建筑结构抗震设计5
建筑结构抗震设计(第三版)习题解答1-5章
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。
5. s m v m 5.2444208.32602.82008.51802.220=+++=因m v 小于s m 250，场地为中软场地。
6. 设计地震分组为第二组，烈度为7度，取80=N砂土的临界标贯值：[])(1.09.00w s cr d d N N -+=，其中m d w 5.1=土层厚度：第i 实测标贯点所代表的土层厚度的上界取上部非液化土层的底面或第1-i 实测标贯点所代表土层的底面；其下界取下部非液化土层的顶面或相邻实测标贯点的深度的均值。
建筑结构的抗震设计原则
建筑结构的抗震设计原则地震是自然灾害中最具破坏力的一种，对于建筑结构的安全性和抗震能力提出了极高的要求。
因此，在建筑结构设计中，抗震成为了设计的重要考虑因素。
下面将介绍建筑结构抗震设计的原则和方法。
一、合理布局和形式选择合理的布局和形式选择对于建筑结构的抗震性能起着至关重要的作用。
建筑结构应根据地震区域的地震烈度、地质条件和建筑用途等因素，采用合适的结构形式，如框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构等。
此外，建筑的布局应符合比较合理的平面布置，如避免设置过大的进深和长而窄的结构体等。
二、强度设计与刚度设计抗震设计的基本原则是结构的强度和刚度要足够大，以保证在地震荷载作用下结构不产生破坏。
强度设计是指将地震力转化为结构所承受的设计荷载，使结构在地震作用下具备足够的强度抵抗破坏。
刚度设计是指结构的刚度大小，刚结构的作用抵御弹性阶段地震作用，从而减小结构的变形。
三、抗震设计的减震措施减震措施是提高结构抗震能力的关键措施之一。
常用的减震措施有阻尼器、摩擦装置、隔震设备等。
阻尼器能够通过吸收和消散地震能量的方式减小结构响应，提高结构的耗能能力。
摩擦装置主要通过摩擦效应减小结构的振动，降低地震反应。
隔震设备则通过隔离结构和地震的接触，减小地震对结构的影响。
四、结构的健康监测与维护建筑结构的健康监测与维护是保证抗震能力的长期有效性的重要环节。
应定期对建筑结构进行检测和评估，及时发现和处理潜在的结构问题，确保结构的正常运行和安全性。
同时，结构的维护也十分重要，及时修补或更换老化、损坏的部件，保持结构的完整性和强度。
五、科学的材料选择和施工工艺材料的选择和施工工艺对于建筑结构的抗震性能有着重要的影响。
应选择抗震性能良好、质量可靠的材料，并按照相关规范和标准进行施工，确保结构的质量和安全。
此外，应注重施工过程中的质量控制和安全管理，避免施工质量问题导致结构的失效。
总之，建筑结构的抗震设计是确保建筑安全的基本要求。
合理布局、强度设计、减震措施、健康监测与维护以及科学材料选择和施工工艺是保证建筑结构抗震性能的关键措施。
建筑结构抗震设计课后习题答案
《建筑结构抗震设计》课后习题解答第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，但抗震设防烈度湖度时不应降低。
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。
《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
● 适用最大高度( 新增 0.30g)
结构类型 框架 框架-抗震墙 抗震墙 框支抗震墙
2001 规范
45 100 100 80
2010 规范(0.2g)
40 100 100 80
核心筒-框架
100
100
筒中筒
120
120
板柱抗震墙
30
55
竖向和水平均不规则结构，最大高度宜减少 10%
总高度指地面至主要屋面板板顶高度
框架结构
0.65 0.75 0.85 0.90
框架-剪力墙结构、筒体结构 0.75 0.85 0.90 0.95
部分框支剪力墙结构
0.6 0.7
—
—
增加了四级抗震等级的各类结构的框架柱、框支柱的轴 压比限值。试验表明，受压构件的位移延性随轴压比的增 加而减小。结合震害经验作如下修订：
第 3 部分
框架结构抗震设计
含框架结构和其他结构中的框架 不含异型柱框架
[框架结构] 设计要求提高的汇总
序 号
项目
1
高度(m)
2
跨数
2001规范 60, 55, 45, 25
无规定
3 尺寸边长(直径)
≥300mm(350)
一
二
三
四
4
轴压比
0.7 0.8 0.9 —
5
柱 纵
中柱、 边柱
1.0
0.8
二(三) 一(二) 一
一
一
≤35m
>35m
一
一
二
一
调整了混凝土抗震等级：
（1）框架结构抗震等级加严，高度以24m为界，并使各烈 度分级一致。明确规定框架结构不包括异形柱框架。 （2）与抗震规范一致，板柱 — 剪力墙结构的适用高度有 所增大，其抗震等级划分相应调整。 （3）低、多层框架 — 剪力墙结构、剪力墙结构和部分框 支剪力墙结构以24m为界，不大于24m的降低一级，但四级 和框支层框架不降低。 （4）框架 — 核心筒结构的高度低于60m，并符合框架— 剪力墙结构的有关要求时，其抗震等级按框架—剪力墙结 构确定。
结构抗震设计第五版课后答案
结构抗震设计第五版课后答案
1.以下哪个元素是基于结构抗震设计第五版的重要指导因素？
A.地震源位置
B.建筑附加负荷
C.运行模式
D.地震动等级
答案：D.地震动等级
2.设计抗震的重要部分是？
A.建筑结构
B.结构应力
C.建筑材料
D.加固措施
答案：A.建筑结构
3.在结构抗震设计第五版中，使用的���力计算的变形灵敏度系数是？
A.0.20
B.0.30
C.0.40
D.0.50
答案：A.0.20
4.以下哪个元素不是结构抗震设计第五版的计算步骤？
A.确定地震动等级
B.分析结构受力
C.确定结构设计强度
D.测量结构附加负荷
答案：D.测量结构附加负荷
5.结构抗震设计第五版的主要内容是？
A.建筑结构设计
B.结构及其分析
C.抗震措施设计
D.地震动等级的确定
答案：C.抗震措施设计
6.在结构抗震设计第五版中，哪种构件能够抗震强度最高？
A.混凝土构件
B.钢筋混凝土构件
C.木结构构件
D.平面梁构件
答案：B.钢筋混凝土构件
7.在结构抗震设计第五版中，抗震计算出的最大值是？
A.地震动模式谱
B.加固安全距离模型
C.地震动频率模式。
《建筑抗震设计规范》(GB50011)修订动态
原公式： N c r N 0 0 .9 0 .1 d s d w 3 /c
现公式： N c r N 0 0 .6 l n d s 0 .1 d w 0 .5 3 /c
完好，按非性能 基本完好， 性能2 设计相关规定 变形略大于弹性位移限值
罕遇地震
基本完好， 变形略大于弹性 位移限值
塑性变形不大于2 倍弹性位移限值
性能3
完好，按非性能 轻微损坏， 设计相关规定 变形不大于2倍弹性位移限
值
塑性变形约4~5倍 弹性位移限值
完好，按非性能 轻~中等破坏，
不严重破坏
性能4 设计相关规定 变形小于3倍弹性位移限值 变形不大于0.9倍
13
从抗震能力的等能量原理，当承载力提高一倍时，延性 要求减少一半，构造所对应的抗震等级大致可按降低一度的 规定采用。延性的细部构造，对混凝土构件主要指箍筋、边 缘构件和轴压比等构造，不包括影响正截面承载力的纵向受 力钢筋的构造要求；对钢结构构件主要指长细比、板件宽厚 比、加劲肋等构造。
R /FEk 5~6
—R U按材料最小极限强度值计算的承载力；钢材强度可取最小
极限值，钢筋强度可取屈服强度的1.25倍，混凝土强度可取立方 强度的0.88倍。
22
承载力设计方法
• 极限值复核，不计入作用分项系数、承载力抗震调 整系数和内力调整系数，材料强度取最小极限值。 其中，钢材强度 的最 小极限值fu约为钢材屈服强度 的1.35~1.5倍；钢筋强度 取钢筋 屈服强度fy的1.25倍； 混凝土强度取立方强度的0.88 倍 。
设计值复核，需计入作用分项系数、抗力的材料分项系数、 承载力抗震调整系数, 不计入不同抗震等级的内力调整系数.
工程结构抗震设计5原则
工程结构抗震设计5原则
①选择对抗震有利的场地和地基，坚硬而稳定的地基有利于抗震，松软、不均匀或易于产生液化的地基，则对抗震不利。
②作好总体规划，使建筑物和工程设施的布置疏密得当，以利地震时人员疏散和便于救援。
把易于产生火灾等次生灾害的工程或设施设置得远离主体工程。
供水、供电及通讯等生命线工程的主干线应避开不利抗震的地段。
③选择合理的结构设计方案,如建筑物宜外形规整,承重结构有一定变形能力。
地下管线增设柔性接头。
在河床两岸地质条件差异较大的河段不宜采用超静定桥梁结构等。
④严格控制施工质量，严格检验工程材料的规格、品种和质量，严格遵守操作规程和施工质量检查。
⑤符合当地的地震设防标准，并满足国家抗震设计规范的要求。
——文章来源网络，仅供个人学习参考。
建筑结构抗震总复习第五章-地震作用和结构抗震设计要点
6度时建造于IV类场地上较高的高层建筑（高于40米的钢筋混 凝土框架，高于60米的其他钢筋混凝土民用房屋和类似的工业 厂房，以及高层钢结构房屋），7度和7度以上的建筑结构（生 土房屋和木结构房屋等除外），应进行多遇地震作用下的截面 抗震验算。
FEk——结构总水平地震作用标准值； a1 ——相应于结构基本自振周期的水平地震影响
系数值，多层砌体房屋、底部框架和多层
内框架砖房，宜取水平地震影响系数最大
Hale Waihona Puke 值；第五章 地震作用和结构抗震设计要点
Geq——结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代 表值，多质点可取总重力荷载代表值的85%；
Fi ——质点 i 的水平地震作用标准值 Gi ,Gj ——分别为集中于质点i 、j 的重力荷载代表值； Hi ,Hj ——分别为质点 i 、j 的计算高度；
改变了地基运动的频谱组成，使接近结构自振频率的分量获 得加强； 改变了地基振动加速度峰值，使其小于邻近自由场地的加速 度幅值； 由于地基的柔性，使结构的基本周期延长； 由于地基的柔性，有相当一部分振动能量将通过地基土的滞 回作用和波的辐射作用逸散至地基，使得结构振动衰减，地 基愈柔，衰减愈大；
第五章 地震作用和结构抗震设计要点
第五章 地震作用和结构抗震设计要点
1. 建筑的分类与抗震设防 1.1 建筑抗震设防类别：
（1） 特殊设防类：指使用上有特殊设施，涉及国家公共 安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特 别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑。简称甲类。 （2）重点设防类：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢 复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡 等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑。简称乙类。 （3）标准设防类：指大量的除1、2、4款以外按标准要求 进行设防的建筑。简称丙类。 （4）适度设防类：指使用上人员稀少且震损不致产生次生 灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑。简称丁类。
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柱的局部震害: 下柱下部出现横向裂缝或折断，后者会造成倒塌等 严重后果 柱间支撑产生压屈
4、连接 厂房是装配式结构，连接很重要，屋 面板与屋架，天窗架与屋架、屋架与柱、 吊车梁与柱、支撑连接等。 5、 支撑系统 厂房的重要构件，天窗架支撑——屋 盖垂直支撑——柱间支撑 破坏形式：压曲，节点扭折、焊缝撕 开、锚件拉脱等。 6、 围护墙 开裂、外闪、脱落、倒塌。
• 总体较轻，主要是维护结构的破坏 • 维护墙:起承受和传递水平地震力的作用 • 刚度和质量分布对厂房的动力反应很大影响其布置不 合理是造成厂房危害的重要原因。
营口中板厂 墙体和柱拉结不良而在 地震时发生墙面大片倒 塌的现象。
对7度以上地震作用抵抗力不足。弱点：纵向抗震 能力差、构件连接单薄、支撑体系弱等。 1、屋盖体系 7度区，柱间支撑处屋面板支座酥裂。 8度区，屋面板错动、震落、倒塌。 9度区，屋面大面积倒塌。
8.1
概述
一、单层砖厂房 • 7度区：未经设防的单层砖结构厂房，多数只有轻 微破坏或基本完好，少数为中等破坏。 • 8度区：多数有破坏，部分受到中等破坏，个别倒 塌。 • 9度区：大多数有严重破坏或倒塌，只有个别在震 后保留下来。 抗震性能远不如钢筋混凝土厂房
• 屋盖的震害现象有： 屋面的瓦下滑和掉落；冷摊瓦屋面的木屋架沿厂房纵 向向一侧倾斜；木屋架及其气楼间的竖向交叉支撑或 结点拉脱，或木杆件被拉断；重屋盖的天窗两侧竖向 支撑或结点拉脱，或钢杆件被压屈。 • 砖柱的震害现象有： 内部独立砖柱在底部发生水平裂缝；柱顶混凝土垫块 底面出现水平裂缝，少数发生错位；高低跨砖柱上柱 水平折断，或是支承低跨屋架的柱肩产生竖向裂缝
•墙体的震害主要有： 山墙外倾，檩条由墙顶拔出，严重时山墙尖向外倾倒，端 开间屋面局部塌落；外纵墙在窗台高度处出现细微水平裂 缝，较严重时水平折断，并常伴有壁柱砖块局部压碎崩落， 更严重时整个厂房横向倾倒。
二、单层钢筋砼柱厂房
• 装配式单层钢筋混凝土柱厂房，是工业建筑中采用得 比较普遍的一种建筑类型。从震害分析来看，存在着 屋盖重、连接差、支撑弱、构件强度不足等薄弱环节。 • 6、7度区，主体结构完好，少数围护砖墙开裂外闪， 突出屋面的π 形天窗局部破坏。 • 8度区，主体结构不同程度破坏，上柱裂缝，柱与屋盖 的连接破坏π 形天窗倾倒，个别屋盖塌落。 • 9度区：砖围护墙大量倒塌，π 形天窗架大量倾倒， 不少屋盖塌落。10、11度区，大多数厂房倒塌破坏。 • 震害表明： 通过设防的厂房，对7度地震作用有足够的抗震能力， 也存在一些薄弱环节。
易破坏区
• 天窗震害型天窗是厂房抗震的薄弱部位，在6度区就 有震害的实例支撑杆件失稳弯曲 • 支撑与天窗立柱连接节点被拉脱 • 天窗立柱根部开裂或折断等因为型天窗位于厂房最 高的部位 • 下沉式天窗震后基本完好。 • 厂房受纵向水平地震作用时的破坏程度重于受横向地 震作用时的破坏程度 • 主要破坏形式: • 天窗两侧竖向支撑斜杆拉断，节点破坏，天窗架沿厂 房纵向倾斜，甚至倒下砸塌屋盖屋面板与屋架的连接 焊缝剪断，屋面板从屋架上滑脱坠地。 • 屋盖的纵向地震力是通过屋面板焊缝从屋架中部向屋 架的两端传递的，屋架两端的剪力最大。因此，屋架 的震害主要是端头混凝土酥裂掉角、支撑大型屋面板 的支墩折断、端节间上弦剪断等
• 单层钢筋砼柱厂房，截面选取，箍筋
加密，加密区最小间距和直径要求 8@100 • 柱顶与屋架连接 8度时宜用螺栓连接，
易破坏区
10@100
9度时宜用钢板铰连接
第8 章
单层钢筋混凝土柱厂房的 抗震设计
概述 结构布置的一般原则 单层厂房的横向抗震计算 单层厂房的纵向抗震计算 单层钢筋混凝土柱厂房构造措施
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5
主要内容
单层厂房的内容： 单层砖结构厂房、单层钢筋混凝土柱厂房、单层钢 结构厂房； 影剧院、礼堂、食堂的抗震设计也可参考本章。 本章主要讲解单层钢筋砼柱厂房的抗震设计。 本章要点 • 掌握：结构体系和结构布置的基本原则 • 理解：单层钢筋混凝土柱厂房结构的横向与纵向抗震 计算问题 • 了解：单层钢筋混凝土柱厂房结构的震害特点
• 主要破坏形式: • 在设有柱间支撑的跨间，由于其刚度大，屋架端头与 屋面板边肋连接点处的剪力最为集中，往往首先被剪 坏；这使得纵向地震力的传递转移到内肋，导致屋架 上弦受到过大的纵向地震力而破坏。当纵向地震力主 要由支撑传递时，若支撑数量不足或布置不当，会造 成支撑的失稳，引起屋面的破坏或屋盖的倒塌。另外， 柱根处也会发生沿厂房纵向的水平断裂。 • 纵向围护砖墙出现斜裂缝。
6~8度宜用轻型屋盖 9度应为轻型屋盖 2、 单层砼柱厂房，屋架 L>24m 8度 III，IV类场地 钢屋架 9度 3、屋面板与屋架焊接（三点焊接） 4、规范对屋架截面和配筋的构造作出要求
三、天窗架 1、突出屋面的天窗架宜采用钢天窗架
2、9度时，可采用下沉式天窗 3、突出屋面的钢筋砼天窗，侧板与天窗架柱宜 采用螺栓连接 四、柱 • 单层砖柱房屋 6、7度时可采用十字形无筋砖柱，8度Ⅰ、Ⅱ 类场地采用竖向配筋组合砖柱，9度时和8度 （III，IV类场地）中柱采用钢筋砼柱。
8.2
结构布置的一般原则
一、体型与防震缝
平面宜规则。 单层砖柱厂房：屋盖较轻时（轻型钢屋架等） 可不设防震缝， 屋盖较重时（钢筋砼）与贴 建的建筑之间，设50~70mm的防震缝。 单层砼柱厂房：多跨宜为等高，体型复杂时， 宜设缝。纵横跨交接处的100~150mm，其它为 50~90mm。
二、屋盖体系 1、 单层砖柱厂房
柱的震害: 7度区 一般无震害
从整体上看
8度和9度区
10度区
出裂缝
少数的倒 塌 因为其在设 计中考虑了 水平力的作 用
• 柱的局部震害:
上柱柱身变截面处酥裂或折断。
柱顶与屋面梁的连接处由于受力复杂易发生剪裂、 压酥、拉裂或锚筋拔出、钢筋弯折等震害
由于高振型的影响，高低跨两个屋盖产生相反方向 的运动，使中柱柱肩产生竖向拉裂