工程结构抗震设计简答题

工程结构抗震设计简答题 Revised by Liu Jing on January 12, 2021简答题1.什么是地基液化现象影响地基液化的因素答：饱和的粉土和砂土，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小，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。

影响因素：土层的地质年代：地质年代越古老，越不易液化土的组成：级配良好的砂土不易液化粉土中粘粒含量超过一定限值时，不易液化土层的相对密度：土层的相对密度越大，越不易液化土层的埋深：埋深越大，越不易液化地下水位的深度：地下水位越深，越不易液化地震烈度和地震持续时间：烈度越高，持续时间越长，越易液化1、如何进行抗震设计中的二阶段设计？（1）第一阶段设计对绝大多数建筑结构，应满足第一、二水准的设计要求，即按照第一水准（多遇地震）的地震参数进行地震作用计算、结构分析和构件内力计算，按规范进行截面设计，然后采取相应的构造措施，达到“小震不坏，中震可修”的要求。

（2）第二阶段设计对特别重要的建筑和地震时容易倒塌的结构，除进行第一阶段设计外，还要进行薄弱层部位的弹塑性变形验算和采取相应的构造措施，使薄弱层的水平位移不超过允许的弹塑性位移，实现第三水准的要求。

2.简述两阶段抗震设计方法。

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。

1、工程结构抗震设防的三个水准是什么如何通过两阶段设计方法来实现3、简述我国抗震规范的抗震设防目标以及两阶段抗震设计方法（6分）第一水准：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仍可继续使用；（1分）第二水准：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；（1分）第三水准：当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏（1分）两阶段设计方法：第一阶段设计：工程结构在多遇地震下的承载力和弹性变形计算。

(2分）第二阶段设计：工程结构（如特别重要或抗侧能力较弱的结构）在罕遇地震下的弹塑性变形验算。

（1分）3、砌体结构中设置钢筋混凝土构造柱和圈梁的作用？答：设置钢筋混凝土构造柱的作用：加强房屋的整体性，提高砌体的受剪承载力(10%-30%)，对砌体有约束作用, 提高砌体的变形能力，提高房屋的抗震性能。

设置圈梁的作用：增加纵横墙体的连接，加强整个房屋的整体性；圈梁可箍住楼盖，增强其整体刚度；减小墙体的自由长度，增强墙体的稳定性；可提高房屋的抗剪强度，约束墙体裂缝的开展；抵抗地基不均匀沉降，减小构造柱计算长度。

4.在框架柱的抗震设计中，为什么要控制轴压比？轴压比是影响柱的破坏形态和变形能力的重要因素，柱的延性随轴压比增大会显着降低，并可能产生脆性破坏，轴压比增大到一定数值时，增加约束箍筋对柱变形能力影响很小，因此要控制轴压比3、什么是剪压比为什么要限制梁剪压比剪压比即梁塑性铰区截面的剪压比对梁的延性、耗能能力及保持梁的强度、刚度有明显的影响，当剪压比大于时，量的强度和刚度有明显的退化现象，此时再增加箍筋，也不能发挥作用。

12、什么叫轴压比为什么要限制柱的轴压比答：轴压比：柱组合的轴向压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之和轴压比大小是影响柱破坏形态和变形性能的重要因素，受压构件的位移延性随轴压比增加而减小，为保证延性框架结构的实现，应限制柱的轴压比。

剪压比答：剪压比为，指构件截面上平均剪应力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值，用以反映构件截面上承受名义剪应力的大小。

限制梁柱的剪压比，主要是为了防止梁柱混凝土过早发生斜压破坏。

7、简述“强柱弱梁”的概念以及实现“强柱弱梁”的主要措施5、强柱弱梁、强剪弱弯的实质是什么如何通过截面抗震验算来实现（6分）4、什么是“强柱弱梁”、“强剪弱弯”原则在设计中如何体现（7分）（1）使梁端先于柱端产生塑性铰，控制构件破坏的先后顺序，形成合理的破坏机制（2）防止梁、柱端先发生脆性的剪切破坏，以保证塑性铰有足够的变形能力（3分）在截面抗震验算中，为保证强柱弱梁，《建筑抗震设计规范》规定：对一、二、三级框架的梁柱节点处，（除框架顶层和柱轴压比小于及框支梁与框支柱的节点外），柱端组合的弯矩设计值应符合：其中为柱端弯矩增大系数，（一级为取,二级取,三级取） (2分)为保证强剪弱弯，应使构件的受剪承载力大于构件弯曲屈服时实际达到的剪力值，对一、、二、三级框架梁，梁端截面组合的剪力设计值调整为：对一、、二、三级框架柱，柱端截面组合的剪力设计值调整为：（2分）5.结构隔震为什么能非常有效的减少结构地震反应？结构隔震通过设置隔震层，延长结构周期，增加结构阻尼，大大减少结构加速度反应，同时使结构位移集中于隔震层，上部结构相对位移很小，地震中基6.什么叫隔震隔震方法主要有哪些类型隔震，是通过某种隔震装置将地震动与结构隔开，以达到减小结构振动的目的。

隔震方法主要有基底隔震和悬挂隔震。

6．框架—抗震墙结构的基本假定有哪些？答：基本假定：1)楼板结构在其自身平面内的刚度为无穷大，平面外的刚度忽略不计；2)结构的刚度中心和质量中心重合，结构不发生扭转；3)框架与抗震墙的刚度特征值沿结构高度方向均为常数。

1地震震级和地震烈度有何区别与联系？地震震级是表示地震大小的一种度量。

地震烈度是指某一区域内的地表和各类建筑物遭受一次地震影响的平均强弱程度。

一次地震，表示地震大小的等级只有一个。

由于同一次地震对不同地点的影响不一样，随着距离震中的远近变化，会出现多种不同的地震烈度。

距离震中近，地震烈度就高，距离震中越远，地震烈度越低。

1、什么是震级什么是地震烈度如何评定震级和烈度的大小（6分）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（2分）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。

（2分）震级的大小一般用里氏震级表达（1分）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。

（1分）2、简述底部剪力法的适用范围，计算中如何鞭稍效应。

（6分）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。

（3分）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。

(3分)3、简述现行抗震规范计算地震作用所采用的三种计算方法及其适用范围。

答：现行抗震规范计算地震作用所采用的三种计算方法为：底部剪力法，振型分解反应谱法和时程分析法。

适用条件：（1）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。

（2）除上述结构以外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。

（3）特别不规则的建筑、甲类建筑和规范规定的高层建筑，应采用时程分析法进行补充计算。

19、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时，在顶部附加水平地震作用，取再将余下的水平地震作用分配给各质点：结构顶部的水平地震作用为和之和3.砌体结构中各楼层的重力荷载代表值是怎么确定的？楼、屋盖自重，活荷载组合值（活荷载的一半）及上、下各半层的墙体、构造柱质量之和。

4.在多层砌体房屋中，横向楼层地震剪力如何在各道墙之间分配？①刚性楼盖：按照各抗震横墙的侧移刚度比例分配给各墙体。

②柔性楼盖：按各横墙的所承担的上部重力荷载比例给各墙体。

③中等刚度楼盖：采用刚性楼盖和柔性楼盖分配方法的平均值计算地震剪力。

5.为什么进行罕遇地震结构反应分析时，不考虑楼板与钢梁的共同作用。

考虑到此时楼板和钢梁的连接可能遭到破坏。

7.简述砌体填充墙对结构抗震性能的影响。

答：1.使结构抗侧移刚度增大，从而使作用于整个建筑物上的水平地震力增大2.改变了结构的地震剪力分布状况，使框架所承担的楼层地震剪力减小3.减小了整个结构的侧移幅值：4.充当了第一道抗震防线的主力构件，使框架居为第二道防线2、如何确定结构的薄弱层根据楼层屈服强度系数确定，对楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构，薄弱层可取在底层，对楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的结构，薄弱层可取其相对较小的楼层，一般不超过２－３处。

3、影响框架梁柱延性的因素有哪些？影响框架梁延性及其耗能能力的因素很多，主要有以下几个方面：纵筋配筋率、剪压比、跨高比、塑性铰区的箍筋用量。

4、砌体结构房屋的概念设计包括哪几个方面？（1）建筑平面及结构布置（2）房屋总高和层数符合规范要求（3）高宽比符合要求（4）抗震墙间距满足规范要求（5）砌体墙段的局部尺寸符合限值1、“楼层屈服强度系数”的概念及作用是什么答：楼层屈服强度系数是指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作用计算的楼层弹性地震剪力的比值。

作用：判断结构的薄弱层位置。

2、什么是《抗震规范》“三水准”抗震设防目标？小震不坏、中震可修、大震不倒①小震不坏在建筑物使用期间内可遇到的多遇地震（小震），即相当于比设防烈度低度的地震作用下，建筑结构应保持弹性状态而不损坏，按这种受力状态进行内力计算和截面设计。

②中震可修即在设防烈度下，建筑结构可以出现损坏，经修理后仍可以继续使用，并保证生命和设备的安全。

③大震不倒当遭遇了千年不遇的罕遇地震（大震），建筑物会严重损坏，但要求不倒塌，保证生命安全。

所谓大震，一般指超出设计烈度1～度的地震。

4、多道抗震防线的概念举例说明多道抗震防线：（1）一抗震结构体系，应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工作。

如：框架—抗震墙体系是由延性框架和抗震墙两个系统组成；双肢或多肢抗震墙体系由若干个单肢墙分系统组成。