【正文】 地震時(shí)在一定地點(diǎn)振動(dòng)的強(qiáng)烈程度。7．什么是基本烈度？建筑抗震設(shè)防類別分為哪幾類？抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)是什么？ 答：基本烈度：一個(gè)地區(qū)的基本烈度是指該地區(qū)今后50年時(shí)期內(nèi)，在一般場(chǎng)地條件下可能遭遇超越概率為10％的地震烈度?？拐鹪O(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)是設(shè)防烈度。在一般情況下可采用基本烈度。即對(duì)一般較小的地震，由于其發(fā)生的可能性較大，因此要求防止結(jié)構(gòu)破壞，這在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上是可以做到的；強(qiáng)烈地震發(fā)生的可能性較小，而且如果遭遇到強(qiáng)烈地震，要求做到結(jié)構(gòu)不損壞，在經(jīng)濟(jì)上不合理，因此允許結(jié)構(gòu)破壞，但在任何情況下，不應(yīng)導(dǎo)致建筑物倒塌。第二水準(zhǔn)： 當(dāng)遭受到本地區(qū)設(shè)防烈度影響時(shí)，建筑可能有一定的損壞，經(jīng)一般修理或不修理仍能繼續(xù)使用。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，原則上應(yīng)滿足三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求，在具體做法上，為簡(jiǎn)化計(jì)算，《抗震規(guī)范》采用二階段設(shè)計(jì)法，即：第一階段設(shè)計(jì)：按小震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)的一定組合驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力以及構(gòu)件的彈性變形，以滿足第一水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求?！犊拐鹨?guī)范》以一定的抗震構(gòu)造措施保證結(jié)構(gòu)滿足第二水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求。9．什么是地震作用？地震作用與一般靜載荷有何不同？我國和其他許多國家的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范都采用什么理論來確定地震作用？答：地震所釋放出來的能量，以地震波的形式向四周擴(kuò)散，地震波到達(dá)地面后引起地面運(yùn)動(dòng)，使地面上原來處于靜止的建筑物受到動(dòng)力作用而產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)。因此，地震作用可以理解為一種能反映地震影響的等效作用。例如，屋面的雪載只與當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件有關(guān)；樓面的使用荷載只取決于房間的用途等等。目前，我國和其他許多國家的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范都采用反應(yīng)譜理論來確定地震作用。所謂加速度反應(yīng)譜曲線，就是單質(zhì)點(diǎn)彈性體系在一定地震作用下，最大反應(yīng)加速度與體系自振周期的函數(shù)曲線。應(yīng)用反應(yīng)譜理論不僅可以解決單質(zhì)點(diǎn)體系的地震反應(yīng)計(jì)算問題，而且，在一定假設(shè)條件下，通過振型組合的方法還可以計(jì)算多質(zhì)點(diǎn)體系的地震反應(yīng)。11．什么是地震系數(shù)、動(dòng)力系數(shù)、地震影響系數(shù)？《抗震規(guī)范》就是以什么作為抗震設(shè)計(jì)依據(jù)的，其值如何確定？答：（1）地震系數(shù)地震系數(shù)是地震動(dòng)峰值加速度與重力加速度之比，即也就是以重力加速度為單位的地震動(dòng)峰值加速度。所以，地震系數(shù)與地震烈度有關(guān)，都是地震強(qiáng)烈程度的參數(shù)。（3）地震影響系數(shù)為了簡(jiǎn)化計(jì)算，將上述地震系數(shù)和動(dòng)力系數(shù)的乘積用來表示，并稱為地震影響系數(shù)。另一方面，若將式(227)寫成，則可以看出，地震影響系數(shù)乃是作用在質(zhì)點(diǎn)上的地震作用與結(jié)構(gòu)重力荷載代表值之比。12．多自由度彈性體系的水平地震作用及其地震內(nèi)力可采用什么方法求得？底部剪力法的適用條件如何？答：多自由度彈性體系的水平地震作用及其地震內(nèi)力可采用振型分解反應(yīng)譜法或底部剪力法求得。13．振型分解反應(yīng)譜法的原理與解題思路如何？答：多質(zhì)點(diǎn)彈性體系第振型第質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，可寫成 式中 第振型第質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值； 相應(yīng)于第振型自振周期的地震影響系數(shù)， 第振型參與系數(shù)，按式(262)計(jì)算； 第振型第質(zhì)點(diǎn)的水平相對(duì)位移； 集中于質(zhì)點(diǎn)的重力載荷代表值，應(yīng)取結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值和各可變載荷組合值之和。我們知道，根據(jù)振型分解反應(yīng)譜法確定的相應(yīng)于各振型的地震作用均為最大值。但是，相應(yīng)于各振型的最大地震效應(yīng)不會(huì)同時(shí)發(fā)生，這樣就出現(xiàn)了如何將進(jìn)行組合，以確定合理的地震作用效應(yīng)問題。一般各個(gè)振型在地震總反應(yīng)中的貢獻(xiàn)隨著頻率的增加而迅速減少，故頻率最低的幾個(gè)振型往往控制著最大反應(yīng)。考慮到周期較長的結(jié)構(gòu)及其各個(gè)自振頻率較接近，故《抗震規(guī)范》，可適當(dāng)增加參與組合的振型數(shù)目。14．底部剪力法的基本思路？答：底部剪力法是先計(jì)算出作用于結(jié)構(gòu)的總水平地震作用，也就是作用于結(jié)構(gòu)底部的剪力，然后將總水平地震作用按一定的規(guī)律分配給各質(zhì)點(diǎn)。這是由于出屋面的這些建筑的質(zhì)量和剛度突然變小，地震反應(yīng)隨之加大的緣故。采用底部剪力法時(shí)，《抗震規(guī)范》規(guī)定，對(duì)這些結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)，宜乘以增大系數(shù)3，此增大部分不應(yīng)往下傳遞。 它的基本原理是，在計(jì)算多質(zhì)點(diǎn)體系基本頻率時(shí)，用一個(gè)單質(zhì)點(diǎn)體系代替原體系，使這個(gè)單質(zhì)點(diǎn)體系的自振頻率與原體系的基本頻率相等或接近。應(yīng)當(dāng)指出，這個(gè)單質(zhì)點(diǎn)體系的約束條件和剛度應(yīng)與原體系的完全相同。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，如將折算質(zhì)量放在體系振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生最大水平位移處，則計(jì)算較為方便。例如求多質(zhì)點(diǎn)體系的基本頻率時(shí)，可用單質(zhì)點(diǎn)體系代替。對(duì)于質(zhì)量沿懸臂桿高度H連續(xù)分布的體系，求折算質(zhì)量的公式將變?yōu)椋? 式中 ——懸臂桿單位長度上的質(zhì)量； ——體系按第一振型振動(dòng)時(shí)任意截面y的位移。顯然，按折算質(zhì)量法求基本頻率時(shí)，也需假設(shè)一條接近第一振型的彈性曲線，這樣才能應(yīng)用上面公式。它的基本原理是將結(jié)構(gòu)按其質(zhì)量分布情況，簡(jiǎn)化成有限個(gè)質(zhì)點(diǎn)或無限個(gè)質(zhì)點(diǎn)的懸臂直桿，然后求出以結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移表示的基本頻率計(jì)算公式?？蓪⒍鄬涌蚣芎?jiǎn)化成均勻的無限質(zhì)點(diǎn)的懸臂直桿，若體系按彎曲振動(dòng)，則基本周期為： 或 而懸臂桿在水平均布荷載作用下的頂點(diǎn)水平位移 18．《抗震規(guī)范》中地震影響系數(shù)的含義是什么？答：將地震系數(shù)和動(dòng)力系數(shù)以其乘積表示，就稱為地震影響系數(shù)。；另一方面，如將（2）式寫成，則可以看出，地震影響系數(shù)乃是作用與質(zhì)點(diǎn)上的地震作用與結(jié)構(gòu)重力荷載代表值之比。第二水準(zhǔn)：當(dāng)遭受到本地區(qū)設(shè)防烈度的地震（簡(jiǎn)稱“中震”）影響時(shí)，建筑可能有一定損壞，經(jīng)一般修理或不經(jīng)修理仍能繼續(xù)使用。第一階段設(shè)計(jì)：按小震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)的基本組合驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力，以及在小震作用下驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的彈性變形，以滿足第一水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求。概括起來，“三水準(zhǔn)，二階段”抗震設(shè)防目標(biāo)的通俗說法是：“小震不壞，中震可修，大震不倒”。其中以加速度反應(yīng)譜應(yīng)用最多。如果已知體系的自振周期，利用反應(yīng)譜曲線和計(jì)算公式，就可以很方便的確定體系的反應(yīng)加速度，進(jìn)而求出地震作用。在工程上，除應(yīng)用反應(yīng)譜計(jì)算結(jié)構(gòu)地震作用外，對(duì)于高層建筑和特別不規(guī)則建筑等，還可以采用時(shí)程分析法來計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。21．按振型分解法求出地震作用后如何計(jì)算體系的地震作用效應(yīng)？答：求出第j振型質(zhì)點(diǎn)i上的水平地震作用Fij后，就可按一般力學(xué)方法計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)Sj(彎矩、剪力、軸向力和變形）。所以，按Fij所求的地震作用效應(yīng)Sj（j=1,2, …,n）也是最大值。《抗震規(guī)范》根據(jù)概率論的方法，得出了結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)“平方和開平方”的近似計(jì)算公式：, 式中 S——水平地震效應(yīng) ——第j振型水平地震作用產(chǎn)生的作用效應(yīng)，可只取2~3個(gè)振型，振型個(gè)數(shù)可適當(dāng)增加。顯然，地面加速度愈大，地震的影響就愈強(qiáng)烈，即地震烈度愈大。23．什么是主振型的正交性？答：對(duì)于多質(zhì)點(diǎn)彈性體系而言，它的不同的兩個(gè)主振型之間，存在著一個(gè)重要的特性，即主振型的正交性。主振型關(guān)于質(zhì)量矩陣的正交性，用數(shù)字表達(dá)的條件就是.=0 ()式中 ——與相應(yīng)的特征向量，即第振型； ——質(zhì)量矩陣；——與相應(yīng)的特征向量，即第振型。因此，在建筑抗震設(shè)計(jì)中，確定地震作用是個(gè)十分重要的問題。而一般靜荷載與結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性無關(guān)，可以獨(dú)立地確定。25．各類抗震設(shè)防類別建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合哪些要求？答：各類抗震設(shè)防類別建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)符合下列要求：（1） 甲類建筑 地震作用應(yīng)高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求，其值應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果確定；抗震措施，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6~8度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求，當(dāng)為9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求。對(duì)較小的乙類建筑，當(dāng)其結(jié)構(gòu)改用抗震性能較好的結(jié)構(gòu)類型時(shí)，應(yīng)允許仍按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震措施?？拐鹪O(shè)防烈度為6度時(shí)，除《抗震規(guī)范》有具體規(guī)定外，對(duì)乙、丙、丁類建筑可不進(jìn)行地震作用計(jì)算。即 也就是質(zhì)點(diǎn)最大反應(yīng)加速度比地面最大加速度放大的倍數(shù)。所以，上式又可寫成 由上式可知，動(dòng)力系數(shù)與地面運(yùn)動(dòng)加速度紀(jì)錄的特征，結(jié)構(gòu)的自振周期以及阻尼比有關(guān)。這條曲線就稱為動(dòng)力系數(shù)反應(yīng)譜曲線。第3章 場(chǎng)地與地基1．局部工程地質(zhì)條件對(duì)工程抗震影響的結(jié)果如何？答：局部工程地質(zhì)條件對(duì)工程抗震影響的結(jié)果：（1）局部地質(zhì)構(gòu)造的影響斷裂帶是地質(zhì)構(gòu)造上的薄弱環(huán)節(jié)，淺源地震往往與斷裂活動(dòng)有關(guān)，發(fā)震斷裂帶附近地表，在地震時(shí)可能產(chǎn)生新的錯(cuò)動(dòng)，使建筑物遭受較大的破壞。（2）局部地形的影響宏觀現(xiàn)象、儀器觀測(cè)和理論分析都說明，局部孤突地形對(duì)震害具有明顯的影響，一般來說，局部地形高差大于30～50m時(shí)，震害就開始出現(xiàn)明顯的差異。（3）地下水位的影響宏觀震害現(xiàn)象表明，水位越淺，震害越重。尤其是當(dāng)?shù)叵滤?～5m時(shí)，對(duì)震害的影響最為明顯，當(dāng)?shù)叵滤惠^深時(shí)，則影響不再顯著。其范圍相當(dāng)于廠區(qū)， km2的平面面積。場(chǎng)地土的剛性一般用土的剪切波速表示，因?yàn)榧羟胁ㄋ偈峭恋闹匾獎(jiǎng)恿?shù)，是最能反映場(chǎng)地土的動(dòng)力特性的，因此，以剪切波速表示場(chǎng)地土的剛性廣為各國抗震規(guī)范所采用。震害經(jīng)驗(yàn)指出，土質(zhì)愈軟，覆蓋層愈厚，建筑物震害愈嚴(yán)重，反之愈輕。（2），且其下臥巖土的剪切波速均不小于400m/s時(shí)，可取地面至該土層頂面的距離作為覆蓋層厚度。（1）土層中的火山巖硬夾層，應(yīng)視為剛體，其厚度應(yīng)從覆蓋土層中扣除。因此，《抗震規(guī)范》規(guī)定，建造在天然地基上的以下建筑，可不進(jìn)行天然地基和基礎(chǔ)抗震承載力驗(yàn)算：（1）砌體房屋。這里的地基主要受力層是指條形基礎(chǔ)底面下深度為3b（b為基礎(chǔ)底面寬度），單獨(dú)基礎(chǔ)底面下深度為1b，且厚度均不小于5m的范圍（二層以下的民用建筑除外）。（4）6度時(shí)的建筑（建造在Ⅳ類場(chǎng)地上的較高的高層建筑除外。）。5．怎樣驗(yàn)算天然地基抗震承載力？答：驗(yàn)算天然地基在地震作用下的豎向承載力時(shí)，按地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合的基礎(chǔ)地面平均壓力和邊緣最大壓力應(yīng)符合下列各式要求≤≤式中： 地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合的基礎(chǔ)底面平均壓力；地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合的基礎(chǔ)底面邊緣最大壓力； 調(diào)整后地基土抗震承載力。根據(jù)后一規(guī)定，對(duì)基礎(chǔ)底面為矩形基礎(chǔ)，其受壓寬度與基礎(chǔ)寬度之比則應(yīng)大于85%，即≥式中 矩形基礎(chǔ)底面受壓寬度；矩形基礎(chǔ)底面寬度。這是因?yàn)樵陟o壓力作用下，地基土將產(chǎn)生彈性變形及永久變形（即殘余變形）。而地震作用時(shí)間很短，只能使土層產(chǎn)生彈性變形而來不及發(fā)生永久變形。而地基承載力是根據(jù)地基允許變形值確定的，若地基允許變形值一定，因?yàn)殪o載產(chǎn)生的變形大，故所需的靜載壓力就小，而地震作用產(chǎn)生的變形小，故所需的地震作用產(chǎn)生的壓力就應(yīng)該大。另外，從結(jié)構(gòu)安全角度出發(fā)，因?yàn)榈卣鹱饔檬桥加龅?，其安全度可以小一些，故在確定地基土抗震承載力時(shí)，其取值可以比地基靜承載力大一些。7．何謂地基土的液化？答：在地下水位以下的飽和的松砂和粉土受到地震的振動(dòng)作用，土顆粒間有壓密的趨勢(shì)，孔隙水壓力增高以及孔隙水向外運(yùn)動(dòng)，這樣，一方面可能引起地面上發(fā)生噴砂冒水現(xiàn)象，另一方面更多的水分來不及排除，使土顆粒處于懸浮狀態(tài)，形成有如“液體”一樣的現(xiàn)象，稱為液化。（2）相對(duì)密度松砂比密砂容易液化。（3）土層的埋深砂土層埋深越大，即有效覆蓋壓力越大，砂層就越不容易液化。（4）地下水位地下水位淺的比地下水位深的容易發(fā)生液化。對(duì)粉土的液化，在7度、8度、9度區(qū)內(nèi)，、容易液化，超過此值后，則未發(fā)生液化現(xiàn)象。一般5～6度地區(qū)很少看到有液化現(xiàn)象。9．軟弱粘性土地基抗震措施主要有哪些？答：軟弱粘性土地基抗震措施為：（1）必要時(shí)采用樁基或其它人工地基，其它人工地基如：換土墊層，墊層材料可以為砂、碎石、灰土、礦渣等?；虿捎秒姽杌?，即借助于電滲作用，使注入軟土中的硅酸鈉（水玻璃）和氯化鈣溶液順利地進(jìn)入土的孔隙中，形成硅膠，將土粒膠結(jié)起來。（3）減輕基礎(chǔ)荷載，調(diào)整基礎(chǔ)底面積，減少基礎(chǔ)偏心。（5）增加上部結(jié)構(gòu)的整體剛度和對(duì)稱性，合理設(shè)置沉降縫，預(yù)留結(jié)構(gòu)凈空，避免采用對(duì)不均勻沉降敏感的結(jié)構(gòu)形式等。其范圍相當(dāng)于廠區(qū)、。因此，研究場(chǎng)地條件對(duì)建筑震害的影響是建筑抗震設(shè)計(jì)中十分重要的問題，一般認(rèn)為，場(chǎng)地條件對(duì)建筑震害的影響主要因素是：場(chǎng)地土的剛性（即堅(jiān)硬或密實(shí)程度）大小和場(chǎng)地覆蓋層厚度。場(chǎng)地土的剛性一般用土的剪切波速表示，因?yàn)榧羟胁ㄋ偈峭恋闹匾獎(jiǎng)恿?shù)，是最能反映場(chǎng)地土的動(dòng)力特性的。11．影響土的液化因素有哪些？答：場(chǎng)地土液化與許多因素有關(guān)，因此需要根據(jù)多項(xiàng)指標(biāo)綜合分析判斷土是否會(huì)發(fā)生液化。我們稱這個(gè)數(shù)值為這個(gè)指標(biāo)的界限值。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移一般按彈性方法計(jì)算。國內(nèi)設(shè)計(jì)規(guī)范，仍沿用彈性方法計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力，按彈塑性極限狀態(tài)進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。2．荷載作用方向作何假設(shè)？答：在結(jié)構(gòu)承受的荷載和作用中，豎向荷載的方向垂直向下，而實(shí)際風(fēng)荷載及地震作用方向是隨意的、不定的。對(duì)互相正交的兩個(gè)主軸x方向及y方向，分別進(jìn)行內(nèi)力分析。在其他形狀的平面中，可根據(jù)平面幾何形狀和尺寸確定主軸方向。因此整個(gè)結(jié)構(gòu)可以劃分成若干平面結(jié)構(gòu)，共同抵抗與平面平行的側(cè)向荷載，垂直于該平面方向的結(jié)構(gòu)不參與受力。對(duì)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，又可進(jìn)一步適當(dāng)簡(jiǎn)化：當(dāng)斜交構(gòu)件之間的角度不超過150時(shí)，可視為一個(gè)軸線；當(dāng)兩個(gè)軸線相距不大（如小于300～500mm），考慮到樓板的共同工作，可視為在同一軸線。這樣，樓蓋將各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)聯(lián)成整體而協(xié)同工作，如框架—剪力墻體系中的框架和剪力墻，就是通過樓面連接起來而協(xié)同工作的；筒中筒、框架—筒體的協(xié)同工作也是根據(jù)樓面在自身平面內(nèi)不變形而獲得簡(jiǎn)化計(jì)算。