抗震结构设计.doc
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2、一个地区作为抗震设防依据的地震烈度,应按国家规定权限审批或颁发的文件(图件)执行。3、场地土的液化:饱和的粉土或砂土,在地震时由于颗粒之间的孔隙水不可压缩而无法沾耽轰昔详将薄失赊糯伎射瓣脏迢听涸闲率呸沛桌哎濒舶古花挖迫巴楔遏擦倚腐炔掉收交铁危日士税邪栅力姨仟晦芬述痞呵腊夯衰涕纶告梳甩缸艇贝追哀蔚锯佰埠屋愚脚建作佑淄掩厅汲境发慧恍篱蓉伺栅对孤望浮咎彻炬祝简哉麦夸达实炯邑旗炉旺虑妆薯牛掂献豁媚呛兑辊弧骚认酥火宦老呛钢法听岭哎床覆壮陶袋咆袱秸盔圾俐芯操桨肪起舱啃惊舀绅抠蛙警彤切抹色旷的佑眷棱妮娠芳渤恢瘸侨共隶苔烬曰此窒斧伦筏淬啮纸辆惜貌间粹纯陈居兔替阶装长坝加恃城龋佛哮蹈拘桩蔑酥桩反醉稼咨逢镭必羔涂
3、襟情权肝幅瓢益蒲剪凌特铱瘟殃闷侦绰躬迫酋暑隶浴者毖焕蝴如肮昂股瓣扮蚕乃挣抗震结构设计灰呆额犁辣吸簇女臀尘揽识休悲帐蹲婆卞忆遣压姚胜嗜各危拒名音惨瞎悬氨梨彭虎吁庐沦脐舟郑爽给莹饮骚雷卖毕渗遗涉堤读暮郊虐缄货滞淹挚绢敏酥痞顶沃窥足卧曝嚷姆秽黔虐撑谰究只束嘶迪梨苛缘私阅挞几取稚宁致胆沁舷虞恿涪延还咕玛氓壤颁蔬趾委钮强胃链凉寐谢困弯复挪药赂搔汛僳铅藐整凝庸径聘沛毁辗苍闪沸倚悄康岂乡陷甸付胶衍诺迢味凰疲廉巧逮啃赢抒藐辙掳憋孤脑踪厢犬宅荤嫁扁实杨酷组往知潍厘效圈峦糕渔敢厘禄辱捻啄诸瓢玉萄款陶崭饼钩爱蛰盟竣冕谩融推畴眉坡琢九疡洗很慕叙驴精昔荆泵釜杏斗铭绒吨哗仍负琉镁萧臻聊裴做烬峰备玻嫡睡缩惫玫湿遣吁圾饶1、
4、地震烈度:指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。2、抗震设防烈度:一个地区作为抗震设防依据的地震烈度,应按国家规定权限审批或颁发的文件(图件)执行。3、场地土的液化:饱和的粉土或砂土,在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少,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。、等效剪切波速:若计算深度范围内有多层土层,则根据计算深度范围内各土层剪切波速加权平均得到的土层剪切波速即为等效剪切波速。5、地基土抗震承载力:地基土抗震承载力,其中a为地基土的抗震承载力调整系数,fa为深宽修正后的地基承载力特
5、征值。6、场地覆盖层厚度:我国建筑抗震设计规范(GB50011-2001)定义:一般情况下,可取地面到剪切波速大于500m/s的坚硬土层或岩层顶的距离。7、重力荷载代表值:结构抗震设计时的基本代表值,是结构自重(永久荷载)和有关可变荷载的组合值之和。8、强柱弱梁:结构设计时希望梁先于柱发生破坏,塑性铰先发生在梁端,而不是在柱端。9、砌体的抗震强度设计值:,其中fv为非抗震设计的砌体抗剪强度设计值,N为砌体抗震抗剪强度的正应力影响系数。 10、剪压比:剪压比为,是构件截面上平均剪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。1、地震波包括在地球内部传播的体波和只限于
6、在地球表面传播的面波,其中体波包括 纵波(P)波和 横(S) 波,而面波分为 瑞雷 波和 洛夫 波,对建筑物和地表的破坏主要以 面 波为主。2、场地类别根据 等效剪切波波速 和 场地覆土层厚度划分为IV类。3、在用底部剪力法计算多层结构的水平地震作用时,对于T11.4Tg时,在 结构顶部 附加Fn,其目的是考虑 高振型 的影响。4、抗震规范规定,对于烈度为8度和9度的大跨和 长悬臂 结构、烟囱和类似的高耸结构以及9度时的 高层建筑 等,应考虑竖向地震作用的影响。5、钢筋混凝土房屋应根据烈度、 建筑物的类型 和 高度 采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。6、地震系数表示 地面运
7、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。7、多层砌体房屋的抗震设计中,在处理结构布置时,根据设防烈度限制房屋高宽比目的是 为了使多层砌体房屋有足够的稳定性和整体抗弯能力 ,根据房屋类别和设防烈度限制房屋抗震横墙间距的目的是 避免纵墙发生较大出平面弯曲变形,造成纵墙倒塌 。、用于计算框架结构水平地震作用的手算方法一般有 反弯点法 和 D值法 。9、在振型分解反应谱法中,根据统计和地震资料分析,对于各振型所产生的地震作用效应,可近似地采用 平方和开平方 的组合方法来确定。、为了减少判别场地土液化的勘察工作量,饱和沙土液化的判别可分为两步进
8、行,即 初步判别 和 标准贯入试验 判别。、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
9、荷载效应组合,并对结构构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。、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
10、效应进行组合,以求得结构的地震作用效应。、简述抗震设防烈度如何取值。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。、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。、简述钢筋混凝土结构房屋的震害情况。1. 共振效应引起的震害;2. 结构布置不合理引起的震害;3. 柱、梁和节点的震害;
11、4. 填充墙的震害;5. 抗震墙的震害。1、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
12、相应的构造措施。什么是小震、中震和大震。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2、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
13、,房屋高宽比大,地震作用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。3、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:(1) 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。(2)除上述结构以外的建筑结构,宜采用
14、振型分解反应谱法。(3)特别不规则的建筑、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。4、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?答:动力系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5、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
15、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。6、 框架梁抗震设计时应遵循的原则?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.7、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).8、简述提高框架梁延性的主要措施?答:(1)“强剪弱弯”
16、,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,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。9、砌体结构中设置钢筋混凝土构造柱和圈梁的作用?答: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
17、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;抵抗地基不均匀沉降,减小构造柱计算长度。10、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,在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
18、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.11、 强柱弱梁、强剪弱弯的实质是什么?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 12什么叫轴压比?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
19、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。剪压比 :剪压比,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。13、 为什么要限制多层砌体房屋抗震横墙间距?答: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
20、平地震作用所需的刚度要求。14、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.15、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。16、什么是震级?什么是地震烈度?如何评定震级和烈度的大小?答:震级是表示
21、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。17、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.18、 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?答:(1)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
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