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建筑结构抗震设计试卷及答案 WTD standardization office【WTD 5AB-WTDK 08-WTD 2C】1、影响土层液化的主要因素是什么？影响土层液化的主要因素有：地质年代，土层中土的粘性颗粒含量，上方覆盖的非液化土层的厚度，地下水位深度，土的密实度，地震震级和烈度。土层液化的三要素是：粉砂土，饱和水，振动强度。因此，土层中粘粒度愈细、愈深，地下水位愈高，地震烈度愈高，土层越容易液化。2、什么是地震反应谱？什么是设计反应谱？它们有何关系？单自由度弹性体系的地震最大加速度反应与其自振周期的关系曲线叫地震（加速度）反应谱，以 Sa（T）表示。设计反应谱：考虑了不同结构阻尼、各类场地等因素对地震反应谱的影响，而专门研究可供结构抗震设计的反应谱，常以a（T），两者的关系为 a（T）=Sa（T）/g 3、什么是时程分析？时程分析怎么选用地震波？选用地震加速度记录曲线，直接输入到设计的结构，然后对结构的运动平衡方程进行数值积分，求得结构在整个时程范围内的地震反应。应选择与计算结构场地相一致、地震烈度相一致的地震动记录或人工波，至少2 条实际强震记录和一条人工模拟的加速度时程曲线 4、在多层砌体结构中设置圈梁的作用是什么？设置圈梁作用：加强纵横墙的连接，增加楼盖的整体性，增加墙体的稳定性，与构造柱一起有效约束墙体裂缝的开展，提高墙体的抗震能力，有效抵抗由于地震或其他原因所引起的地基均匀沉降对房屋的破坏作用。5、抗震设计为什么要尽量满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构 件”的原则？如何满足这些原则？“强柱弱梁”可有效的防止柱铰破坏机制的出现，保证结构在强震作用下不会整体倒塌；“强剪弱弯”可有效防止脆性破坏的发生，使结构具有良好的耗能能力；“强节点弱构件”，节点是梁与柱构成整体结构的基础，在任何情况下都应使节点的刚度和强度大于构件的刚度和强度。6、什么是震级？什么是地震烈度？如何评定震级和烈度的大小？震级是表示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。7、简述底部剪力法的适用范围，计算中如何鞭稍效应。震中距-地面上任何一点到震中的直线距离称为震中距。适用范围：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。为考虑鞭稍效应，抗震规范规定：采用底部剪力法计算时，对突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数3，此增大部分不应往下传递，但与该突出部分相连的构件应予以计入。9、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？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 10、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？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，而楼梯间墙体的横向支承少，受到地震作用时墙体最易破坏2）房屋端部和转角处，由于刚度较大以及在地震时的扭转作用，地震反应明显增大，受力复杂，应力比较集中；另外房屋端部和转角处所受房屋的整体约束作用相对较弱，楼梯间布置于此，约束更差，抗震能力降低，墙体的破坏更为严重 11、试述纵波和横波的传播特点及对地面运动的影响？纵波在传播过程中，其介质质点的振动方向与波的传播方向一致，是压缩波，传播速度快，周期较短，振幅较小；将使建筑物产生上下颠簸；（横波在传播过程中，其介质质点的振动方向与波的传播方向垂直，是剪切波，传播速度比纵波要慢一些，周期较长，振幅较大；将使建筑物产生水平摇晃 13、什么是地基液化现象？影响地基液化的因素？饱和砂土或粉土的颗粒在强烈地震下土的颗粒结构趋于密实，土本身的渗透系数较小，孔隙水在短时间内排泄不走而受到挤压，孔隙水压力急剧上升。当孔隙水压力增加到与剪切面上的法向压应力接近或相等时，砂土或粉土受到的有效压应力下降乃至完全消失，土体颗粒局部或全部处于悬浮状态，土体丧失抗剪强度，形成犹如液体的现象。影响因素：土层的地质年代，土的组成，土 层的相对密度，土层的埋深,地下水位的深度，地震烈度和地震持续时间 14 为什么要限制多层砌体房屋抗震横墙间距？（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平地震作用所需的刚度要求。15什么是建筑抗震三水准设防目标和两阶段设计方法？三水准：小震不坏，中震可修，大震不倒；两阶段：一，通过对多遇地震弹性地震作用下的结构截面强度验算，二，通过对罕遇地震烈度作用下结构薄弱部位的弹塑性变形验算，并采用相应的构造措施。16地震作用和一般静荷载有何不同？计算地震作用的方法可分为哪几类？不同：地震作用不确定性，不可预知，短时间的动力作用，具有选择性，累积性，重复性。方法：拟静力法，时程分析法，反应谱法，振型分解法。17什么是“类共振现象”？结构抗震设计中如何避免类共振的发生？类共振现象：当结构的基本自振周期与场地自振周期接近或相等时，结构的地震反应最大，使建筑灾害加大。设计时，应使结构的自振周期远离场地的卓越周期。18什么是“鞭梢效应”？用底部剪力法计算地震作用时如何考虑“鞭梢效应”的影响？当建筑物有突出屋面的小建筑，由于该部分的质量和刚度突然变小，使得突出屋面的地震反应特别强烈，其程度取决于突出物与建筑物的质量比和刚度比，以及场地条件等。采用底部剪力法时，宜乘以增大系数，不应往下传递，但与该突出部分相连的构件应予计入。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。7简述钢筋混凝土结构房屋的震害情况。共振效应引起的震害；结构布置不合理引起的震害；柱、梁和节点的震害；填充墙和抗震墙的震 三、名词解释 1、构造地震:由于地壳构造运动造成地下岩层断裂或错动引起的地面振动 2、基本烈度: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 3、重力荷载代表值:结构或构件永久荷载标准值与有关可变荷载的组合值之和 4、反应谱：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 5、地震影响系数:单质点弹性体系在地震时的最大反应加速度与重力加速度的比值 剪切波：就是横波。形象的说是质点振动的方向垂直于振动传播方向的一种波，有波峰、波谷（光波）。与之相对的就是纵波，有疏密的（声波）。6.动力自由度：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。鞭梢效应：建筑物在受到地震作用的时候，顶部突出的小房间，因为质量刚度均相对主体结构小，在振动每一个来回的转折瞬间，容易形成较大的速度，产生严重的破坏。（像鞭子的尖端一样。在甩鞭子转向的过程中尖端会产生很大的速度，同样这种情况也发生在建筑结构上）重力荷载代表值：建筑抗震设计时使用的重力荷载。一般是恒载标准值和活载标准值的组合。抗震概念设计：为了保证结构具有足够的抗震可靠性，在进行结构的抗震设计时必须考虑各种银色的影响，着重从建筑物的总体上进行抗震设计。抗震等级 设计部门依据国家有关规定，按“建筑物重要性分类与设防标准”，根据烈度、结构类型和房屋高度等，而采用不同抗震等级进行的具体设计。抗震承载力调整系数E 用以反映不同材料和受力状态的结构构件具有不同的抗震可靠指标。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执行。地基土抗震承载力 地基土抗震承载力aaaeff，a为地基土的抗震承载力调整系数，af为深宽修正后的地基承载力特征值。重力荷载代表值 结构抗震设计时的基本代表值，是结构自重和有关可变荷载的组合值之和。强柱弱梁 结构设计时希望梁先于柱发生破坏，塑性铰发生在梁端，而不是柱端 震中距-地面上任何一点到震中的直线距离称为震中距。环太平洋地震带和欧亚地震带 地震造成的破坏有地裂缝，滑坡塌方，沙土液化和软土震陷 沙土液化地震时，由于瞬间突然受到巨大地震力的强烈作用，沙土层中的空隙水来不及排出，空隙压突然升高，致使沙土层突然呈现出液态的物理形状，导致地基承载力大大下降，使地面建筑物在形成的流沙中下沉，产生极大的破坏。一般认为，地震时的喷沙冒水现象，也是埋在地下的沙土层产生液化的结果。地下水位的影响 宏观震害现象表明，水位越浅，震害越重。在不同的地基中，地下水位的影响程度也有所差别，对柔软土层的影响最大，粘性土次之，对卵砾石、碎石、角砾土则影响较小。尤其是当地下水深15m 时，对震害的影响最为明显，当地下水位较深时，则影响不再显着。场地即指工程群体所在地，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 km2的平面面积。建筑场地覆盖层厚度的确定，应符合下列要求：一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s 的土层顶面的距离确定。当地面 5m 以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速倍的土层，且其下卧岩土的剪切波速均不小于 400m/s 时，可取地面至该土层顶面的距离作为覆盖层厚度。剪切波速大于 500m/s 的孤石、透镜体，应视同周围土层。土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖土层中扣除。8影响砂土液化的因素有哪些？答：影响砂土液化的因素：（1）沙土的组成（2）相对密度（3）土层的埋深（4）地下水位（5）地震烈度大小和地震持续时间 影响土的液化的因素有：（1）地质年代（2）土中黏粒含量（3）上覆非液化土层厚度和地下水位深度（4）土的密实程度（5）土层埋深（6）地震烈度和震级