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建筑结构设计中的抗震概念设计
作者：高越
来源：《城市建设理论研究》2013年第20期
;【摘要】地震是一种随机振动，很难把握它的复杂性和不确定性，我们为了保障社会公共财产及公民生命的安全，要尽可能的准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数，但是目前，我国的计算软件还不能准确的做到这些，这就将抗震应用于建筑中显得更加重要，因此在建筑结构设计中合理运用抗震概念设计就显得尤为重要。
【关键词】建筑结构抗震设计;概念设计
中图分类号：TU973+.31 文献标识码：A 文章编号：
前言
由于社会的飞速发展，人们的生活水平不断提高，建筑结构中的抗震设计的要求也要行相应的得到提高。发展先进的计算理论，加强计算机的合理应用，加快新型轻质、高强以及环保建材的应用及研究，增加建筑结构抗震设计中的安全性、可靠性非常关键。在建筑结构抗震设计中合理适用概念设计的技术和方法，能够有效的对建筑抗震设计中的结构体系进行比较选择和构思，进而避免后期设计中的一些不必须的复杂运算，具有良好的经济性和可靠性。本文对建筑抗震进行必要的理论分析,从而探索抗震概念设计在建筑结构设计中的应用问题，针对实
践过程中出现的问题提出必要的措施。
二．抗震概念设计1.概念设计的定义
概念设计与理论设计同属于结构设计。
其中的理论设计，是指结构工程师依据计算的理论以及规范，在其对结构进行计算模型的假设和受力状态假定的前提下，对结构进行仔细的计算分析，最后得出数据式的结果，接着利用结果进行设计。
而其中的概念设计，是指不经过数值的计算，特别是在一些比较难做出精确性分析，或者在规范中难以规定的问题中，根据建筑整体的结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构的总体布置，并确定细部构造的过程。
2.抗震概念设计的含义
抗震概念设计就是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。
武汉理工大学《建筑结构抗震设计》复试 第1章绪论 1、震级和烈度有什么区别和联系？ 震级是表示地震大小的一种度量，只跟地震释放能量的多少有关，而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。烈度不仅跟震级有关，同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。一次地震只有一个震级，但不同的地点有不同的烈度。 2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防？ 规范将建筑物按其用途分为四类： 甲类（特殊设防类）、乙类（重点设防类）、丙类（标准设防类）、丁类（适度设防类）。 1 ）标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。 2 ）重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3 ）特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。 4 ）适度设防类，允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施，但抗震设防烈度为6度时不应降低。一般情况下，仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3.怎样理解小震、中震与大震？ 小震就是发生机会较多的地震，50年年限，被超越概率为63.2%； 中震，10%；大震是罕遇的地震，2%。 4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系？ 建筑抗震设计包括三个层次：概念设计、抗震计算、构造措施。概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则；抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段；构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。他们是一个不可割裂的整体。 5.试讨论结构延性与结构抗震的内在联系。 延性设计：通过适当控制结构物的刚度与强度，使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大的延性，从而可以通过塑性变形吸收更多地震输入能量，使结构物至少保证至少“坏而不倒”。延性越好,抗震越好.在设计中，可以通过构造措施和耗能手段来增强结构与构件的延性，提高抗震性能。 第2章场地与地基 1、场地土的固有周期和地震动的卓越周期有何区别和联系？ 由于地震动的周期成分很多，而仅与场地固有周期T接近的周期成分被较大的放大，因此场地固有周期T也将是地面运动的主要周期，称之为地震动的卓越周期。 2、为什么地基的抗震承载力大于静承载力？ 地震作用下只考虑地基土的弹性变形而不考虑永久变形。地震作用仅是附加于原有静荷载上
浅谈抗震概念设计的重要性 摘要本文结合规范浅谈在抗震设计中概念设计的必要性、依据和来源、特点、应用 关键词总体地震效应薄弱层抗震设计概念设计 一、概述 目前，建筑抗震理论远未达到十分科学严密，单靠理论计算很难使建筑物具有良好的抗震能力，而着眼于建筑总体抗震能力的“概念设计”则愈来愈受到工程界的普遍重视，它在我国的抗震设计规范也开始有所体现。下面我就概念设计几点进行探讨。 二、抗震设计不确定因素 1. 地震发生的时间、地点和强度是不确定的，而且在某一次实际发生的地震中，方圆几千米区域内的地震加速度变化很大，表现出很强的离散型和不确定性。但实际设计时，往往是某一行政区域内所采用的地震作用参数确定的，例如，北京市为8度（0.2g，第一组，对于Ⅱ类场地设计特征周期为0.35s）设防区，上海为7度（0.1g，第一组，对于二类场地土为0.35s）设防区等，设计所采用的理论化结果和实际可能发生的地震作用之间不可能一致。就现阶段而言，结构抗震设计实际上只是一种校核或验算，即对给定结构的尺寸，给定预测的地震作用，验算结构是否满足强度和变形要求。即使考虑了结构构造措施的作用，也是在假定的地震作用条件下考虑的。由于地震的发生是未知的，一旦实际发生的地震大于预先假定的地震作用，结构就难以达到预先设计的安全性。 2. 结构理论本身也存在着许多不确定性，例如:结构构件材料性能、截面几何参数和计算模式的精度的不确定性导致结构构件抗力的不确定性，在结构整体分析中采用简化计算分析模型所引起的误差导致的不确定性，以及场地土类型的不确定性等。这些不确定性反映在工程设计方面，主要表现在以下几方面（1）结构分析的影响；（2）材料的影响；（3）阻尼系数的变化。（4）基础差异沉降的影响（5）地基承载力的影响（6）持续荷载的影响。 由此可见，由于地震作用的不确定性和复杂性，以及结构计算模型的基本假定与实际受力情况的不一致性，仅靠计算分析得出的数据进行的抗震设计即计算设计（或称为数值计算）所设计出的结构必然缺乏对不同地震作用的适应性，很难有效的控制结构的抗震性能。总结历次大地震灾害的经验教训，人们发现，在抗震设计时不能完全依赖计算，概念设计比计算设计更为重要，《建筑抗震设计规范》（GBJ 11-08）的条文说明中明确提出“结构抗震性能的决定因素是良好的概念设计”. 三、概念设计的定义及原则
建筑结构抗震设计的要点分析 提要：本文主要针对建筑结构抗震设计的要点展开了分析，对建筑混凝土框架结构抗震薄弱的部位作了详细的概述，并给出了一系列提高混凝土框架结构抗震性能的措施，以期能为有关方面的需要提供有益的参考借鉴。 近年来，随着我国地震灾害的频繁发生，建筑抗震设计成为了我国建筑结构设计一个新的重要发展方向。但是由于实际操作经验缺乏经验，建筑抗震设计存在着一定的薄弱环节，是需要相关的工作人员给予足够的重视，并采取有效措施提高建筑抗震的性能，以减轻地震灾害对建筑的破坏。 1 混凝土框架结构抗震薄弱部位 1.1 从震害中找出结构薄弱部位 某次地震中，多层混凝土框架教学楼的倒塌，使我们对混凝土框架结构的抗震性能有了进一步的认识。根据地震现场的调查，混凝土框架结构的震害大致如下：6、7度区，底层柱上下端出现斜裂缝，并且柱头比柱脚更厉害。8、9度区，底层柱上下端保护层混凝土脱落，箍筋拉脱，柱心混凝土被压碎，纵筋压成灯笼状。二层柱端及底层梁端也出现不同程度的开裂。在地震中倒塌的框架结构，估计也是底层柱上下端先出现斜裂缝，最后被折断的，只不过整个过程时间很短。不难判断：框架结构薄弱层在底层，底层柱是薄弱构件，底层柱的上下端是最薄弱的部位。震害同时表明：在底层柱中存在某些比较薄弱的柱，地震作用下，这些柱的柱端首先出现斜裂缝，最先形成塑
性铰，使整个结构内力重新分布，导致底层柱逐根被击破，引起连续倒塌。 1.2 从结构分析中确定结构薄弱部位 混凝土框架结构抗震有其特性，与带有剪力墙的其他混凝土结构相比，框架结构侧向刚度小，变形能力强。对抗震有利的是吸收地震总能量少，不利的是抗侧力能力差。框架唯一的竖向构件——柱的侧向刚度比剪力墙的墙肢小得多，比梁板组成的楼层平面刚度也小很多。地震通过地层土晃动框架楼房，刚度大而且质量集中的各楼层就会前后左右来回移动，产生楼层水平地震剪力，这些力由梁传给柱。结构的整体变形主要是各楼层按一定的振型和周期往复侧移。柱本身刚度较小，其竖向变形被动地随各楼层。梁属于楼层的一部分，变形较小。框架的水平地震力和侧移变形主要来自梁板，而抗侧力和侧移主要靠柱。在结构分析中，若忽视板对梁刚度的影响是不现实的，尤其是一起现浇的梁板。相对于梁来说，柱是薄弱构件。因此，“强柱弱梁”便成为框架结构抗震设计的基本原则之一。 框架结构底层柱托起整栋楼房，除了承受整栋楼全部垂直力外，还要承受地震产生的水平力。结构分析显示：底层任何一根柱的轴力、剪力及弯矩都比上层柱大，底层柱比上层柱更容易被破坏。底层柱上下端弯矩最大，成为整个框架结构内力最大的部位，也就是最薄弱的部位。不难理解：为什么地震时，首先出现裂缝的总是底层柱上下端。各楼层抗剪承载力分析结果表明，底层抗剪承载力最小，验证了底层是抗震薄弱层。底层柱既是框架结构抗震的“中流砥柱”，又是薄弱
《建筑结构抗震》课程大纲课程代码CV405 课程名称中文名：建筑结构抗震 英文名：Seismic Design of Buildings 课程类别专业课修读类别专业必修 学分 2 学时32 开课学期第6学期 开课单位船舶海洋与建筑工程学院土木工程系 适用专业土木工程专业 先修课程结构力学、钢筋混凝土结构、土力学与基础工程、砌体结构 教材及主要参考书1.郭继武, 建筑抗震设计, 中国建筑工业出版社，2011， 9787112050239. 2.(新西兰) T. 鲍雷, (美) M. J. N. 普里斯特利著, 钢筋混凝土和砌 体结构的抗震设计, 中国建筑工业出版社, 2011, ISBN: 9787112125005. 3.建筑结构抗震设计理论与实例, 同济大学出版社, 2011, ISBN: 7560824447. 4.Anil K. Chopra. 结构动力学理论及其在地震工程中的应用，第三 版，2009，ISBN：9787302202189 一课程简介 《建筑结构抗震》是土木工程专业本科生的专业核心课程，是一门理论与实践并重，涉及到地震概念、场地影响、结构动力分析以及各类建筑抗震设计多学科交叉的重要专业课程。 通过本课程的学习，使学生了解建筑抗震设计的发展历史以及在工程设计中的重要地位。能够掌握建筑抗震设计的基本原则、计算方法和设计要求，并具有把这些知识应用到一般工程抗震设计中的能力，为成为一名卓越结构工程师打下坚实的基础。 二本课程所支撑的毕业要求 本课程支撑的毕业要求及比重如下： 序号毕业要求指标点毕业要求指标点具体内容支撑比重 1 毕业要求2. 2 基于所学的工程科学的基本原理和方 法，并结合文献查阅，能够针对复杂 土木工程问题进行分析和建模，并获 得有效结论，且能试图改进。 55% 2 毕业要求3.1 具有完成土木工程结构构件、节点和 单体的设计能力。 45%
一、判断(共计22.5分,每题2.5分) 1、横波只能在固态物质中传播． A. 正确 B. 错误 2、建筑场地类别主要是根据场地土的等效剪切波速和覆盖厚度来确定的 A. 正确 B. 错误 3、防震缝两侧结构类型不同时，宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽 A. 正确 B. 错误 4、对多层砌体房屋，楼层的纵向地震剪力皆可按各纵墙抗侧移刚度大小的比例 A. 正确 B. 错误 5、振型分解反应谱法只能适用于弹性体系 A.正确 B. 错误 6、地震作用下，绝对刚性结构的绝对加速度反应应趋于零 A. 正确 B.错误 7、多层砌体房屋应优先采用纵墙承重体系。 A. 正确 B. 错误 8、质量、刚度明显不对称、不均匀结构，应考虑水平地震作用的扭转影响。 A. 正确 B. 错误
9、在截面抗震验算时，其采用的承载力调整系数一般均小于1 A. 正确 B. 错误 二、单选(共计77.5分,每题2.5分) 10、框架—抗震墙结构布臵中，关于抗震墙的布臵，下列哪种做法是错误的：（） A. 抗震墙在结构平面的布臵应对称均匀 B. 抗震墙应沿结构的纵横向设臵 C. 抗震墙宜于中线重合 D 抗震墙宜布臵在两端的外墙 11、考虑内力塑性重分布，可对框架结构的梁端负弯矩进行调幅（） A.梁端塑性调幅应对水平地震作用产生的负弯矩进行 B.端塑性调幅应对竖向荷载作用产生的负弯矩进行 C. 梁端塑性调幅应对内力组合后的负弯矩进行 D.梁端塑性调幅应只对竖向恒荷载作用产生的负弯矩进行 12、大量震害表明，多层房屋顶部突出屋面的电梯间、水箱等，它们的震害比下面主体结构严重。在地震工程中,把这种效应称为（）。 A. 扭转效应 B.鞭端效应 C. 共振 D.主体结构破坏 13、在《建筑抗震设计规范》中，设计反应谱的具体表达是地震影响系数α曲线，其中当结构自振周期在0.1s~Tg之间时，反应谱曲线为（） A. 水平直线 B. 斜直线 C. 抛物线 D. 指数曲线
44、场地 参考答案： 指工程群体所在地，具有相似的反应谱特征。其范围相当于厂区，居民小区和自然村或不小于1.0 km2的平面面 45、反应谱 参考答案： 单自由度弹性体系在给定的地震作用下，某个最大反应量与体系自振周期的关系曲线 46、地震波 参考答案： －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，这就是地震波，地震波是一种弹性波 47、强柱弱梁 参考答案： 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。 48、动力自由度 参考答案： 简单的说就是自由度。是用了确定一个体系在振动过程中全部质量的位置所需独立几何参数的数目。 49、二阶效应 参考答案： 相对钢筋混凝土结构房屋，钢结构房屋较揉，容易产生较大的侧向变形。在这种情况下，重力荷载与侧向位也即所谓的二阶效应。 50、场地土的液化 参考答案： 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。 51、基本烈度 参考答案： 50年期限内，一般场地条件下，可能遭受超越概率10％的烈度值 52、等效剪切波速 参考答案： 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 53、重力荷载代表值 参考答案： 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。
54、什么是楼层屈服强度系数？怎样判别结构薄弱层位置？ 参考答案： 什么是楼层屈服强度系数？怎样判别结构薄弱层位置？ 答：楼层屈服承载力系数是按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力和按罕遇地震剪力的比值，它反映了结构中楼层的承载力与该楼层所受弹性地震剪力的相对关系。5分 薄弱层位置的确定：楼层屈服承载力系数沿高度分布均匀的结构可取底层为薄弱层；楼层屈服承载的结构，可取该系数最小的楼层和相对较小的楼层为薄弱楼层，一般不超过2～3处；单层厂房， 55、什么是鞭端效应，设计时如何考虑这种效应？ 参考答案： 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，震为鞭端效应；（5分）设计时对突出屋面的小建筑物的地震作用效应乘以放大系数3，但此放大系 56、简述框架节点抗震设计的基本原则。 参考答案： 1、节点的承载力不应低于其连接构件的承载力； 2、多遇地震时节点应在弹性范围内工作； 3、罕遇地震时节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递； 4、梁柱纵筋在节点区内应有可靠的锚固； 5、节点配筋不应使施工过分困难。 57、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？ 参考答案： 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 58、简述两阶段三水准抗震设计方法 参考答案：
浅谈日本建筑抗震技术 摘要：日本每年发生有感地震约1000多次，其中6级以上的地震每年至少发生1次。频繁的地震灾害使日本的抗震技术快速发展、完善，并形成了比较完整的技术体系。本文将介绍日本建筑抗震技术体系的各个方面，希望能为同样是地震重灾国的我国，提供借鉴，引起更多研究者的思考。 关键词：耐震，减振，免震,强震观测，振动台 0引言 据我国国家地震台网测定，北京时间2011年1月3日4时20分，在智利中部发生7.1级地震。这是距离我们最近的一次大地震。地震一直是伴随着人类文明发展的重大自然灾害之一。日本是世界公认的地震重灾国，每年发生有感地震约1000多次，全球10%的地震均发生在日本及其周边地区。其中6级以上的地震每年至少发生1次。[1]如图1、2所示。然而，频繁的地震灾害，却使日本的抗震技术快速发展、完善，并形成了比较完整的技术体系。自1998年至2007年，日本共发生震级为6.0以上的地震199次，约占全球同等规模地震总数961的20.7%左右，但由其导致的灾害死亡人数仅占世界的9%(中国却占约30%)。由此可见，日本抗震技术体系的先进与完善。 图1 全球地震分布图2 日本周边发生过的地震 1.日本的地理概况 日本位于亚欧大陆东端，陆地面积377880平方公里。由于日本列岛正好位于亚欧板块与太平洋板块交界处，按照地质板块学说，太平洋板块比较薄，密度比较大，而位置相对低一些。当太平洋板块向西呈水平移动时，它就会俯冲到相邻的亚欧板块之下。于是，当亚欧板块与太平洋板块发生碰撞、挤压时，两大板块交界处的岩层便出现变形、断裂等运动，从而产生火山爆发、地震等。 2.日本建筑抗震发展历史 由于日本地震多发，很早日本就对建筑的抗震性能进行研究。早在一百多年前，1891年浓尾大地震砖结构建筑被毁严重时，就开始探讨采取什么措施，来抵御地震破坏。 20世纪初，日本学者大森房吉提出近似分析地震动影响的静力计算法。日本从美国引进钢结构和钢筋混凝土结构技术后，不久，日本的钢结构建筑创始人、东京大学教授佐野利器于1914年发表了《家屋抗震结构论》。首先提出了“抗震结构”的概念，并创造性提出了用“静态”的水平力，代替“动态”的地震力的“度震法”，来进行建筑结构的抗震计算，为现代结构抗震的计算奠定了基础。
关于结构抗震设计的若干概念说明 上海爱建建筑设计院有限公司蒋浩良 一、重要概念： 1、抗震设计： 抗震设计主要包括：概念设计、抗震计算（包括荷载计算、地震作用计算、抗力计算等）、抗震措施（包括抗震构造措施）。 2、抗震计算与上机计算： ①地震作用计算是结构抗震设计的重要内容，是进行构件截面设计的重要依据。 抗震计算区别抗震验算(包括多遇地震作用下的截面抗震验算、变形验算)。 ②上机计算：除了“地震作用计算和抗力计算”外，计算程序还要根据规范要求进行地震效应放大和配 筋调整等内容。 3、抗震措施与抗震构造措施： 抗震措施：除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措施。 抗震构造措施：一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。抗震构造措施用来确保结构的整体性、加强局部薄弱环节并保证抗震计算结果的有效性。 砌体结构：抗震措施依据房屋高度、结构形式、抗震设防标准等确定。 其他结构形式：抗震措施依据结构形式、抗震设防烈度等确定。 二、抗震设防标准的调整： 《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)第3.0.3条——调整地震作用计算所用设防标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第3.3.2条、3.3.3条。——调整抗震构造措施所用设防标准 结论：1）由上表可见，影响房屋抗震设防标准的主要因素有：本地区的抗震设防烈度、设计地震动参数
（基本地震加速度）、建筑场地类别和建筑抗震设防类别。 2）上表调整后的设防标准主要用于确定结构的抗震等级。 三、结构抗震分析内容： 1、小震弹性：采用两个不同力学模型，并对其计算结果进行分析比较。《抗规》3.6.6条 计算内容：指标计算（刚性楼板假定）、配筋计算（弹性楼板假定，考虑双向地震或偶然偏心）。 弹性时程分析法（多遇地震下）——《抗规》5.1.2条-3，与振型反应谱法计算结果进行比较 2、中震不屈服：（中震计算包括中震弹性和中震不屈服两部分设计） ①保证基底不出现拉应力，复核底部加强部位配筋并验算结构的抗倾覆。同时运用该计算结果对小震时 底部加强部位的配筋进行复核，取两者计算的较大值进行实际配筋。 3、大震不倒： 弹塑性时程分析法(罕遇地震下结构的变形)。《抗规》5.1.2条-4，5.5.2条-2。 静力弹塑性分析方法——PKPM_PushOver 动力弹塑性分析方法(弹塑性时程分析法)——PKPM-Sausage，EPDA等。 四、构造要求 1.楼板连接薄弱处除了采用SLABCAD（单独计算）、PMSAP（与整体一起计算）复杂楼板有限元分析外， 还应采取相应的构造措施（楼板加厚，双面双向配筋加强），内凹过深处可适当增加楼板宽度或梁。2.地下室作为嵌固端，其上一层当为框架——抗震墙结构时，弹性层间位移角限值控制在1/2000。 上海《抗震设计规程》表5.5.1条。 3．结构存在设备层，造成上下侧向刚度不连续，对刚度小的楼层地震剪力应乘以不小于1.15的增大系数。 上海《抗震设计规程》3.4.4条-2。 《高规》3.5.8条，乘以1.25的增大系数。
第一章的习题答案 1.震级是衡量一次地震强弱程度（即所释放能量的大小）的指标。地震烈 度是衡量一次地震时某地区地面震动强弱程度的尺度。震级大时，烈度就高；但某地区地震烈度同时还受震中距和地质条件的影响。 2.参见教材第10面。 3.大烈度地震是小概率事件，小烈度地震发生概率较高，可根据地震烈度 的超越概率确定小、中、大烈度地震；由统计关系：小震烈度＝基本烈度－1.55度；大震烈度＝基本烈度＋1.00度。 4.概念设计为结构抗震设计提出应注意的基本原则，具有指导性的意义； 抗震计算为结构或构件达到抗震目的提供具体数据和要求；构造措施从结构的整体性、锚固连接等方面保证抗震计算结果的有效性以及弥补部分情况无法进行正确、简洁计算的缺陷。 5.结构延性好意味可容许结构产生一定的弹塑性变形，通过结构一定程度 的弹塑性变形耗散地震能量，从而减小截面尺寸，降低造价；同时可避免产生结构的倒塌。 第二章的习题答案 1.地震波中与土层固有周期相一致或相近的波传至地面时，其振幅被放 大；与土层固有周期相差较大的波传至地面时，其振幅被衰减甚至完全过滤掉了。因此土层固有周期与地震动的卓越周期相近， 2.考虑材料的动力下的承载力大于静力下的承载力；材料在地震下地基承 载力的安全储备可低于一般情况下的安全储备，因此地基的抗震承载力高于静力承载力。 3.土层的地质年代；土体中的粘粒含量；地下水位；上覆非液化土层厚度； 地震的烈度和作用时间。 4.a 中软场地上的建筑物抗震性能比中硬场地上的建筑物抗震性能要差 （建筑物条件均同）。 b. 粉土中粘粒含量百分率愈大,则愈容易液化. c．液化指数越小，地震时地面喷水冒砂现象越轻微。 d．地基的抗震承载力为承受竖向荷载的能力。
《结构抗震设计》简答题及名词解释答案 1、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。 2、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)求岀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)将这些效应进行组合，以求得结构的地震作用效应。 3、简述抗震设防烈度如何取值。 答：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。 4、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。 5、简述钢筋混凝土结构房屋的震害情况。 答：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； 4.填充墙的震害； 5.抗震墙的震害。 6.采用底部剪力法计算房屋建筑地震作用的适用范围？在计算中，如何考虑长周期结构高振型的影响？ 答：剪力法的适用条件： (1)房屋结构的质量和刚度沿高度分布比较均匀； 2)房屋的总高度不超过40m; (3)房屋结构在地震运动作用下的变形以剪切变形为主； (4)房屋结构在地震运动作用下的扭转效应可忽略不计； T >1 4T 为考虑长周期高振型的影响，《建筑抗震设计规范》规定：当房屋建筑结构的基本周期1■ g时， 在顶部附加水平地震作用，取^F n二rF Ek 再将余下的水平地震作用(1一7 )F Ek分配给各质点： F i (1_、：n)F Ek ' G j H j j吐 结构顶部的水平地震作用为F n和■F n之和。
地震按其成因分为哪几种类型按其震源的深浅又分为哪几种类型答：构造地震、火山地震、陷落地震、爆炸地震、诱发地震。 浅源地震、中源地震、深源地震。 什么是地震波地震波包含了哪几种波各种地震波各自的传播特点是什么，对地面和建筑物的影响如何 答：地震引起的振动以弹性波的形式从震源向各个方向传播并释放能量（波动能），这就是地震波。它包括体波和面波。特点：体波中，纵波周期短，振幅小，速度快，产生颠簸，可以在固体液体中传播。横波周期长，振幅大，只能在固体中传播，产生摇晃。 面波振幅大，周期长，只能在地表附近传播，能量大，破坏大，产生颠簸摇晃。故面波的危害最大。 什么是震级什么是烈度、基本烈度和抗震设防烈度三种烈度如何确定 答：震级是表征一次地震大小或强弱的等级，是地震释放能量多少的尺度。 烈度：表示某一地点地面震动的强烈程度或者说地震影响的强弱程度。确定方法：当设计基准期为五十年时，50年内众值烈度的超越概率为%，这就是第一水准的烈度。
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。确定方法：一般情况下，取50年内超越概率10% 的地震烈度，为第二水准烈度。 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。确定方法：一般情况下，取50年内超越概率10% 的地震烈度。确定方法：它所产生的烈度在50年内的超越概率为2%，作为第三水准烈度。 基本烈度与众值烈度相差度，基本烈度与罕遇烈度相差1度。 简述众值烈度、基本烈度和罕遇烈度的划分及其关系。 答：当设计基准期为五十年时，50年内众值烈度的超越概率为%，这就是第一水准的烈度。一般情况下，取50年内超越概率10% 的地震烈度，为第二水准烈度。烈度在50年内的超越概率为2%，作为第三水准烈度。基本烈度与众值烈度相差度，基本烈度与罕遇烈度相差1度。 何谓“抗震概念设计” “抗震概念设计”包括哪些方面的内容答：定义：抗震概念设计是根据地震灾害和工程经验等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的过程。内容：1、选择对抗震有利的建筑场地避开不利和危险地段。2、合理进行建筑平立面布置（规则、对称、均匀）。3、选择合理结构体系包
《结构抗震设计》简答题及名词解释答案 １、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。 ２、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）将这些效应进行组合，以求得结构的地震作用效应。 ３、简述抗震设防烈度如何取值。 答：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。 ４、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。 ５、简述钢筋混凝土结构房屋的震害情况。 答：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； 4. 填充墙的震害； 5. 抗震墙的震害。 6、采用底部剪力法计算房屋建筑地震作用的适用范围？在计算中，如何考虑长周期结构高振型的影响？ 答：剪力法的适用条件： （1）房屋结构的质量和刚度沿高度分布比较均匀； （2）房屋的总高度不超过40m ； （3）房屋结构在地震运动作用下的变形以剪切变形为主； （4）房屋结构在地震运动作用下的扭转效应可忽略不计； 为考虑长周期高振型的影响，《建筑抗震设计规范》规定：当房屋建筑结构的基本周期 g T T 4.11>时，在顶部附加水平地震作用，取 Ek n n F F δ=? 再将余下的水平地震作用Ek n F )1(δ-分配给各质点： Ek n n j j j i i i F H G H G F )1(1δ-= ∑= 结构顶部的水平地震作用为n F 和n F ?之和。 7、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？
河南工程学院 2017年秋《建筑结构抗震》期末试题 批次专业：2016年春季-建筑工程技术(高起专)课程：建筑结构抗震 设计(高起专)总时长：180分钟 1. ( 单选题 ) 下列哪种不属于地震波的传播方式（）(本题 2.5分) A、P波 B、S波 C、L波 D、M波 学生答案： 标准答案：D 解析： 得分：0 2. ( 单选题 ) 罕遇烈度50年的超越概率为(本题2.5分) A、2-3％ B、20％ C、10％ D、5％ 学生答案： 标准答案：A 解析：
得分：0 3. ( 单选题 ) 震级相差一级，能量就要相差（）倍之多(本题2.5分) A、 2 B、10 C、32 D、100 学生答案： 标准答案：C 解析： 得分：0 4. ( 单选题 ) 下面哪个不属于影响土的液化的因素？（）(本题2.5分) A、土中黏粒含量 B、上覆非液化土层厚度和地下水位深度 C、土的密实程度 D、地震烈度和震级 学生答案： 标准答案：D 解析： 得分：0 5. ( 单选题 ) 抗震设计原则不包括:（）(本题2.5分)
A、小震不坏 B、中震可修 C、大震不倒 D、强震不倒 学生答案： 标准答案：D 解析： 得分：0 6. ( 单选题 ) 框架结构中布置填充墙后，结构的基本自振周期将(本题2.5分) A、增大 B、减小 C、不变 D、说不清 学生答案： 标准答案：B 解析： 得分：0 7. ( 单选题 ) 钢筋混凝土房屋的抗震等级应根据那些因素查表确定（）(本题2.5分) A、抗震设防烈度、结构类型和房屋层数 B、抗震设防烈度、结构类型和房屋高度
C、抗震设防烈度、场地类型和房屋层数 D、抗震设防烈度、场地类型和房屋高度 学生答案： 标准答案：B 解析： 得分：0 8. ( 单选题 ) 下列哪项不属于地震动的三要素(本题2.5分) A、震幅 B、震级 C、频谱 D、持时 学生答案： 标准答案：B 解析： 得分：0 9. ( 单选题 ) 体波可以在地球内部和外部传播。（）(本题2.5分) A、 B、 学生答案： 标准答案：B 解析： 得分：0 10. ( 单选题 ) 钢筋混凝土构造柱可以先浇柱，后砌墙。（）(本题2.5分)
地大《建筑结构抗震设计原理》在线作业二17春 一、单选题 1、A 2、A 3、B 4、B 5、C 一、单选题（共20 道试题，共80 分。）V 1. 以下关于多层砌体房屋抗震缝设置的叙述，何项是正确的？（） A. 抗震缝两侧应布置墙体； B. 抗震缝应使房屋以屋盖、墙体、楼盖到基础全部断开； C. 抗震缝宽度应大于沉降缝宽度； D. 抗震缝宽度应符合沉降缝宽度的要求 正确答案：A 2. 关于地震的震级，下列说法哪种是不正确的（）。 A. 震级是指地震时，某点地面震动的强烈程度 B. 地震的震级是衡量一次地震大小的等级 C. 地震的震级与地震时某规定地点地面最大水平位移有关 D. 震级相差1级，地震释放能量要相差32倍 正确答案：A 3. 根据大量资料分析，我国在设计基准期50年内（）的超越概率为10%。 A. 多遇烈度 B. 基本烈度 C. 罕遇烈度 D. 众值烈度 正确答案：B 4. 在对建筑物进行抗震设防的设计时，根据以往地震灾害的经验和科学研究的成果首先进行( )设计。 A. 极限 B. 概念 C. 构造 D. 估算 正确答案：B 5. 为提高框架柱端部和梁柱结点在地震时的延性，柱端箍筋加密区长度应取（）。 A. 不小于1500mm和柱截面长边尺寸 B. 不小于柱长边尺寸、柱净高的1/6和1000mm的最小值 C. 不小于柱长边尺寸、柱净高的1/6和500mm的最大值 D. 对所有框架的角柱应沿柱全高加密箍筋 正确答案：C 6. 某丙类建筑所在场地为Ⅰ类，设防烈度为6度，其抗震构造措施应按何项要求处理？( ) A. 7度 B. 5度 C. 6度 D. 处于不利地段时，7度 正确答案：C 7. 在城市规划中,当城市处于( )的地震区内时,城市建设要考虑防震措施。 A. 六度及六度以上
1．单自由度质量、抗侧刚度和自振周期的关系？ 2．固有圆频率的定义？公式？双自由度?有阻尼振动圆频率的定义？ 固有圆频率：2π秒内振动的次数。 ωf：有阻尼作用下2π秒内振动的次数，它不一定等于其固有圆频率。3．临界阻尼系数？阻尼比的定义？钢筋混凝土结构阻尼比？钢结构阻尼比？ 临界阻尼系数：是完全抑制振荡的最小阻尼值，是振荡与不能振荡之间的分界线。 阻尼比：指阻尼系数与临界阻尼系数之比，表示结构体标准化的阻尼大小。 钢筋混凝土0.05/钢结构0.02 4．在强迫振动时什么时候发生共振？ 在外力荷载作用下，当强迫频率与结构体系的固有频率相同时，则发生共振。5．地震发生的原因？写出我国地震带？（地震就是地球内某处岩层突然破裂，或因局部岩层塌陷、火山爆发等发生了振动，并以波的形式传到地表引起地面的颠簸和摇晃，从而引起了地面的运动？ 6．震级？烈度？基本烈度？设防烈度？（地震震级是指按地震时所释放出的能力大小确定的等级标准。地震烈度表示地震对地表及工程建筑物影响的强弱程度。当以地震烈度为指标，按照某一原则，对全国进行地震烈度区划，编制成地震烈度区划图，并作为建设工程抗震设防依据时，区划图可标志烈度便被称为地震基本烈度。 7．抗震设防的要求？抗震设计方法？建筑物重要性分类和设防标准？（要求：小震不坏，中震可修，大震不倒。方法：第一阶段设计：按多遇地震烈度对应的地震作用效应和其他荷载效应的组合验算结构构件的承载能力和结构的
弹性变形。第二阶段设计：按罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹朔性变形。重要性分类：特殊设防类，重点设防类，标准设防类，适度设防类。设防标准：标准设防类，重点设防类，特殊设防类，适度设防类。）8．有利和危险地段？（有利：稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实。均匀的中硬土。危险地段：地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及地震断裂带上可能发生地表位错的部位。） 9．平面不规则的类型？竖向不规则的类型？（平面不规则的类型：扭转不规则，凹凸不规则，楼板局部不连续。竖向不规则的类型：侧向刚度不规则，竖向抗侧力构件不连续，楼层承载力突变。） 10．地震反应谱？地震动三要素？绘制地震影响系数谱曲线。（地震反应谱：相对位移反应谱，相对速度反应谱和绝对加速度反应谱总称为地震反应谱。 地震动三要素：峰值，频谱和持续时间。） 11．写出2质点体系周期计算公式？绘制2质点体系主振型。（P62/图6-6，公式6-13） 12．什么是主振型的正交性？ 某一振型的惯性力在另一振型上所做的功为零，通常称之为主振型的正交性。13．写出利用“顶点位移法”计算多质点体系周期的步骤。（基本原理：根据结构质量分布情况，将结构简化成有限个质点或无限个质点的悬臂直杆，求出以结构顶点位移△表示的结构基本频率的计算公式，只要知道结构体系的顶点位移，就可以计算出结构体系的基本频率或基本自振周期。） 14．写出利用振型分解法计算地震效应的步骤。（是以体系的振型作为基底，而以另一函数q（t）作为坐标，将原来偶联的多自由度微分方程组，变成几
《建筑结构抗震设计》期末考试复习题 一、名词解释 (1)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； (2)地震震级：表示地震本身大小的尺度，是按一次地震本身强弱程度而定的等级； (3)地震烈度：表示地震时一定地点地面振动强弱程度的尺度； (4)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； (10)建筑场地：建造建筑物的地方，大体相当于一个厂区、居民小区或自然村； (11)沙土液化：处于地下水位以下的饱和砂土和粉土在地震时有变密的趋势，使孔隙水的压 力急剧上升，造成土颗粒局部或全部将处于悬浮状态，形成了犹如“液化”的现象，即称为 场地土达到液化状态； (12)结构的地震反应：地震引起的结构运动； (13)结构的地震作用效应：由地震动引起的结构瞬时内力、应力应变、位移变形及运动加速 度、速度等；(14)地震系数：地面运动最大加速度与重力加速度的比值； (15)动力系数：单质点体系最大绝对加速度与地面运动最大加速度的比值； (16)地震影响系数：地震系数与动力系数的乘积； (17)振型分解法：以结构的各阶振型为广义坐标分别求出对应的结构地震反应，然后将对应 于各阶振型的结构反应相组合，以确定结构地震内力和变形的方法，又称振型叠加法； (18)基本烈度：在设计基准期（我国取50年）内在一般场地条件下，可能遭遇超越概率（10％）的地震烈度。 (19)设防烈度：按国家规定权限批准的作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。 (20)罕遇烈度：50年期限内相应的超越概率2％~3％，即大震烈度的地震。 (21)设防烈度 (22)多道抗震防线：一个抗震结构体系，有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作用； (24)鞭梢效应； (25)楼层屈服强度系数； (26)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； (27)等效总重力荷载代表值：单质点时为总重力荷载代表值，多质点时为总重力荷载代表值 的85%； (28)轴压比：名义轴向应力与混凝土抗压强度之比； (29)强柱弱梁：使框架结构塑性铰出现在梁端的设计要求；(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 二、简答题 1.抗震设防的目标是什么？实现此目标的设计方法是什么？ 答：目标是对建筑结构应具有的抗震安全性能的总要求。我国《抗震规范》提出了三水准的
《建筑结构抗震设计》习题集 一．填空题 1．地震按其成因可划分为（）、（）、（）和（）四种类型。 2．地震按地震序列可划分为（）、（）和（）。 3．地震按震源深浅不同可分为（）、（）、（）。 4．地震波可分为（）和（）。 5．体波包括（）和（）。 6．纵波的传播速度比横波的传播速度（）。 7．造成建筑物和地表的破坏主要以（）为主。 8．地震强度通常用（）和（）等反映。 9．震级相差一级，能量就要相差（）倍之多。 10．一般来说，离震中愈近，地震影响愈（），地震烈度愈（）。 11．建筑的设计特征周期应根据其所在地的（）和（）来确定。 12．设计地震分组共分（）组，用以体现（）和（）的影响。 13．抗震设防的依据是（）。 14．关于构造地震的成因主要有（）和（）。 15．地震现象表明，纵波使建筑物产生（），剪切波使建筑物产生（），而面波使建筑物既产生（）又产生（）。 16．面波分为（）和（）。 17．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（）、（）、（）、（）四个抗震设防类别。 18．《规范》按场地上建筑物的震害轻重程度把建筑场地划分为对建筑抗震（）、（）和（）的地段。 19．我国《抗震规范》指出建筑场地类别应根据（）和（）划分为四类。 20．饱和砂土液化的判别分分为两步进行，即（）和（）。 21．可液化地基的抗震措施有（）、（）和（）。 22．场地液化的危害程度通过（）来反映。 23．场地的液化等级根据（）来划分。 24．桩基的抗震验算包括（）和（）两大类。 25．目前，工程中求解结构地震反应的方法大致可分为两种，即（）和（）。 26．工程中求解自振频率和振型的近似方法有（）、（）、（）、（）。 27．结构在地震作用下，引起扭转的原因主要有（）和（）两个。 28．建筑结构抗震验算包括（）和（）。 29．结构的变形验算包括（）和（）。 30．一幢房屋的动力性能基本上取决于它的（）和（）。 31．结构延性和耗能的大小，决定于构件的（）及其（）。 32．（）是保证结构各部件在地震作用下协调工作的必要条件。 33．选择结构体系，要考虑（）和（）的关系。 34．选择结构体系时，要注意选择合理的（）及（）。 35．地震区的框架结构，应设计成延性框架，遵守（）、（）、（）、（）等设计原则。 36．在工程手算方法中，常采用（）和（）进行水平地震作用下框架内力的分析。 37．竖向荷载下框架内力近似计算可采用（）和（）。 38．影响梁截面延性的主要因素有（）、（）、（）、（）、（）和（）等。 39．影响框架柱受剪承载力的主要因素有（）、（）、（）、（）等。