建筑结构抗震设计复习资料(完美篇)..
-
《建筑结构抗震设计》总复习
(
武汉理工配套
)
< br>考试的具体题型和形式可能会有变化，但知识点应该均在以下内容中。复习不要死记硬背，而应侧重理
解。
第一章：
绪论
1.
什么是地震动和近场地震动？
P3
由地震波传播所引发的地面振动，叫地震动。其中，在震中区附近的地震动称为近场地震
动。
2.
什么是地震动的三要素？
P3
地震动的峰值（振幅）
、频谱和持续时间称作地震动的三要素。
3.
地震按其成因分为哪几类？其中影响最大的是那一类？答：
<
/p>
地震按其成因可分为构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震等几类，其中
影响最大的是构造地震
。
4.
什么是构造地震、
震源、震中、
震中距、
震源深度
？
P1
答：
由于地壳构造运动使深部岩石的
应变超过容许值，岩层发生断裂、错动而引起的地面震动，这种地震称
为
构造地震
，一般简称地震。地壳深处发生岩层断裂、错动的地方称为
震源
。震源至地面的距离称为
震
< br>源深度
。一般震源深度小于
60km
的地震称为浅源地震；
60~300km
的称为中源地震；
大于
300km
的称
为深源地震；
我国绝大部分发生的地震属于浅源地震
，一般深度为
5~40km
。震源正上方的地面称为
震
中
，震中邻近地区称为震中区，地面上某点至震中的距离称为
震中距
。
5.
地震波分哪几类？各引起地面什么方向的振动？
P1-3
答：
地震波按其在地壳传播的位置不
同可分为
体波和面波
。在地球内部传播的波称为体波，
体波又分为纵波
（
P
波
）和横波（
S
波）
。
< br>纵波引起地面垂直方向的震动，横波引起地面水平方向震动
。在地球表面传播
的波称为面波。地震曲线图中，纵波首先到达，横波次之，面波最后到达。分析纵波和横波到
达的时间
差，可以确定震源的深度。
6.
什么
是震级和
< br>地震烈度？几级以上是破坏性地震？我国地震烈度表分多少度？
P4
答：
震级：
指一次地震释
放能量大小的等级，
是地震本身大小的尺度。
(1)m=2~4
的地震为有感地震。
(2)m>5
的地
震，对建筑物有不同程度的破坏。
(3)m>7
的地震，称为强
烈地震或大地震。
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。
M
（地震震级）大于
5
的地震，对建筑物就要引起不同程度的破坏，统称为
< br>破坏性地震
。我国地震烈
度表分为十二度，用罗马数字表
示。
7.
什么是基本烈度和设防烈
度？
什么是设计基本地震加速度？
P5
答：
基本烈度
是指一个地区在一定时期（我国取
50
年）内在一般场地条件
下按一定概率（我国取
10%
）可
能遭
遇到的最大地震烈度。它是一个地区抗震设防依据的地震烈度
。
抗震设防烈度
是指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
。
设计基本地震加速
度
指
50
年设计基准期内超越概率为<
/p>
10
％的地震加速度的取值：
7
度－－
0.10g
（
0
.15g
）
；
8
度－－
0.20g
（
0.30g
）
；
9
度－－
0.40g
8.
不同震中距的地震对建筑物的影响有什么不同？设计规范如何考虑这种影响？
答：宏观地震烈度相同的两个地区，由于它们与震中的距离远近不同，则震害程度明显不同。处
于大震
级，远震中距下的高柔结构，其震害远大于同样烈度的中小震级、近震中距的建筑
物，且反映谱特性不
同。
•
为了区别同样烈度下不同震级和震
中距的地震对建筑物的破坏作用，
89
《规范》将地震影响分为
近
震和远震两种情况。
01
《规范》进
一步引入了设计基本地震加速度和设计地震分组。
9.
抗震设防的目标（基本准则）是什么？
P8
1
答：抗震设防的目标（基本准则）
是小震不坏、中震能修、大震不倒
。
10.
“
三个水准”的抗震设防要求具体内容是什么？
P9
答：
第一水准
：小震不坏；当遭受到多遇的、低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑
物一般不
受损坏或不需修理仍能继续使用。
第
二水准
：中震可修；当遭受到相当于本地区设防烈度的地震影响时，建筑物可能有一定损
坏，经一般
修理或不经修理仍可继续使用。
< br>第三水准
：大震不倒；当遭受到高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时，建筑物不
至倒塌或发生危及生
命的严重破坏。
11.
我国抗震设计规范规定的设计方式什么？两个阶段设计的具体内容是什么？
P10
答：
抗震设计的方法
是二阶段设计法
。
第一阶段设计
：按多遇烈度地震作用效应和其
它荷载效应的基本组合验算结构构件的承载能力，以及多
遇烈度地震作用下的弹性变形。
以满足第一水准的抗震设防目标。
第二阶段设计
：通过对罕遇烈度地震作用下结构薄弱部位的弹塑性变形验算，来满足第三水准的抗震设
防目标。至于第二水准的抗震设防目标是通过一定的构造措施来加以保证的。
12
.
我国抗震规范将建筑物按其用途的重要性分为哪几类？
P10
答：
分为四类：
①特殊设防类（甲类）
：
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后果，需进行特殊设防
的建筑。
②重点设防类（乙类）
：<
/p>
指地震时使用功能不能中断或需尽快修复的生命线相关建筑，以及地震时
< br>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。
③标准设防类（丙类）
：
除①、②、④类以外的需
按标准设防的建筑，此类建筑数量最大。
④适度设防类（丁类
）
：
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
设防要求的建筑。
13.
什么是
基本烈度
、多遇烈度和罕遇烈度？
答：
基本烈度：
指中国地震烈度区划图标明的地震烈度。
1990
年颁布的
地震烈度区划图标明的基本烈度为
50
年期限内，一般场地条件
下，可能遭遇超越概率为
10%
的地震烈度。
< br>
多遇烈度：
指发生频率最大的地震，即烈度概率密度分
布曲线上的峰值所对应的烈度（众值烈度）。超
越概率为
63.
2%
。
罕遇烈度：
< br>《抗震规范》取
50
年超越概率
2%~3%
的超越概率作为大震烈度（罕遇烈度）的概率水准。
14.
根据建筑物使用功能的重要性，抗震规范把建筑物分成哪几类？
答：按建筑物重要程度不同，
抗震分类分为甲、乙、丙、丁四类
。
P10
15.
各类建筑物的设防标准是什么？
P10-11
答：
<
/p>
甲类建筑：
（
1
）地震作用计算：应高于本地区设防烈度的要求，其值应按批准的地震安全性评价结果确
定；
（
2
）抗震构造措施：
6-8
度时应比设防烈度提高
1
< br>度采取构造措施；
9
度时，应符合比
9
度设防更高的要求。
乙类建筑
：
（
1
）地震
作用：按本地区设防烈度计算；
（
2
）
构造措施：
6-8
度时，比设防烈度提高
1
度采取
构造措施；
9
度时，应符合比
9
度设防
更高的要求
丙类建筑：
地震作用及抗
震构造措施均按设防烈度进行
丁类建筑：
（
1
）地震作用：按设防烈度要求进行；
< br>（
2
）构造措施：比设防烈度适当降低（
6
度时不应降
低）
16.
建筑抗震设计分为那几个层次，其内容和要求是什么？
三个层次有何关系
P11
2
抗震设计分为三个层次
：概念设计、
抗震计算与构造措施。具体内容和要求见
P11
三个层次间的
关系：
三个层次的内容不可分割，忽略任一部分都可能造成抗震设计的失败。
17.
基本烈度达到多少度的地区必须进行抗震设防？
答：
6
度和
6
度以上地区的建筑物必须抗震设防。
18.
选择建筑场地的原则？
答：宜选择对
抗震有利地段，避开不利地段，无法避开时，应采取有效措施；不应在危险地段建造
甲乙
丙类建筑。
19
地震的破坏作用表现在哪几方面？
答：
①地表的破坏现象：地震缝、喷
砂冒水、地面下沉（震陷）
、河岸陡坡滑坡。②建筑物的破坏：结构丧
< br>失整体性、承重结构承载力不足引起破坏、地基失效。③次生灾害：地震除直接造成建筑物的破坏外，
还可能引起火灾、水灾、污染等严重的次生灾害。
20.
什
么是超越概率？
一定地区范围和时间范围内，发生的地震烈度超过给定地震烈度的概率。
21.
按我国抗震规范设计的建筑
，当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震时，建筑应
(
)
A
一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。
B
可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用
C
不致发生危及生命的严重破坏
D
不致倒塌
提示：当遭受低于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。
答：
A
。
第二章
场地与地基
1.
< br>场地土的类型及其划分？场地的类型根据什么因素分为哪几类？
（
P.16
）
答：
场地
土可分为坚硬土或岩石、中硬土、中软土、软弱土四类，剪切波越大土越坚硬。按土层的等
效剪切波速和覆盖层厚度，把场地分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类。
2.
覆盖层厚度是如何定义的？
P16
即地下基岩或剪切波速大于
5
00m/s
的坚硬土层至地表面的距离，称为覆盖层厚度。
<
/p>
3.
那几类建筑可以不进行天然地基及基础的抗震承载力验算？<
/p>
P19
答：
①
砌体房屋；
②
地记住要受力层范围内不存在软弱黏性土层的一般厂房、单层空旷房屋、
8
层且高度在
25m
以下
的
一般民用框架房屋及与其基础荷载相当的多层框架厂房；
<
/p>
③
规范中规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。
4.
什么是卓越周期？影响因素是什么？
在岩层中传播的地震波，
具有多种频率成分，<
/p>
其中，
在振幅谱中幅值最大的频率分量所对应的周期，
称为地震动的卓越周期。
地震动的卓越周期在很大程度上取决于场地的固有周期。
当建筑物的固有周期
与地震动的卓越周期
相接近时，建筑物的振动会加大，震害也会加重。
< br>
5.
多层土的地震效应主要取决于哪些因素？
取决于
三个基本因素
：覆盖土层厚度、土层剪切波速和岩土阻抗比。
6.
在抗震设防地区，建筑物场地的
工程地质勘察内容，除提供常规的土层名称、分布、物理力学性质、
地下水位等以外，尚
提供分层土的剪切波速、场地覆盖层厚度、场地类别。根据上述内容，以下对场地
3
的识别，
何者是正确的
?
I.
分层土的剪切波速
(
单位为
m/s)
越小、<
/p>
说明土层越密实坚硬
;
Ⅱ
.
覆盖层越薄，
震害效应
越大
;
Ⅲ
.
场地类别为
I
类，说明土层密实坚硬
;
Ⅳ，场地类别为Ⅳ类，场地震害效应大
A
Ⅰ、
Ⅱ
B
Ⅰ
C
Ⅲ、
Ⅳ
D
Ⅱ
<
/p>
提示：土层剪切波速
(m/s)
越小，场
地土越软弱：覆盖层越薄，场地土越坚硬，因而震害效应越小；当场
地类别为工类时，土
层密实坚硬，当场地为Ⅳ类时，震害效应大。
答案：
C
7.
下列哪一种地段属于对建筑抗震不利的地段
?
A
稳定岩石地基的地段
B
半挖半填的地基土地段
C
中密的砾砂、粗砂地基地段
D
平坦开阔的中硬土地基地段
提示：题中给出的
A
、
C
、
D
项均属对建筑抗震的有利地段。
B
项属于不利地段。
答案：
B
8.
地基土的抗震承载力设计值如何确定？为什么它比静承载力高？（
P.19
）
答：
f
aE
=
ζ
a
+f
a
调整后的地基土抗
震承载力；
ζ
a
地基土抗震承载力调整
系数大于
1
；
f
a
经深宽度修
正后地基土静载承载力特征值。因为大多数土的
动强度都比静强度要高，又考虑到地震时一种偶然
作用，可靠度的要求可较静力作用时降
低，所以地基土抗震承载力比地基土静载承载力高。
9. <
/p>
地基的抗震承载力验算条件？（
P.19
）
10.
什么是砂土液化（地基液
化）？
（
P20
）
其机理是什么？
答：在地下水位以下的饱和的松砂和粉土
在地震作用下，土颗粒之间有变密的趋势，但因孔隙水
来不及排除，使土颗粒处于悬浮状
态，就形成如液体一样，这种现象称
砂土的液化或地基液化
。<
/p>
地基液化产生的机理：
（
P.20
）
11.
沙土液化受哪些因素影响？液化地基的抗震措施
（
< br>P24
）
影响因素
：①地质年代，地质年代越久抵抗液化能力越强，反之则越差。②土中黏粒含量，黏粒
增加，抵抗液化能力增强。③上覆非液化土层厚度和地下水位深度，砂土和粉土覆盖层厚度超过限
值不液化，地下水位低于限值也不液化。④土的密实程度，相对密度小于
50%
的砂土普遍液化，大
于
70
%
的则没有发生液化。⑤土层深度，土层液化深度很少超过
15
米。⑥地震烈度和震级，烈度越
高，越容易液化。
12.
场地土对地震波的各个分量有什么不同的影响？
答：
土层
会使一些与它自振周期相同的谐波分量放大并通过，
而将另一些与它自振周期相差较大的
谐
波缩小或滤掉。由于场地土对地震波的放大和滤波作用，软弱场地土的振动以长周期运
动为主，而
柔性建筑的自震周期也较长。当地震波中占优势的谐波分量的周期与建筑物自
振周期相接近时，建
筑物将由于共振效应而受到很大的地震作用，产生较大的震害。
13
什么地基会造成建筑物上部破坏？
造成上部建筑物破坏的主要是松软土地基和不均匀地基。
14.
松软土地基能采用加宽基础，加强上部结构等措施来处理吗？
不能。只能采用地基处理措施（如置换、加密、强夯等）消除
土的动力不稳定性或则采用桩基等
深基础避开可能失效的地基的影响。
< br>
15.
有利地段和不利地段有哪些？
有利地段：
坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土地段。
4
不利地段
：软弱土、液化土、条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩质的陡坡、河岸和边坡边缘、故
河道、断层破碎带等。
16.
如何布置结构地基？
同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土
上，也不宜部分采用天然
地基、部分采用桩基。当地基有软弱砧性土、液化土、新近填土
或严重不均匀土层时应估计地震时地基
不均匀沉降或其他不利影响，并采取相应措施。<
/p>
第三章
结构的地震反应与抗震计算
1.
什么是结构的地震反应？
（
P27
）
2.
什么是共振？
P33
什么是地震作用？
P27
3.
建筑结构所受地震作用的大小取决于哪些主要因素？
答：地震作用的影响因素有外部因素和结构内部因素：
（
1
）
.
外
因
：
地震本身的动力特性，
包括地震引起地面的位移、
< br>速度、
加速度。
这些因素既跟震源
（震
级、震源深度）有关又和传播途径、场地条件有关。
（
2
）
.
内
因：
结构
本身的力学特性，包括结构的自振周期和阻尼。
4.
什么是地震反应谱？（
P35
）影响因素有哪
些？什么是设计反应谱？
(P38)
影响地震反应谱的因素
有两个：一是体系阻尼比；二是地震动。阻尼比越小，体系地震加
速度反应
越大，地震反应谱值越大。
设计反应谱：
(
定义见
P38)
5.
单自由度体系自振周期计算公式？（
P.31
）
6.
有阻尼和无阻尼单自由度体系自由振动有何区别？
什么是共
振？
（
P33
）
有阻尼体系
自振的振幅不断衰减。
7.
地震系数
K
？
（
P.38
）
< br>地震影响系数
α
？
（
P.40
）
α
数大致增加
一倍。
max
由哪些因素确定？
答：
地震系数
K(P38)
：
地震系数
k
是地震动峰值加速度与重力加速度之比。
地震烈度每增加一度，
地震系
地震影响系数
α
：
是单质点弹性体系在地震时最大反应加速度（以重力加速度
g
为单位）
，是作用在
质点上的地震作用
与结构重力荷载代表值之比。
α
max
由设防烈度和地震的类型确定。
8.
什么是特征周期？与什么因素有关？
P39
答：特征周期是对应于反应谱峰值区拐点的周期，它取决于场地类别和设计地震分组。
< br>
9
.
什么是动力系数
β
（
P.38
）
答：
动力系数
β
是单质点弹性体系在地震作用下最大反应加速度与地面最大加
速度之比。
10
.
什么是振型分解法
？
以结构的各阶振型为广义坐标分别求出对应的结构地震反应，
然后将对应于各阶
振型的结构反应相组
合，以确定结构地震内力和变形的方法，又称振型叠加法；
11
.
地震作用的计算方法有哪几类？
答：
（
1<
/p>
）高层建筑结构宜采用
振型分解反应谱法
；
（
2
）<
/p>
对高度不超过
40m
，
< br>以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布较均匀的高层建筑结构可采用
底部剪
力法
；
（
3
）
7
－
9
度地区的高层建筑，下列情况应采用
时程分析法
进行多遇地震下的补充计算：①甲类高层建
筑；②规定的乙、丙
类高层建筑；③竖向有较大刚度突变的高层建筑；④带转换层、加强层、错
层、连体和多
塔结构的复杂高层建筑结构；⑤质量沿竖向分布特别不均匀的高层建筑结构；
5
12
.
底部剪力法的适用范围是什么？
P54
答：
底部剪力法适用于质量和刚度沿高度分布比较均匀，
高度
不超过四十米，
并以剪切变形为主
（房
屋高宽比小于
4
时）的结构。
13
.
底部剪力法的假定条件有那两
点？（
P54
）
14
.
什么是重力荷载代表值？
（
P86
）
计算地震作用的重力性质的荷载，为结构构件的永久荷载（包括自重）标准值和各种竖向
可变荷载
组合值之和。
15
.
底部剪力法的的计算公式和步骤？
答
：质量和刚度沿高度分布比较均匀，高度不超过四十米，并以剪切变形为主（房屋高宽比小于
4
时）的结构。
（
1
）
结构总水平地震作用标准值
：
F
Ek
＝
α
1
G
eq
，
G
eq
=0.85
∑（
G
1
+G
2
+
…
..+
G
i
+
…
+G
n
）
g
< br>1
(
T
1
)
max
T
0.9
上式中：
α
1
为水平地震作用影响系
数；
max
根据设防烈度和地震类别
查表；
G
eq
称等效重力荷载：单质点体系取总重力荷载代表值；对多质点体系取总重力荷载代表值的
0.85
倍；
G
< br>i
各楼层（质点）重力荷载（重量，
KN
）代表值。
（
2
）质点
i
的水平地震作用标准值
Fi
G
i
H
i
k
各质点的水平地震
作用标准值
F
i
与其
< br>H
i
G
i
成正比：
房屋，
δ
n
可根据特征周期和基本周期查表求得；
（
3
）结构顶部附加地震作用
G
H
k
1
n
F
EK
(1
n<
/p>
)
k
式中：<
/p>
G
i
为质点
i<
/p>
的重力荷载代表值；
H
i
为质点
i
的计算高度；
δ
n
为顶部附加作用系数，对多层钢筋混凝土
当
T
1
﹥
1.
4T
g
时，由于高振型的影响，须在顶部增加一个附加水平地震
作用
Δ
F
n
：
Δ
F
n
=
δ
n
F
EK
；这时
顶层质点的地震作用＝
F
n
＋
Δ
F
n
16
.
什么是等效重力荷
载？（
P.55
）
< br>答：单质点时为总重力荷载代表值，多质点时为总重力荷载代表值的
85%
。
17
.
如何确定结构的抗震计算方法？（
P86
）<
/p>
（
1
）底部剪
力法：把地震当作等效静立荷载，计算结构最大地震反应。
（
2
）振型分解反应谱法。利用振型分解原理和反应谱理论进行结
构最大地震反应计算。
（
3
）时程分析法。分两种，一是振型分解法，一是逐步积分法。
18
.
什么情况下要考虑顶部附加作用？如何计
算？
答：对于自振周期比较长的多层钢筋混凝土房、多层内框
架砖房需考虑顶部附加作用。
19
.
结构基本周期近似计算有那几种方法？（
P58
）
①能量法（
P58
）
；②等效质量法（
P59
< br>）
；③顶点位移法（
P62
）<
/p>
附注：能量法计算结构基本周期
：
n
G
i
u
i
2
，
T
1
i
n
1
G
i
u
i
i
< br>
1
G
i
——第
i
层楼的重力荷载，
KN
u
i
——将各
质点（楼层）的重力荷载是为水平力所产生的水平位移
V
i
——各楼层水平力（即等于各楼层的重力荷载）
< br>，按如下计算：
V
n
=
G
n
；
V<
/p>
n-1
=G
n
+
G
n
-1
；
V
n-2
= G
n
+G
n
-1
+G
n-2
；
……
.V
1
=G
n
+G
n-1
+G
n-2
+……+G
2
+G
1
6