制柱轴压比重要是为了保证柱塑形变形能力和保证框架抗崩塌能力。抗震设计时，除了预测不也许进入屈服柱外，普通但愿框架柱最后为大偏心受压破坏。箍筋对混凝土约束可以提高混凝土轴心抗压强度和混凝土受压极限变形能力。但在计算柱轴压比时，仍取无箍筋约束混凝土轴心抗压强度设计值，不考虑箍筋约束对混凝土抗压强度提高作用。9. 刚性楼盖：刚性和柔性是两个对立概念 在力学中,有刚度和柔度两个物理量与她们相应 刚度是指物体发生单位形变时所需要力大小；柔度则指物体在单位力下所发生形变大小；可以看出,刚度越大物体,其越不容易发生变形;柔度越大物体越容易发生变形. 一种抱负状态,物体刚度趋近于无穷大(或者物体受力作用其变形小到可以忽视限度),咱们就称该物体为刚体.在力学分析时,可以不考虑其自身形变. 因而,刚性是反映物体形变难以限度一种属性。刚性楼盖：合用楼盖：现浇或装配整体式钢筋混凝土楼（屋）盖计算模型：楼（屋）盖可视作支承在横墙上多跨持续梁分配办法：各横墙所承受水平地震剪力按其等效刚度比例分派考虑横墙弯曲变形和剪切变形，层间各横墙抗侧移刚度式中，E 砌体弹性模量；t 墙体厚度； 墙片高宽比，=h/bh 墙片高度；b 墙片宽度；当4时，可以为该横墙抗侧移刚度可略去不计。依照侧向位移协调条件，第i层第m道抗侧移刚度为Dim横墙所承担水平地震剪力式中，Dim第i层第m道横墙抗侧移刚度 Di第i层所有横墙总抗侧移刚度 r 第i层横墙总数若房屋某层间各横墙都属只考虑剪切变形状况，且墙体材料、厚度、层高都相似时，第i层第m道横墙所承担水平地震剪力式中，Aim第i层第m横墙净截面面积 Ai第i层所有横墙总净截面面积 柔性楼盖合用楼盖：木楼(屋)盖计算模型：楼(屋)盖视作支承在横墙上多跨简支梁分配办法：按本横墙从属面积上重力荷载代表值比例分派按从属面积上重力荷载代表值比例，i层第m道横墙所承担水平地震剪力式中，Gim第i层第m横墙所承担重力荷载代表值 Gi第i层所有横墙所承担重力荷载代表值如楼(屋)盖重力荷载为均匀分布，按从属面积比例，第i层第m道横墙所承担水平地震剪力式中，Zim第i层第m横墙从属面积 Zi第i层所有横墙总面积10. 延性：构造，构件或构件某个截面从屈服开始到达最大承载能力或到达后来而承载能力还没有明显下降期间变形能力。延性好构造，构件或构件某个截面后期变形能力大，在达到屈服或最大承载能力状态后仍能吸取一定量能量，能避免脆性破坏发生。延性是一种物理特性。其所指是，材料在受力而产生破坏之前塑性变形能力，与材料延展性关于。举例来说，金、铜、铝等皆属于有较高延性材料。脆性破坏brittle failure 构造或构件在破坏前无明显变形或其他预兆破坏类型。延性破坏ductile failure 构造或构件在破坏前有明显变形或其他预兆破坏类型。在冲击和振动荷载作用下，规定构造材料可以吸取较大能量，同步能产生一定变形而不致破坏，即规定构造或构件有较好延性。例如，钢构造材料延性好，可抵抗强烈地震而不崩塌；而砖石构造变形能力差，在强烈地震下容易浮现脆性破坏而崩塌。为此，砖石砌体构造房屋需按抗震规范规定设立构造柱和抗震圈梁，约束砌体变形，以增长其在地震作用下抗崩塌能力。钢筋混凝土材料具备双重性，如果设计合理，能消除或减少混凝土脆性性质危害，充分发挥钢筋塑性性能，实现延性构造。为此，抗震钢筋混凝土构造都要按照延性构造规定进行抗震设计，以达到抗震设防三水准规定：小震下构造处在弹性状态；中震时，构造也许损坏，但经修理即可继续使用；大震时，构造也许有些破坏，但不致崩塌或危及生命安全。二、简答题1.国内抗震设防目的中对三个地震烈度水准提出哪些详细设防规定？ 地震震害屡次表白，导致人民生命财产严重损失因素，重要是建筑物崩塌，因而抗震设计要害问题是如何防止或尽量减少建筑物在大震作用下崩塌。然而人们对普通建筑是不也许采用很大地震作用作为设计构造强度根据，那将意味着极大材料消耗，得出不经济设计，毕竟浮现很大地震超越概率是比较小。但是国内地震活动特点是震级大、重现期长，为了防止建筑物崩塌，应考虑在大震作用下抗崩塌验算，从而达到既保安全又经济合理目。 国内1989年批准建筑抗震设计规范GBJ1189，充分吸取国内外大地震经验，其防御目的采用三个水准进行设防。建筑抗震设计规范GBJ1189依照地震发生风险水平所采用三个水准如下：以50年超越概率为10%（相称于地震重现周期为475年）地震影响为基本防御目的设防烈度；以50年超越概率为63%（相称于地震重现周期为50年）地震影响为小震（多遇地震）防御目的；以50年超越概率为23%（相称于地震重现周期为24751641年）地震影响为大震（罕遇地震）防御目的。依照记录分析，“小震”比设防烈度低1.5度左右，“大震”比设防烈度大概高出1度左右。 按上述三种水准设计，在遭遇三种不同风险水平地震影响时，容许破坏限度为：当遭遇到本地区设防烈度影响时，容许建筑物有损坏，但经普通修理或不修理仍可继续使用；遭遇到高于本地区设防烈度罕遇地震影响时，容许建筑物产生永久变形但不致崩塌或发生危及生命严重破坏。上述三种水准设防可概括为“小震不坏，中震可修，大震不倒”三级设防原则。2什么是二阶段设计办法？ 第一阶段为构造设计阶段。在初步设计及技术设计时，就要按有助于抗震做法去拟定构造方案和构造布置，然后进行抗震计算及抗震构造设计。在这阶段，用相应于该地区设防烈度小震作用计算构造弹性位移和构件内力，并进行构造变形验算，用极限状态办法进行截面承载力验算，按延性和耗能规定进行截面配筋及构造设计，采用相应抗震构造办法。 第二阶段为验算阶段。某些重要或特殊构造，通过第一阶段设计后，规定用与该地区设防烈度相应大震作用进行弹塑性变形验算，以检查与否达到了大震不倒目的。3. 哪些建筑可不进行天然地基及基本抗震承载力验算？为什么？GB50011-建筑抗震设计规范规定：“抗震设防烈度为6度时，除本规范有详细规定外，对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。”下列建筑可不进行天然地基及基本抗震承载力验算：1规范规定可不进行上部构造抗震验算建筑。2、砌体房屋；3、地基重要受力层范畴内不存在软弱粘性土层下列建筑：1)普通单层厂房和单层空旷房屋；2)不超过8层且高度在25m如下普通民用框架和框架-抗震墙房屋；3)基本荷载与2)项相称多层框架厂房和多层混凝土抗震墙房屋。 软弱黏性土层指7、8、9度时，地基承载力特性值分别不大于80、100和120 kpa土层。 由于地基在地震作用下稳定性对基本构造及到上部构造内力分布是比较敏感。因而，地震时，保证地基基本始终可以承受上部构造传来竖向地震作用、水平地震作用以及倾覆力矩作用，而不发生过大沉陷或不均匀沉陷是地基基本抗震设计一种基本规定，而地基和基本抗震设计是通过选取合理基本体系、地基土抗震承载能力验算、地基基本抗震办法来保证其抗震能力，因此上述建筑不用验算。4.在采用底部剪力法计算地震作用时为什么要计算顶部附加地震作用？ 顶部附加地震作用是针对建筑顶部有局部构筑物而采用计算解决办法.(例如水箱,楼梯间),构筑物不能形成一种构造层但有明显质量与高度,在地震时要产生地震效应.因此在构造分析中采用附加地震作用来做整体构造计算.5.什么是设计反映谱？设计反映谱有哪些特点？受哪些因素影响？ 其实，反映谱可分为地震反映谱和设计反映谱 两种，工程上用得最为广泛是设计反映谱，是依照多条地震反映谱由记录办法取平均或取包络并通过人为调节最后得到。 (1).阻尼比对反映谱影响很大。(2).对于加速度反映谱，当构造周期不大于某个值时幅值随周期急剧增大，不不大于某个值时，迅速下降。(3).对于速度反映谱，当构造周期不大于某个值时 幅值随周期增大，随后趋于常数。 (4).对于位移反映谱，幅值随周期增大。运用国内海城、唐山175条水平加速度地震记录,记录分析了场地条件、震级和震中距三个因素对原则化反映谱影响,并采用“移动平均法”验证了它们关系;表白不同周期概率分布符合对数正态分布;也阐明场地条件和震级是影响国内加速度反映谱形状重要因素。工程地震理论和实践表白场地是影响震害重要因素之一。场地土对地震波放大作用是国内外地震工程界公认事实。从当前研究表白场地对地震动反映谱影响因素重要集中在如下几种方面 土层构造、覆盖层厚度、局部地质地形、土动力学参数。其中土层构造和土动力学参数作为场地力学和动力学模型重要构成某些对地震动反映谱有着十分明显影响。6. 什么是地基与构造互相作用？地基与上部构造是如何互相作用影响？ 地震时土体与上部构造是互相作用。地震时，构造受到地基传来地震婆影响产生地震作用，在进行构造地震反映分析时，普通都假定地基是刚性，事实上地基并非为刚性，故当上部地震作用通过基本反馈给地基时，地基将产生局部变形，从而引起构造移动和摆动，这种现象称为地基与构造互相作用。地震是横纵波同步浮现，因此地基与构造同步存在着剪力和轴力两种荷载，基本强度可以保证整个建筑在地震中安全性。7.什么是“概念设计”？ 为什么要进行概念设计？概念设计是由分析顾客需求到生成概念产品一系列有序、可组织、有目的设计活动，它体现为一种由粗到精、由模糊到清晰、由抽象到详细不断进化过程。概念设计即是运用设计概念并以其为主线贯穿所有设计过程设计办法。概念设计是完整而全面设计过程，它通过设计概念将设计者繁复感性和瞬间思维上升到统一理性思维从而完毕整个设计。咱们抗震防震宗旨是大震不倒（指持续崩塌）、中震可修、小震不裂。咱们建筑设计建筑施工也是这个目的。地震能量是巨大几乎难于预计，虽然咱们做一米厚以上钢筋混凝土墙来以硬对硬，不但劳民伤财，反而接受到地震能量更大。实践证明硬对硬是不行，以柔克刚虽然能消耗地震能量，但房屋很大位移变形，人类也受不了。咱们通过震害调查，仔细研究构造后，不完全靠计算，而在需要加强部位人工干预加强，并故意恰当设立薄弱部位，消耗地震能量、迟延震害过程，在材料选用上尽量规定韧性减少脆性.等等人工干预办法。用上述思想来指引设计，我以为就叫抗震概念设计。8.按抗震规范构造体系应符合什么规定？（1）、应具备明确构造计算简图和合理地震作用传递路线;（2）、应避免某些构造或构件破坏而导致整个体系丧失承载力;（3）、同一构造单元应具备良好整体性;对局部薄弱部位应采用加强办法;（4）、对埋地管道除采用延性良好管材外，沿线应设立柔性连接办法。9.什么是“强柱弱梁”设计原则？在抗震设计中如何保证这一原则实行？“强柱弱梁，强剪弱弯”是一种从构造抗震设计角度提出一种构造概念。就是柱子不先于梁破坏，由于梁破坏属于构件破坏，是局部性，柱子破坏将危及整个构造安全-也许会整体崩塌，后果严重！因此咱们要保证柱子更“相对”安全，故要“强柱弱梁”； 是在不同限度减缓柱端屈服，普通采用增大柱端弯矩设计值办法，将承载力不等式转为内力设计值关系式，采用不同增大系数，使不同抗震级别框架柱端弯矩设计值有不同限度差别，对一级框架构造和9度，除采用增大系数办法外，还采用梁端实配钢筋面积和材料强度原则值计算抗震受弯承载力所相应弯矩值办法。规范比89规范恰当提高了强柱弱梁弯矩增大系数nc，9度时及一级框架构造考虑框架梁实际受弯承载力，并乘m增大系数1.2，重要考虑某些楼板钢筋作用。框架梁柱节点处除框架顶层和柱轴压比不大于0.15者外，柱端组合弯矩设计值应符合下式规定：9度和一级框架构造，尚应符合：式中： 节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合变矩设计值之和，上下柱端弯矩设计值，可按弹性分析分派；节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合弯矩设计值之和，节点左右梁端均为负值时，绝对值较小弯矩取零；节点左右截面反时针或顺时针方向按实配钢筋（考虑受压钢筋）正截面抗震受弯承载力，所相应弯矩值之和，可依照实际配筋面积和材料强度原则值拟定。上式中：b梁截面宽度； h0梁截面有效高度；受压区纵向钢筋合力点至受压区边沿距离；x 受压区高度；fck混凝土轴心抗压强度原则值； fyk钢筋抗拉强度原则值；As受拉钢筋截面面积； 受压钢筋截面面积；RE承载力抗震调节系数； b相对界限受压区高度；Es钢筋弹性模量。当框架点不在楼层内时，阐明浇若干层框架梁相对较弱，为避免在竖向荷载和地震共同作用下变形集中，压屈失稳，柱端截面组合弯矩设计值可乘以上述柱端弯矩增大系数。对于轴压比不大于0.15柱，涉及顶层柱在内，因其具备与梁相近变形能力，可不考虑“强柱弱梁”规定。由于地震是往复作用，两个方向弯矩设计值均需满足规定。强柱弱梁：使梁端塑性铰先出、多余，尽量减少或推迟柱端塑性铰浮现。恰当增长柱配筋可以达到上述目。强剪弱弯：在进行抗震设计中，剪力是通过弯距计算得出。该原则目是防止梁、柱子在弯曲屈服之前浮现剪切破坏。恰当增长抵抗剪切力钢筋可以达到上述目。强节点弱构件：增大节点核心区组合剪力设计值进行计算。10. 多层砌体房屋楼层水平地震剪力应按什么原则分派？答：底部框架抗震墙砌体房屋楼层水平地震剪力，应按下列原则进行分派:（1）、现浇和装配整体式钢筋混凝土楼盖、屋盖等刚性楼盖、屋盖建筑，宜按各抗侧力构件等效侧向刚度比例分派； （2）、普通预制装配式钢筋混凝土楼盖、屋盖等半刚性楼盖、屋盖建筑，宜按各抗侧力构件等效侧向刚度比例和其从属面积上重力荷载代表值比例平均值分派;（ 3）、计人空间作用、楼盖变形和扭转影响时，可按本节有关规定对上述分派成果作恰当调节。