工程结构抗震-学习指南

24. 抗震规范规定建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。不规则主要有（ ）不规则和（ ）不规则。

25.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（ ）波和（ ）波，而面波分为（ ） 波和（ ）波，对建筑物和地表的破坏主要以（ ）波为主。

26. 场地土是指场地范围的地基土，一般情况下是由多种性质不同的土层组成。场地土的刚性一般用土的（ ）表示。

27. 建筑的场地类别，根据土层（ ）和（ ）分类。

28. 根据场地土的性质和厚度不同，其卓越周期也不相同。坚硬场地土的卓越周期比软弱场地土的卓越周期（ ）；基岩以上的土层越厚，场地土的卓越周期越（ ）。

29. 目前，确定地震作用的方法有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）等方法。 30. 天然地基上（）类场地的抗震承载力验算采用（ ）。此法假定地震作用如同（ ）作用，然后在静力作用条件下验算地基及基础的（ ）和地基的（ ）。

31. 地面运动最大加速度无疑与震害有密切关系。一般来说，地面运动最大加速度值增大，则地面建筑震害（ ）。 四、简答题

1. 结构隔震的原理是什么？ 2. 结构隔震的概念是什么？

3．某混凝土框架结构，试写出其抗震设计步骤及其主要计算方法。 4. 影响液化的主要因素有哪些？

5. 何谓“概念设计”？什么情况下还要正确运用“概念设计”？哪些方面须用概念设计的方法加以正确处理？ 6．延性框架设计时应注意哪几方面？ 7．简述框架节点抗震设计的基本原则。

8. 简述确定水平地震作用的振型分解反应谱法的主要步骤。 9．结构延性的作用如何？

10. 什么是《抗震规范》“三水准”抗震设防目标？ 11．延性框架设计时应注意哪几方面？ 12．简述结构抗震计算原则 五、计算题

1. 某钻孔地质资料如表所示，地质年代属Q3以后，地下水位接近地表，地下水深度取零，基础埋深取3m，按7度设防，试进行液化的初判。

表

序号 1 2 3 4 5 6 土层名称 素填土 粉质黏土 淤泥质土 黏土 粉土 粉砂 黏粒含量∕% 2 0 0 8 厚度∕m 1.2 1.4 2.2 5.0 3.4 2.7 层底深度∕m 1.2 2.6 4.8 9.8 13.2 15.9 7 8

粉砂 粉土 2.6 9.4 18.5 27.90 2. 已知某拟建办公写字楼的建筑场地，其钻孔地质资料如下表所示，试确定该场地的类别。

表 建筑场地钻孔地质资料

土层底部深度(m) 2.00 4.50 8.40 16.70 土层厚度(m) 2.00 2.50 3.90 8.20 岩土名称 杂填土 粉土 中砂 碎石土 土层剪切波速(m∕s) 200 280 380 540 3. 二质点体系如图所示，各质点的重力荷载代表值分别为m1=60t， m2=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Tg=0.25s的场地上，其水平地震影响系数最大值分别为?遇地震）和?。已知结构的主振型和自振周期分别为 max=0.90（罕遇地震）

（多max =0.16

?X11??0.488?????? X1.000??12??

?X21???1.710?????? ?X22??1.000?T1?0.358s T2? 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Vi。提示：

T1?0.1s～Tg时，???max；

?TgT1?Tg～5Tg时，????T?1????max； ?0.9

T1?1.4Tg且Tg?0.35ｓ时?n?0.08T1?0.07;

Tg?0.35~0.55ｓ时,?n?0.08T1?0.01

参考答案 .一、名词解释

1．地震震级：衡量一次地震释放能量大小的尺度。

2．地震烈度：地震对地表和工程结构影响的强弱程度，是衡量地震引起后果的一种尺度。 3．震中烈度：震中去的地震烈度最大，称之为震中烈度。

4．地震烈度：地震对地表和工程结构影响的强弱程度，是衡量地震引起后果的一种尺度。 5．特大地震：地震等级M＞8的地震。

6．震中烈度：震中去的地震烈度最大，称之为震中烈度。

7．地震作用：地震时作用在房屋上的惯性力，称为地震作用，也称为地震力。

8．抗震概念设计：基于震害经验建立的抗震基本设计原则和思想，包括工程结构总体布置和细部构造。 9．场地覆盖层厚度：由地面至剪切波速大于规定值的土层或坚硬土顶面的距离。

10．场地土的卓越周期：地震波的某个分量在穿过场地土时被放大的最多，这个行波分量的周期称为场地土的卓越周期。

11．“三水准” ： 小震不坏，中震可修，大震不倒。

12．抗震构造措施：根据抗震概念设计原则，一般不需计算，为提高工程结构抗震性能而必须采取的细部构造措施。

13．双共振现象：在建筑物的自振周期与建筑场地的卓越周期接近时，地震波中周期与场地卓越周期接近的行波分量被放大二次的现象。

14．隔震设计：进行隔震的建筑结构设计称为隔震设计。

15．消能减震设计：在建筑物的抗侧力结构中设置消能部件，通过消能元件局部变形提供附加阻尼，吸收与消耗地震能量。 二、选择题

1.（ A ）2.（ B ）3.（ C ）4.（ C ）5.（ A ）6．（ A ）7．（ B ）8.（ A ）9.（ C ）10.（ A ） 11.（ D）12.（ B ）13.（ C ）14.（ B ）15．（ C ）16.（ C ）17.（ C ）18.（ B ）19.（ B ）20（ B ） 21.（ B ）22.（ C）23.（ B ）24.（ A）25.（ A ）26.（ D ）27．（C ）28.（ C ）29．（ C ）30．（ D ） 三、填空题

1.（ 上下颠簸 ）、（ 水平方向摇晃 ）、（ 上下颠簸 ）、（ 左右摇晃 ）。 2.（较长的周期）、（ 较短的周期 ）。

3.（ 震级 ）、（ 震源特性 ）、（ 震中距 ）、（ 地震波传播介质的特性 ）。 4.（ 地面运动最大加速度 ）、（ 地面运动周期特性 ）、（ 强震的持续时间 ）。 5.（地震动卓越周期）。 6.（ 平面）（ 竖向）。

7.（ 延性结构 ）、（ 刚度 ）、（ 足够的承载力 ）、（ 较强的变形能力 ） 8.（ 大 ）、（ 面波 ）。

9. （ 浅源地震 ）、（ 中源地震 ）、（ 深源 ）。 10.（ 固结程度 ）、（ 结构性 ）、（液化 ）。 11.（ 竖向地震作用 ）、（ 水平地震所用 ）。 12.（ 裂缝 ）、（ 土体滑动 ）、（ 不均匀沉降 ）。 13.（ 纵 ）、（ 横 ）、（ 瑞雷 ）、（ 洛夫 ）、（ 面 ）。 14.（ 远 ）、（ 小 ）。

15.（ 抗震设防 ）、（ 抗震加固 ）。 16.（ 6 ）。

17.（ 长周期柔性建筑物 ）、（ 短周期刚性建筑物 ）、（ 共振效应 ）。 18.（ 液化 ）、（ 零 ）、（ 丧失 ）。

19.（ 振动周期 ）、（ 卓越周期 ）、（ 类共振 ）、（ 建筑物 ）、（ 地面 ）。 20.（ 高度 ）、（ 层数 ）、（ 倒塌率 ）。

21.（ 长周期柔性建筑物 ）、（ 短周期刚性建筑物 ）、（ 共振效应 ）。 22.（ 两个主轴 ）、（ 抗侧力构件 ）。 23.（ 加重 ）。

24.（ 平面）、（ 竖向）。

25.（ 纵 ）、（ 横 ）、（ 瑞雷 ）、（ 洛夫 ）、（ 面 ）。 26.（ 等效剪切波速 ）。

27.（ 等效剪切波速 ）、（ 场地覆盖层厚度 ）。 28.（ 短 ）、（ 长 ）。

29.（ 静力法 ）、（ 反应谱方法 ）、（ 拟静力法 ）、（ 时程分析方法 ）。 30. （ 拟静力法 ）、（ 静力 ）、（ 承载力 ）、（ 稳定性 ）。 31.（ 加重 ）。 四、简答题

1. 答:结构隔震的原理是通过设置隔震装置系统形成隔震层，延长结构的周期，适当增加结构的阻尼，使结构的加速度反应大大减少，同时使结构的位移集中于隔震层上，上部结构象刚体一样，自身相对位移很小，结构基本上处于弹性工作状态，从而建筑物不产生破坏或倒塌。

2.答:结构隔震的概念：在建筑物基础与上部结构之间设置隔震装置形成隔震层，把房屋结构与基础隔离开来，利用隔震装置来隔离或耗散地震能量以避免或减少地震能量向上部结构传输，以减少建筑物的地震反应，实现地震时建筑物只发生轻微运动和变形，从而使建筑物在地震作用下不损坏或倒塌。 3．答：(1) 确定结构方案与结构布置。

(2) 初步选定梁柱截面及材料强度等级. (3) 计算各层荷载、重力荷载代表值 (4) 计算结构刚度参数 (5) 计算结构自振周期及振型 (6) 计算多遇烈度下结构的地震作用

(7) 计算多遇烈度下结构侧移。验算不满足要求，返回2调整 (8) 地震作用下结构内力分析 (9) 竖向荷载下结构内力分析 (10)内力组合、截面设计、构造设计

4. 答：影响砂土液化的因素

（1） 砂土的组成，细砂比粗砂容易液化，级配均匀的比级配良好的易液化。 （2） 相对密度，松砂比密砂容易液化。

（3） 土层的埋深，砂土层埋深越大，砂层就越不容易液化。 （4） 地下水位，地下水位浅的比地下水位深的容易发生液化。 （5） 地震烈度大小和地震持续时间。

5. 答：“概念设计”是指对一些难以做出精确计算分析，或在某些规程中难以具体规定的问题，应该由设计人员运用概念进行判断和分析，以便采取相应的措施，做到比较合理地进行结构设计。因为对于较复杂的高层建筑，某些部位无法用解析方法精确计算；特别是在地震区，地震作用的影响因素很多，要求精确计算是不可能的,还要运用“概念设计”。需用概念设计的方法处理方面：结构平面布置、结构竖向布置、变形缝的设置、基础设计。

6．答：延性框架设计时应注意以下几点：

（1）“强柱弱梁”设计原则—控制塑性铰的位置； （2）梁柱的延性设计； （3）“强节点弱构件”设计原则。 7．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；