【導(dǎo)讀】超越概率為%的烈度值稱為多遇地震烈度。采用不同的抗震等級。一般取至室外地面以下500mm處。參數(shù)計算的彈性地震剪力的比值。21米，層數(shù)不宜超過7層。13%時，可判別為不液化土。行，即初步判別和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗判別。構(gòu)頂部附加ΔFn，其目的是考慮高振型的影響。按地震造成的后果分類的。即使大部分梁甚至全部梁上出現(xiàn)塑性鉸，結(jié)構(gòu)也不會形成破壞機構(gòu)。構(gòu)出現(xiàn)破壞，降低或喪失抗震能力，其余部分能繼續(xù)抵抗地震作用。，第i層根據(jù)第一階段設(shè)計所得到的

　　

【正文】 種效應(yīng)？ 答：地震作用下突出建筑物屋面的附屬小建筑物，由于質(zhì)量和剛度的突然變小，受高振型影響較大，震害較為嚴(yán)重，這種現(xiàn)象稱為鞭端效應(yīng)； 設(shè)計時對突出屋面的小建筑物的地震作用效應(yīng)乘以放大系數(shù) 3，但此放大系數(shù)不往下傳。 2 框架梁抗震設(shè)計時應(yīng)遵循的原則？如何在設(shè)計中實現(xiàn)“強剪弱彎”？ 答： 強柱弱梁，梁端先于柱出現(xiàn)塑性鉸 ,同時塑性鉸區(qū)段有較好的延性和耗能能力 強剪弱彎，梁形成塑 性鉸后仍有足夠的受剪承載力 強節(jié)點、強錨固，妥善解決梁縱筋錨固問題 為保證強剪弱彎，應(yīng)使構(gòu)件的受剪承載力大于構(gòu)件彎曲屈服時實際達到的剪力值，對一、二、三級框架梁，梁端截面組合的剪力設(shè)計值調(diào)整為： Gbnrblbvb Vl MMV ??? ? 簡述“強柱弱梁”的概念以及實現(xiàn)“強柱弱梁”的主要措施 答： 強柱弱梁概念為使梁端先于柱端產(chǎn)生塑性鉸，控制構(gòu)件破壞的先后順序，形成合理的破壞機制。 在截面抗震驗算中，為保證強柱弱梁，《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》規(guī)定： 對一、二、三級框架的梁柱 節(jié)點處，（除框架頂層和柱軸壓比小于 及框支梁與框支柱的節(jié)點外），柱端組合的彎矩設(shè)計值應(yīng)符合： ? ?? bcc MM ? 其中 c? 為柱端彎矩增大系數(shù)，（一級為取 ,二級取 ,三級取 ） 3 簡述提高框架梁延性的主要措施？ 答：（ 1）“強剪弱彎”，使構(gòu)件的受剪承載力大于構(gòu)件彎曲屈服時實際達到的剪力值，以保證框架梁先發(fā)生延性的彎曲破壞，避免發(fā)生脆性的剪切破壞； （ 2）梁端塑性鉸的形成及其轉(zhuǎn)動能力是保證結(jié)構(gòu) 延性的重要因素：一方面應(yīng)限制梁端截面的縱向受拉鋼筋的最大配筋率或相對受壓區(qū)高度，另一方面應(yīng)配置適當(dāng)?shù)氖軌轰摻? （ 3）為增加對混凝土的約束，提高梁端塑性鉸的變形能力，必須在梁端塑性鉸區(qū)范圍內(nèi)設(shè)置加密封閉式箍筋，同時為防止縱筋過早壓屈，對箍筋間距也應(yīng)加以限制。 （ 4）對梁的截面尺寸加以限制，避免脆性破壞。 3 砌體結(jié)構(gòu)中設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱和圈梁的作用？ 答：設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱的作用：加強房屋的整體性，提高砌體的受剪承載力 (10%30%)，對砌體有約束作用 , 提高砌體的變形能力，提高房屋的抗震性能。 設(shè) 置圈梁的作用：增加縱橫墻體的連接，加強整個房屋的整體性；圈梁可箍住樓蓋，增強其整體剛度；減小墻體的自由長度，增強墻體的穩(wěn)定性；可提高房屋的抗剪強度，約束墻體裂縫的開展；抵抗地基不均勻沉降，減小構(gòu)造柱計算長度。 3 什么是地基液化現(xiàn)象？影響地基液化的因素？ 答：飽和的粉土和砂土，在地震時由于顆粒之間的孔隙水不可壓縮而無法排出，使得孔隙水壓力增大，土體顆粒的有效垂直壓應(yīng)力減小，顆粒局部或全部處于懸浮狀態(tài)，土體的抗剪強度接近于零，呈現(xiàn)出液態(tài)化的現(xiàn)象。 影響因素： 土層的地質(zhì)年代：地質(zhì)年代越古老，越不易液化 土的組成： 級配良好的砂土不易液化 粉土中粘粒含量超過一定限值時，不易液化 土層的相對密度：土層的相對密度越大，越不易液化 土層的埋深：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 地震烈度和地震持續(xù)時間：烈度越高，持續(xù)時間越長，越易液化 3 強柱弱梁、強剪弱彎的實質(zhì)是什么？如何通過截面抗震驗算來實現(xiàn)？ 答： （ 1）使梁端先于柱端產(chǎn)生塑性鉸，控制構(gòu)件破壞的先后順序，形成合理的破壞機制 （ 2）防止梁、柱端先發(fā)生脆性的剪切破壞，以保證塑性鉸有足夠的變形能力 在截面抗震驗算中，為保證強柱弱梁，《建筑抗震 設(shè)計規(guī)范》規(guī)定： 對一、二、三級框架的梁柱節(jié)點處，（除框架頂層和柱軸壓比小于 及框支梁與框支柱的節(jié)點外），柱端組合的彎矩設(shè)計值應(yīng)符合： ? ?? bcc MM ? 其中 c? 為柱端彎矩增大系數(shù)，（一級為取 ,二級取 ,三級取 ） 為保證強剪弱彎，應(yīng)使構(gòu)件的受剪承載力大于構(gòu)件彎曲屈服時實際達到的剪力值，對一、二、三級框架梁，梁端截面組合的剪力設(shè)計值調(diào)整為： Gbnrblbvb Vl MMV ??? ? 對一、二、三級框架柱，柱端截面組合的剪力設(shè)計值調(diào)整為： nrclcvc H MMV ??? 3 什么叫軸壓比？為什么要限制柱的軸壓比？ 答：軸壓比：ccAfNn? 柱組合的軸向壓力設(shè)計值與柱的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值乘積之和 軸壓比大小是影響柱破壞形態(tài)和變形性能的重要因素，受壓構(gòu)件的位移延性隨軸壓比增加而減小，為保證延性框架結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)，應(yīng)限制柱的軸壓比。 剪壓比 答：剪壓比為bhcfV， 指構(gòu)件截面上平均剪應(yīng)力與混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值的比值，用以反映構(gòu)件截面上承受名義剪應(yīng)力的大小。限制梁柱的剪壓比，主要是為了防止梁柱混凝土過早發(fā)生斜壓破壞。 3 為什么要限制多層砌體房屋抗震橫墻間距？ 答： (1)橫墻間距過大，會使橫墻抗震能力減弱，橫墻間距應(yīng)能滿足抗震承載力的要求。 （ 2）橫墻間距過大，會使縱墻側(cè)向支撐減少，房屋整體性降低 （ 3）橫墻間距過大，會使樓蓋水平剛度不足而發(fā)生過大的平面內(nèi)變形，從而不能有效地將水平地震作用均勻傳遞給各抗側(cè)力構(gòu)件，這將使縱墻先發(fā)生出平面的過大彎曲變形而導(dǎo)致破壞，即橫墻間距應(yīng)能保證樓蓋傳遞水平地震作用所需的剛度要求。 3 在什么情況下結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動？如何采取措施避免或降低扭轉(zhuǎn)振動？ 答：體型復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，質(zhì)量和剛度分布明顯不均勻、不對稱的結(jié)構(gòu)，在地震作用下會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，主要原因是結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心和剛度中心不重合 措施：建筑平面布置應(yīng)簡單規(guī)整 質(zhì)量中心和剛度中心應(yīng)盡量一致 對復(fù)雜體型的建筑物應(yīng)予以處理 3 什么是剪壓比，為什么要限制剪壓比？ 答：剪壓比是截面內(nèi)平均剪應(yīng)力與混凝土抗壓強度設(shè)計值之比。 剪壓比過大 ,混凝土?xí)^早發(fā)生斜壓破壞 ,箍筋不 能充分發(fā)揮作用 ,它對構(gòu)件的變形能力也有顯著影響，因此應(yīng)限制梁端截面的剪壓比。 3 什么是震級？什么是地震烈度？如何評定震級和烈度的大??？ 答：震級是表示地震本身大小的等級，它以地震釋放的能量為尺度，根據(jù)地震儀記錄到的地震波來確定。 地震烈度是指某地區(qū)地面和各類建筑物遭受一次地震影響的強弱程度，它是按地震造成的后果分類的。震級的大小一般用里氏震級表達 地震烈度是根據(jù)地震烈度表，即地震時人的感覺、器物的反應(yīng)、建筑物破壞和地表現(xiàn)象劃分的。 抗震設(shè)計時，為什么要對框架梁柱端進行箍筋加密？ 答： 梁柱端箍筋加密：加強對混 凝土的約束，提高梁柱端塑性鉸的變形能力， 提高構(gòu)件的延性和抗震性能，同時避免縱筋的受壓屈曲 4 多層砌體房屋中，為什么樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處？ 答： （ 1）樓梯間橫墻間距較小，水平方向剛度相對較大，承擔(dān)的地震作用亦較大，而樓梯間墻體的橫向支承少，受到地震作用時墻體最易破壞 （ 2）房屋端部和轉(zhuǎn)角處，由于剛度較大以及在地震時的扭轉(zhuǎn)作用，地震反應(yīng)明顯增大，受力復(fù)雜，應(yīng)力比較集中；另外房屋端部和轉(zhuǎn)角處所受房屋的整體約束作用相對較弱，樓梯間布置于此，約束更差，抗震能力降低，墻體的破壞更為嚴(yán)重 4 采用底部剪力法 計算房屋建筑地震作用的適用范圍？在計算中，如何考慮長周期結(jié)構(gòu)高振型的影響？ 答： 剪力法的適用條件： （ 1）房屋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻 （ 2）房屋的總高度不超過 40m （ 3）房屋結(jié)構(gòu)在地震運動作用下的變形以剪切變形為主 （ 4）房屋結(jié)構(gòu)在地震運動作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)可忽略不計 為考慮長周期高振型的影響，《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：當(dāng)房屋建筑結(jié)構(gòu)的基本周期gTT ? 時，在頂部附加水平地震作用，取 Eknn FF ??? 再將余下的水平地震作用 Ekn F)1( ?? 分配給各質(zhì)點： Eknnjjjiii FHGHGF )1(1??? ?? 結(jié)構(gòu)頂部的水平地震作用為 nF 和 nF? 之和 4 鋼筋混凝土框架房屋因建筑、結(jié)構(gòu)布置不當(dāng)產(chǎn)生的震害有哪些表現(xiàn)？引起震害的原因是什么？ 答：（ 1） 建筑平面形狀復(fù)雜，由于扭轉(zhuǎn)效 應(yīng)、應(yīng)力集中震害加重 （ 2）房屋立面凹進凸出，可導(dǎo)致建筑物豎向質(zhì)量和剛度突變，使結(jié)構(gòu)某些部位的地震反應(yīng)過于劇烈，加重震害 （ 3）房屋高寬比較大，底層框架柱可能因地震傾覆力矩引起的巨大壓力或拉力而發(fā)生剪壓或受拉破壞 （ 4）防震縫設(shè)置不當(dāng)，若防震縫寬度不夠，相鄰建筑物易發(fā)生碰撞而造成破壞 （ 5）結(jié)構(gòu)物在平面質(zhì)量與剛度分布不均勻（如抗側(cè)力構(gòu)件分布不恰當(dāng)），使房屋質(zhì)量中心與剛度中心不重合，引起扭轉(zhuǎn)作用和局部應(yīng)力集中，加重震害 （ 6）結(jié)構(gòu)物沿豎向質(zhì)量與剛度分布不均勻，在地震中往往會形成薄弱層，產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中或塑性 變形，造成破壞 2簡述確定水平地震作用的振型分解反應(yīng)譜法的主要步驟 （ 1）計算多自由度結(jié)構(gòu)的自振周期及相應(yīng)振型； （ 2）求出對應(yīng)于每一振型的最大地震作用（同一振型中各質(zhì)點地震作用將同時達到最大值）； （ 3）求出每一振型相應(yīng)的地震作用效應(yīng)； （ 4）將這些效應(yīng)進行組合，以求得結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)。 2簡述框架節(jié)點抗震設(shè)計的基本原則 （ 1）節(jié)點的承載力不應(yīng)低于其連接構(gòu)件的承載力； （ 2）多遇地震時節(jié)點應(yīng)在彈性范圍內(nèi)工作； （ 3）罕遇地震時節(jié)點承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞； （ 4）梁柱縱筋在節(jié)點區(qū)內(nèi)應(yīng)有 可靠的錨固； （ 5）節(jié)點配筋不應(yīng)使施工過分困難。 等效剪切波速 ：若計算深度范圍內(nèi)有多層土層，則根據(jù)計算深度范圍內(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 抗震概念設(shè)計：根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗等所形成的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想進行建筑和結(jié)構(gòu)的總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程。 ？為什么抗震結(jié)構(gòu)要具有延性？ 延性是指構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后，具有承載力不降低或基本不降低、且有足夠塑性變形能力的一種性能。 構(gòu)件延性比：對于鋼筋混凝土構(gòu)件，當(dāng)受拉鋼筋屈服后，進入塑性狀態(tài)，構(gòu)件剛度降低， 隨著變形迅速增加，構(gòu)件承載力略有增大，當(dāng)承載力開始降低，就達到極限狀態(tài)。延性比是極限變形與屈服變形的比值。結(jié)構(gòu)延性比：對于一個鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)某個桿件出現(xiàn)塑性鉸時，結(jié)構(gòu)開始出現(xiàn)塑性變形，但結(jié)構(gòu)剛度只略有降低；當(dāng)塑性鉸達到一定數(shù)量以后，結(jié)構(gòu)也會出現(xiàn)“屈服現(xiàn)象”即結(jié)構(gòu)進入塑性變形迅速增大而承載力略微增大的階段，是“屈服”后的聯(lián)塑性階段。結(jié)構(gòu)的延性比通常是指達到極限時頂點位移與屈服時頂點位移的比值。 ？ 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計是保證結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良抗震性能的一種方法。概念設(shè)計包含極為廣泛的內(nèi)容，選擇對抗震 有利的結(jié)構(gòu)方案和布置，采取減少扭轉(zhuǎn)和加強抗扭剛度的措施，設(shè)計延性結(jié)構(gòu)和延性結(jié)構(gòu)構(gòu)件，分析結(jié)構(gòu)薄弱部位，并采取相應(yīng)的措施，避免薄弱層過早破壞，防止局部破壞引起連鎖效應(yīng)，避免設(shè)計靜定結(jié)構(gòu)，采取二道防線措施等等。應(yīng)該說，從方案、布置、計算到構(gòu)件設(shè)計、構(gòu)造措施每個設(shè)計步驟中都貫穿了抗震概念設(shè)計內(nèi)容。 六、 計算題 某兩層鋼筋混凝土框架，集中于樓蓋和屋蓋處的重力荷載代表值相等 kN120201 ?? GG ，每層層高皆為 ，各層的層間剛度相同 m/kN863021 ???? DD ；Ⅱ類場地，設(shè)防烈度為 7 度，設(shè)計基本地震加速度為 ，設(shè)計分組為第二組，結(jié)構(gòu)的阻尼比為 ?? 。 （ 1）求結(jié)構(gòu)的自振頻率和振型，并驗證其主振型的正交性 （ 2）試用振型分解反應(yīng)譜法計算框架的樓層地震剪力 解 1）：（ 1）計算剛度矩陣 mkNkkk /1 7 2 6 028 6 3 02111 ????? mkNkkk /8 6 3 022112 ????? mkNkk /8 6 3 0222 ?? （ 2）求自振頻率 ])(4)()[(2 1 21122211212112221112221212 2,1 kkkkmmkmkmkmkmmm ????? ?? ])8630(863017260[(1202004)172601208630120()172601208630120[(1202002 122 ??????????????? ? ? srad/ ?? srad / ?? （ 3）求主振型 當(dāng) srad / ?? 6 3 0 1 7 2 6 212112111112 ?? ????? k kmXX ? 當(dāng) srad / ?? 212112212122 ??? ????? k kmXX ? （ 4）驗證主振型的正交性 質(zhì)量矩陣 的正交性 }]{[}{ 21 ??????? ?????????????? TT XmX 剛度矩陣的正交性 06 1 0 6 3 08 6 3 0 8 6 3 01 7 2 6 06 1 0 0 }]{[}{ 21 ??????? ??????? ? ????????