《建筑抗震设计》平时作业

平时作业
一、名词解释
1、地震烈度：是指地震对地表及工程结构影响的强弱程度。

2、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。

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。

４、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ζa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征值。

6、场地覆盖层厚度：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:是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，ζN为砌体抗震抗剪强度的正应力影响系数。

10、剪压比:剪压比例为，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。

二、填空题
1、地震波包括在地球内部传播的体波和只限于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共划分为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T1>1.4T g时，在结构顶部附加ΔF n，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k表示地面运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。

８、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。

１０、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行，即初步判
别和标准贯入试验判别。

三、简答题
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。

答：（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。

答：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。

四、计算题
二质点体系如图所示，各质点的重力荷载代表值分别为m 1=60t ， m 2=50t ，层高如图所示。

该结构建造在设防烈度为8度、场地土特征周期T g =0.25s 的场地上，其水平地震影响系数最大值分别为αmax =0.16（多遇地震）和αmax =0.90（罕遇地震）。

已知结构的主振型和自振周期分别为
⎭⎬⎫⎩
⎨⎧=⎭⎬⎫⎩⎨⎧000.1488.01211X X ⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=⎭⎬⎫⎩⎨⎧000.1710.12221X X =1T 0.358s =2T 0.156s
要求：用底部剪力法计算结构在多遇地震作用下各层的层间地震剪力i V 。

提示：
=1T 0.1s ～g T 时，max αα=；
=1T g T ～5g T 时，max 9.01
αα⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=T T g ； g T T 4.11>且0.35g T <ｓ时，
07.008.01+=T n δ;
0.35~0.55g T =ｓ时,
10.080.01n T δ=+
解：T g < T 1= 0.358s<5T g ，α1=  ⎪ αmax =  ⎪ ⨯ 0.16=0.116
G eq = 0.85⨯ (60 + 50) ⨯ 9.8=916.3kN
F Ek= α1
G eq= 0.116⨯ 916.3 = 106.29kN
T1> 1.4T g= 1.4 ⨯ 0.25 = 0.35s ，T g= 0.25s< 0.35s
δn= 0.08T1+ 0.07 = 0.08⨯ 0.358 + 0.07 = 0.10
F1= G1H160 ⨯ 9.8 ⨯ 4F Ek(1- δn) = ⨯106.29⨯ (1- 0.10)= 35.87kN F2= G2H250 ⨯ 9.8 ⨯ 8F Ek(1- δn) = ⨯106.29⨯ (1- 0.10) = 59.79kN ∆F N= F Ekδn= 106.29 ⨯ 0.10 = 10.63kN
V2= F2+ ∆F N= 59.79 + 10.63=70.42kN
V1= F1+ V2= 35.87 + 70.42=106.29kN。