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1、1. 震级与能量的关系： log E 11 .8 1.5M2. 烈度：一次地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈度；震级、震中距；震源深度、地质构造和地 基条件3. 震级：反映一次地震本身大小的等级4. 自振周期计算方法：矩阵位移法解特征问题、近似公式、经验公式。能量法计算基本周期；等效质量 法（折算质量法） ；顶点位移法；自振周期的经验公式。5. 结构抗震理论的发展：静力理论阶段 - 静力法；定函数理论；反应谱理论 -反应谱法；直接动力分析 理论 -时程分析法；非线性静力分析方法。6. 震害现象：地面破坏：地面裂缝、错动、塌陷、喷水冒砂等；建筑物与构筑物的破坏；山体等自然物 的破坏；海啸；火
2、灾；水灾；毒气泄漏；瘟疫；工程结构破坏现象：结构丧失整体性；承重结构强度 不足；结构变形过大导致倒塌；结构构件连接支撑失效；地基失效；非结构构件破坏。7. 三水准，两阶段：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；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；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 ;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。 对构件截面进行承载力计算，保证必要的强度可靠度，以满足第一水准抗震设防目标（小震
3、不坏） ；对 结构进行弹性变形验算，控制侧向变形不要过大，满足第二水准抗震设防目标（中震可修） ；通过合理 的结构布置和抗震构造措施来保证第三水准抗震设防目标（大震不倒） ；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，以满足第三水准抗震设防目标。8. 概念设计定义，内容：根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想进行建筑和结构 总体布置并确定细部构造的过程称为概念设计。建筑设计应重视建筑结构的规则性；合理的建筑结构 体系选择；抗侧力结构和构件的延性设计。9. 结构构件的延性 :结构的变形能力取决于组成结构的构件及其连接的延性水平。采用水平
4、向（圈梁）和 竖向（构造柱、芯柱）混凝土构件，加强对砌体结构的约束，或采用配筋砌体；使砌体在发生裂缝后 不致坍塌和散落，地震时不致丧失对重力荷载的承载能力；避免混凝土结构的脆性破坏（包括混凝土 压碎、构件剪切破坏、钢筋同混凝土粘结破坏）先于钢筋的屈服；避免钢结构构件的整体和局部失稳， 保证节点焊接部位（焊缝和母材 ）在地震时不致开裂。10. 液化：土体完全失去抗剪强度而显示出近于液体的特性。这种现象称为液化。液化的宏观标志是在地 表出现喷砂冒水。液化的震害：喷水冒砂淹没农田，淤塞渠道，淘空路基；沿河岸出现裂缝、滑移， 造成桥梁破坏， 等等。 液化使建筑物产生下列震害： 地面开裂下沉使建筑物产生
5、过渡下沉或整体倾斜； 不均匀沉降引起建筑物上部结构破坏，使梁板等水平构件及其节点破坏，使墙体开裂和建筑物体形变 化处开裂；室内地坪上鼓、开裂，设备基础上浮或下沉。影响场地土液化的主要因素：土层的地质年 代；土层的土粒的组成和密实程度；砂土层埋置深度和地下水位深度；地震烈度和地震持续时间。11. 天然地基的震害特点：高压缩性饱和软粘土和承载力较低的淤泥质土在地震中产生不同程度的震陷， 造成上部结构的倾斜或破坏；杂填土、回填土和冲填土等松软填土地基，土质松软且承载力较低，易 产生沉陷，使结构开裂；沟、坑、古河道、坡地半挖半填等非匀质地基在地震中的不均匀沉降或地裂 缝引起上部结构破坏。天然地基的抗震
6、措施：软弱粘性土地基：采用桩基，地基加固；杂填土地基： 换土夯实；地基加固；不均匀地基：综合建筑体型、荷载、烈度、结构类型等采取合理的结构布局、 地基抗震措施。地基加固处理方法：换土垫层法；重锤夯实法；挤密桩法；沉井预压法12. 反应谱：单自由度体系在给定的地震作用下某个最大反应与体系自振周期的关系曲线称为该反应的地 震反应谱。反应谱影响因素：结构的阻尼比和场地条件。反应谱的特点：阻尼比对反应谱影响很大； 对于加速度反应谱，当结构周期小于某个值时幅值随周期急剧增大，大于某个值时，快速下降；对于 速度反应谱，当结构周期小于某个值时幅值随周期增大，随后趋于常数；对于位移反应谱，幅值随周 期增大。1
7、3. 底部剪力法适用范围： 底部剪力法适用于一般的多层砖房等砌体结构、 内框架和底部框架抗震墙砖房、 单层空旷房屋、单层工业厂房及多层框架结构等低于 40m 以剪切变形为主的规则房屋。14. 产生扭转地震反应的原因：建筑自身的原因和地震地面运动的原因。建筑结构的偏心：建筑物的柱体 与墙体等抗侧力构件布置不对称；建筑物的平面不对称；建筑物的立面不对称；建筑物的平面、立面 均不对称；建筑物各层质心与刚心重合，但上下层不在同一垂直线上；偶然偏心。地震地面运动存在 扭转分量：地震波在地面上各点的波速、周期和相位不同。建筑结构基底将产生绕竖直轴的转动，结 构便会产生扭转振动。15. 多遇地震下结构强度验
8、算：下列情况可不进行结构强度验算： 6 度时的建筑（类场地上较高的高层 建筑与高耸结构除外） ；7 度时、 类场地、 柱高不超过 10m 且两端有山墙的单跨及多跨等高的钢筋 混凝土厂房，或柱顶标高不超过 4.5m，两端均有山墙的单跨及多跨等高的砖柱厂房。验算公式：16. 考虑竖向地震作用的结构或构件有：长悬臂结构；大跨度S结构；R高/ 耸R结E 构和较高的高层建筑；以轴向 力为主的结构构件（柱或悬挂结构） ；砌体结构；突出于建筑顶部的小构件。计算结构竖向地震作用的 方法：静力法：取结构或构件重力的某个百分数作为其竖向地震作用；水平地震作用折减法：取结构 或构件水平地震作用的某个百分数其竖向地震
9、作用；竖向地震反应谱法：与水平地震反应谱法相同。 时程反应分析：规范采用的是基于竖向地震反应谱法的拟静力法。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？答：抗震设防的三个水准 ：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；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； 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。两阶段设计方法：第一阶段设计：对结构和构件进行多遇地震作用下的 承载能力验算和弹性变形验算；第二阶段设计：对
10、有明显薄弱层的不规则部位和有特殊要求的结构进行罕 遇地震作用下的弹塑性变形验算并采取相应的构造措施。什么是小震、中震和大震。答：小震指该地区 50 年内超越概率约为 63.2% 的地震烈度，即众值烈度，又称为多遇地震。中震指该地区 50 年内超越概率约为 10% 的地震烈，又称为基本烈度或设防烈度。大震指该地区 50 年内超越概率为2%3%左右的地震烈度，又为称为罕遇地震。2、抗震设计中为什么要限制各类结构体系的最大高度和高宽比？ 答：随着多层和高层房屋高度的增加，结构在地震作用以及其他荷载作用下产生的水平位移迅速增大，要 求结构的抗侧移刚度必须随之增大。不同类型的结构体系具有不同的抗侧移刚度
11、，因此具有各自不同的合 理使用高度。 房屋的高宽比是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。震害表明，房屋高宽比大，地震作用产生的倾覆力矩会造成基础转动，引起上部结构产生较大侧移，影响 结构整体稳定。同时倾覆力矩会在混凝土框架结构两侧柱中引起较大轴力，使构件产生压曲破坏；会在多 层砌体房屋墙体的水平截面产生较大的弯曲应力，使其易出现水平裂缝，发生明显的整体弯曲破坏。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
12、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。4、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？ 答：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5、什么是鞭端效应，设计时如何考虑这种效应？ 答：地
13、震作用下突出建筑物屋面的附属小建筑物，由于质量和刚度的突然变小，受高振型影响较大，震 害较为严重，这种现象称为鞭端效应；设计时对突出屋面的小建筑物的地震作用效应乘以放大系数3，但此放大系数不往下传。6、框架梁抗震设计时应遵循的原则？如何在设计中实现“强剪弱弯”？答： 强柱弱梁，梁端先于柱出现塑性铰 ,同时塑性铰区段有较好的延性和耗能能力 强剪弱弯，梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力强节点、强锚固，妥善解决梁纵筋锚固问题 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：lrVGblnM b Mb vb7、简述“强柱弱
14、梁”的概念以及实现“强柱弱梁”的主要措施答： 强柱弱梁概念为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。 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 0.15 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：Mc c M b其中 c 为柱端弯矩增大系数， （一级为取 1.4, 二级取 1.2, 三级取 1.1）8、简述提高框架梁延性的主要措施？ 答：（1）“强剪弱弯”，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，以保证框架梁先 发生延性的弯曲破坏，避免发生脆性的剪切破坏；（
15、 2）梁端塑性铰的形成及其转动能力是保证结构延性的重要因素：一方面应限制梁端截面的纵向受拉钢筋的最大配筋率或相对受压区高度，另一方面应配置适当的受压钢筋（ 3）为增加对混凝土的约束， 提高梁端塑性铰的变形能力， 必须在梁端塑性铰区范围内设置加密封闭式 箍筋，同时为防止纵筋过早压屈，对箍筋间距也应加以限制。（4）对梁的截面尺寸加以限制，避免脆性破坏。9、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
16、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。10、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：
17、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11、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？答：（ 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 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 0.15 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：Mc c M b其中 c 为柱端弯矩增大系数， （一级为取 1.4, 二级
18、取 1.2, 三级取 1.1 ）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：GbVvb M bl Mbr Vvbln对一、二、三级框架柱，柱端截面组合的剪力设计值调整为：VM cl M crV vc H n12、什么叫轴压比？为什么要限制柱的轴压比？N答：轴压比： n 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 fcAc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 V ，
19、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 f cbh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。 横墙间距过大，会使纵墙侧向支撑减少，房屋整体性降低横墙间距过大， 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 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13、答：（2）（3） 均匀传递给各抗侧力构件， 楼盖传递水平地震作用所需的刚度要求。14、在什么情况下结构会产生扭转振动？如何采取措施避免或降低扭转振动？答：体型复杂的结构，质量和刚度分布明显不均匀
20、、不对称的结构，在地震作用下会产生扭转，主要原 因是结构质量中心和刚度中心不重合措施：建筑平面布置应简单规整 质量中心和刚度中心应尽量一致 对复杂体型的建筑物应予以处理15、什么是剪压比，为什么要限制剪压比？答：剪压比是截面内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之比。 剪压比过大 ,混凝土会过早发生斜压破坏 , 箍筋不能充分发挥作用 因此应限制梁端截面的剪压比。16、什么是震级？什么是地震烈度？如何评定震级和烈度的大小？答：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， 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， 震级的大小一般用里氏震级表达 地震烈度是根据地震
21、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。17、抗震设计时，为什么要对框架梁柱端进行箍筋加密？答： 梁柱端箍筋加密：加强对混凝土的约束，提高梁柱端塑性铰的变形能力， 震性能，同时避免纵筋的受压屈曲18、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？答：（1）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
22、能力降低，墙体的破坏更为严重,它对构件的变形能力也有显著影响，根据地震仪记录到的地震波来确它是按地震造成的后果分类的。提高构件的延性和抗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 40m3）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T1 1.4Tg 时，在顶部附加水平地震作用，取Ek构件截面上承受名义剪应力的大小。 限制梁柱的剪压比，
23、主要是为了防止梁柱混凝土过早发生 斜压破坏。再将余下的水平地震作用 （1 n）FEk 分配给各质点：FinGi Hi （1 n）FEkG jH jj1结构顶部的水平地震作用为 Fn 和 Fn 之和20、钢筋混凝土框架房屋因建筑、结构布置不当产生的震害有哪些表现？引起震害的原因是什么？答：（1）建筑平面形状复杂，由于扭转效应、应力集中震害加重（2）房屋立面凹进凸出，可导致建筑物竖向质量和刚度突变，使结构某些部位的地震反应过于剧烈， 加重震害（3）房屋高宽比较大，底层框架柱可能因地震倾覆力矩引起的巨大压力或拉力而发生剪压或受拉破坏（4）防震缝设置不当，若防震缝宽度不够，相邻建筑物易发生碰撞而造成破
24、坏（ 5）结构物在平面质量与刚度分布不均匀（如抗侧力构件分布不恰当），使房屋质量中心与刚度中心不重合，引起扭转作用和局部应力集中，加重震害（6）结构物沿竖向质量与刚度分布不均匀，在地震中往往会形成薄弱层，产生较大的应力集中或塑性 变形，造成破坏24、简述确定水平地震作用的振型分解反应谱法的主要步骤（1）计算多自由度结构的自振周期及相应振型；（2）求出对应于每一振型的最大地震作用（同一振型中各质点地震作用将同时达到最大值）；（3）求出每一振型相应的地震作用效应；（4）将这些效应进行组合，以求得结构的地震作用效应。25、简述框架节点抗震设计的基本原则（1）节点的承载力不应低于其连接构件的承载力；（
25、2）多遇地震时节点应在弹性范围内工作；（3）罕遇地震时节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递；（4）梁柱纵筋在节点区内应有可靠的锚固；（5）节点配筋不应使施工过分困难。等效剪切波速 ：若计算深度范围内有多层土层， 则根据计算深度范围内各土层剪切波速加权平均得到的土 层剪切波速，即为 等效剪切波速 抗震概念设计：根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想进行建筑和结构的总体布置 并确定细部构造的过程。26. 延性和延性比是什么？为什么抗震结构要具有延性？ 延性是指构件和结构屈服后， 具有承载力不降低或基本不降低、 且有足够塑性变形能力的一种性能。 构件 延性比：对于钢筋混凝土构件，当
26、受拉钢筋屈服后，进入塑性状态，构件刚度降低，随着变形迅速增加， 构件承载力略有增大，当承载力开始降低，就达到极限状态。延性比是极限变形与屈服变形的比值。结构 延性比：对于一个钢筋混凝土结构，当某个杆件出现塑性铰时，结构开始出现塑性变形，但结构刚度只略 有降低；当塑性铰达到一定数量以后，结构也会出现“屈服现象”即结构进入塑性变形迅速增大而承载力 略微增大的阶段，是“屈服”后的联塑性阶段。结构的延性比通常是指达到极限时顶点位移与屈服时顶点 位移的比值。27. 什么是概念设计？ 结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。概念设计包含极为广泛的内容，选择对抗震有利 的结构方案和布置，采取减少扭
27、转和加强抗扭刚度的措施，设计延性结构和延性结构构件，分析结构薄弱 部位，并采取相应的措施，避免薄弱层过早破坏，防止局部破坏引起连锁效应，避免设计静定结构，采取 二道防线措施等等。应该说，从方案、布置、计算到构件设计、构造措施每个设计步骤中都贯穿了抗震概 念设计内容。六、 计算题1、地震烈度： 指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。2、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（图件）执行。3、场地土的液化：饱和的粉土或砂土， 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少，颗粒局
28、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。、等效剪切波速：若计算深度范围内有多层土层， 则根据计算深度范围内各土层剪切波速加权平均得到的土层剪切波速 即为等效剪切波速。5、地基土抗震承载力：地基土抗震承载力 faEa fa ，其中 a为地基土的抗震承载力调整系数， fa 为深宽修正后的地基承载力特征值。6、场地覆盖层厚度：我国建筑抗震设计规范 （ GB50011-2001）定义：一般情况下，可取地面到剪切波速大于500m/s的坚硬土层或岩层顶的距离。7、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（永久荷载）和有关可变荷载的组合值之和。8、强柱弱梁 ：结
29、构设计时希望梁先于柱发生破坏，塑性铰先发生在梁端，而不是在柱端。9、砌体的抗震强度设计值：fVEN fV ，其中 fv 为非抗震设计的砌体抗剪强度设计值， N 为砌体抗震抗剪强度的正应力影响系数。10、剪压比：剪压比为 V/fcbh0 ，是构件截面上平均剪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。二、填空题（每空 1 分，共 25 分）1、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 纵波（ P）波和横（ S） 波，而面波分为 瑞雷 波和 洛夫 波，对建筑物和地表的破坏主要以 面 波为主。2、场地类别根据 等效剪切波波速 和 场地
30、覆土层厚度 划分为 IV 类。3、在用底部剪力法计算多层结构的水平地震作用时，对于T1>1.4T g时，在 结构顶部 附加 Fn，其目的是考虑 高振型 的影响。4、抗震规范规定，对于烈度为 8度和 9 度的大跨和 长悬臂 结构、烟囱和类似的高耸结构以 及9 度时的 高层建筑 等，应考虑竖向地震作用的影响。5、钢筋混凝土房屋应根据烈度、建筑物的类型 和 高度 采用不同的抗震等级， 并应符合相应的计算和构造措施要求。6、地震系数 k 表示 地面运动的最大加速度 与 重力加速度 之比； 动力系数 是单质点 最大 绝对加速度 与 地面最大加速度 的比值。7、多层砌体房屋的抗震设计中，在处理结构布
31、置时，根据设防烈度限制房屋高宽比目的是为了使多层砌体房屋有足够的稳定性和整体抗弯能力 ，根据房屋类别和设防烈度限制房屋抗震横墙间距的目 的是 避免纵墙发生较大出平面弯曲变形，造成纵墙倒塌 。、用于计算框架结构水平地震作用的手算方法一般有 反弯点法 和D 值法 。9、在振型分解反应谱法中，根据统计和地震资料分析，对于各振型所产生的地震作用效应，可近似地 采用 平方和开平方 的组合方法来确定。、为了减少判别场地土液化的勘察工作量，饱和沙土液化的判别可分为两步进行，即 初步判 别 和 标准贯入试验 判别。三、简答题（每题分，共 30 分） 、简述两阶段三水准抗震设计方法。答： 我国建筑抗震设计规范
32、（GB50011-2001）规定：进行抗震设计的建筑，其抗震设防目标是： 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可继续使用，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，当遭受高于本地区 抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。具体为两阶段三水准抗震设计方法： 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，
33、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；对大多数结构，一般可只进行第一阶段的设计。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。、简述确定水平地震作用的振型分解反应谱法的主要步骤。（ 1）计算多自由度结构的自振周期及相应振型；（ 2）求出对应于每一振型的最大地震作用（同一振型中各质点地震作用将同时达到最大值）；（ 3）求出每一振型相应的地震作用效应；（ 4）将这些效应进行组合，以求得结构的地震作用效应。、简述抗震设防烈度如何取值
34、。答： 一般情况下，抗震设防烈度可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度（或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值 ）。对已编制抗震设防区划的城市， 可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数 进行抗震设防。、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。、简述钢筋混凝土结构房屋的震害情况。答： 1. 共振效应引起的震害；2. 结构布置不合理引起的震害；3. 柱、梁和节点的震害；4. 填充墙的震害；5. 抗震墙的震害
35、。 第一章 1、地震的分类： 、构造地震、陷落地震、火山地震、诱发地震。这就是抗震设防 ：1） 、抗震方案设计（概念设计） 2） 、采取抗震构造措施（构造设计） 3） 、进行抗震验算 （计算设计）多遇烈度 ：某一地区的地震烈度是一个概率事件。出现频率最多的低于基本烈度的称为多遇烈度。 罕遇烈度 ：很少出现的高于基本烈度的大的地震烈度称为罕遇烈度。（1）基本烈度：超越概率为 10%（2）多遇烈度：超越概率 63.2%比基本烈度小 1.55 度。（3）罕遇烈度：超越概率为 23%，比基本烈度 高 1 度左右。 抗震设防烈度： 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。一般情况下可采用
36、基本烈 度地震随机性：小烈度的地震多，大烈度的地震少，可能发生，也可能不发生。 设防的一般目标（三水准） ： 当遭遇多遇的、低于设防烈度的地震时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍可使用； 当遭遇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； 当遭受高于本地区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的严重破坏。 简称为： 小震不坏 中震可修 大震不倒 保证设防目标的方法：两阶段设计法： 第一阶段，通过对多遇地震弹性地震作用下的结构截面强度验算，保证小震不坏和中震可修。 第二阶段，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，并采取相应的构造措施保证大震 不倒
37、。地震波 : 体波和面波体波 ： 纵波，横波。A、纵波 ：P 波，为压缩波 ，速度快，产生颠簸。B、横波 ：S 波， vs 为剪切波，速度稍慢，产生摇晃。 vp=1.67vs 面波：有勒夫波和瑞利波， vR=vL=0.9vs ，能量大，破坏大，产生颠簸摇晃。 震级： 一次地震强弱的等级。现国际上的通用震级表示为里氏震级。地震烈度： 某一地点地面震动的强烈程度，由地面建筑的破坏程度，人的感觉，物体的振动及运动强烈程 度而定。现在主要由地面震动的速度和加速度确定。抗震设防烈度取值大小基本烈度烈度区划图： 按基本烈度划分为不同的区。 意义： 做为抗震设计的依据。基本烈度： 在 50 年期限内，一般场
38、地条件下可能遭遇超越概率为10%的地震烈度值。第二章为什么要研究场地： 震害调查发现，同一烈度区，不同场地上的建筑的震害不同。因地震的大小和工程地 质条件不同而不同。场地的类型： 主要与场地土和场地的覆盖层厚度有关 场地覆盖层厚度 ：一般意义上的覆盖层厚度：从地面到基岩顶面的距离。 由于地震效应与场地有关，为了进行抗震设计，有必要对场地进行分类，以便区别对待。建筑场地的类别与场地土的类型和场地土的覆盖层厚度有关。分为I 、类。软弱地基上建筑震害较重的原因1）建筑的破坏有一个过程，当建筑开裂后结构的自振周期将加大，对于坚硬场地上的建筑来，由于结构的 周期将远离场地的周期，故结构的地震作用将减小。
39、2）而软弱场地上的建筑开裂后， 自振周期将靠近场地的周期， 使结构的地震作用进一步加大， 故破坏严重。 抗震措施： 对软弱粘性土采用桩基和地基加固。场地土的液化现象： 处于地下水位以下的饱和砂土和粉土，在地震时容易发生液化现象。 原因: 砂土和粉土的土颗粒结构受到地震作用时将趋于密实。这种趋于密实的作用使空隙水压力急剧上升， 在地震作用的短暂时间内，孔隙水压力来不及消散，使土颗粒处于悬浮状态。砂土和粉土液化时，其强度 完全丧失从而导致地基失效。危害： 场地液化将使建筑整体倾斜，下沉，墙体开裂，地面喷水、冒砂、裂缝等。液化导致地基失效的条件： 1）、砂土或粉土的密实度低 2）、地震动剧烈 3）、
40、土的微观结构的稳定性差 4）、 地下水位高 5）、高压水不易渗透土 6）、上覆非液化土层较薄，或者有薄弱部位影响液化的因素： 1），土层的地质年代，古老的不易液化，新近的易液化。2），土层土粒的组成和密实度，细砂较粗砂易液化，松散的较密实的易液化。 3），沙土的埋深和地下水位深度，埋深越深、地下水越深越 不易液化。 4），地震烈度和地震持续时间。场地液化的判别方法 ：初步判别、标准贯入试验判别初步判别： 1） 土的年代，老于第四纪晚更新世以前的土，不液化。2） 粉土的粘粒含量。 7度、8 度、9度分别不小于 10%、 13%、16%时不液化。 3 ）上覆非液化土层厚度和地下水位深度满足下列条件
41、之一时， 可不考虑液化。标准贯入试验判别： 在地面以下 15m 深度范围内，对饱和砂土或粉土液化的标准贯入实验抗液化措施规 范将处理措施分为三个档次，根据液化等级和建筑类别选取。xgx(g(tt) )这三个档次为：全部消除地基液化沉降的措施 桩基、深基础、加密法、挖除液化层等。 部分消除地基液化沉降的措施一定深度范围内处理，使锤击数大于临界值 通过对基础和上部结构处理，减轻液化沉降的影响。第三章地震作用： 是指地面震动在结构上产生动力荷载，俗称为地震荷载。是间接作用 地震作用效应： 地震作用产生结构的内力和变形 结构动力特性： 结构的自振周期、阻尼、振型等。结构的地震反应： 结构的 位移、速度
42、、加速度 及内力和变形 。 结构的地震反应分析： 是结构在地震作用下的位移、速度、加速度 及内力和变形计算方法 （应属于结构 动力学的范畴）反应谱的特征： 1. 加速度反应随结构自振周期增大而减小。2. 位移随周期增大而增大。 3. 阻尼比的增大使地震反应减小。 4. 场地的影响，软弱的场地使地震反应的峰值范围加大。反应谱： 当地面运动xg（ t） 及结构的阻尼定后，可以看出结构的反应仅与结构的自振周期有关。对应可以得到一个反应值，将所有的反应点绘成的曲线称为影响水平地震作用的因素： 1、G，结构的重量（或称为重力荷载代表值） 。 G越大，地震作用越大。 2、K， 称为地震系数。表示地面震动的
43、大小。 K 与烈度有关。规范根据烈度所对应的地面加速度峰值进行调整后 得到。 3、 ，称为动力系数。与结构的动力特性和外激励有关。与地震作用频率组成（场地？）有关；与结构的自振周期有关；与结构的阻尼有关。=k： 是一个无量纲的系数，称为水平地震影响系数。 抗震设计反应谱（ 谱）的特点：1）、 T的区间， 0 6 s 。一般建筑 T 都小于 6.0s 。2）、 存在最大值， T=0.1Tg 之间， = max。3）、 T> Tg后， 随 T而减小。4）、 T=0， =0.45 max。T 0.1S 之间， 按直线增大。5）、特征周期 Tg ，坚硬场地 Tg 小，软 弱的场地 Tg 大。6）
44、、的大小与地震烈度（max）、结构的自振周期 T、特征周期 Tg 及结构的阻尼等有关。为重力荷载代表值： 计算地震作用时，采用的建筑结构的重量称 重力荷载代表值 = 结构自重标准值 + Ei 可变荷载标准值Ei 为组合系数，考虑地震与可变荷载同时出现的可能性。 振型分解反应谱法的过程： 求多质点体系的自振频率、振型求各振型的地震作用求各振型下的地 震反应效应总效应底部剪力法： 总的地震作用效应与第一振型的地震剪力分布相近，用第一振型的地震剪力作为结构的地震 剪力的方法称为底部剪力法。底部剪力法的适用条件和假定：适用条件 ：建筑高度不超过 40m、 以剪切变形为主、质量和刚度沿高度分布均匀； 假
45、定： 位移反应以第一振型为主，为一直线。底部剪力法总思路是： 首先求出等效单质点的作用力 （即底部剪力） ，然后再按一定的规则分配到各个质点。 最后按静力法计算结构的内力和变形。鞭梢作用： 局部突出屋顶的小屋的地震作用效应按计算结果放大 3 倍，但增大的 2 倍不向下传递。 计算地震作用有哪些方法？1）、高度 <40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布均匀的结构，以及近似于单质点的结构，可采用 底部剪力法。2） 、除上述规定的建筑外 ，宜采用振型分解反应谱法。3）、特别不规则的建筑 ，甲类建筑及高层建 筑宜采用时程分析法作补充验算。 结构自振周期的计算方法有： 1、理论与近似的计算
46、2、经验公式 3 、试验方法等 质心、刚心： 当房屋的质心、刚心不重合时，即有偏心距，在水平力作用下，结构产生扭转。 建筑结构抗震验算： 抗震设计的过程：竖向荷载作用效应计算地震作用效应计算截面的强度计算 结构的变形验算截面的强度验算，要计算荷载作用的效应和截面的强度。 抗震验算时荷载作用效应：考虑结构在各种荷载作用效应下的组合。罕遇地震作用下结构的弹塑性变形验算：1、目的：防倒塌，保证大震不倒、2、验算方法：时程分析法，超过 12 层或甲类建筑简化方法，一般建筑 自振周期的计算： 能量法，折算质量法 , 顶点位移法 , 经验公式法，试验方法等。第四章“概念设计”：是根据实际的经验或试验研究所
47、得到的非常重要的定性设计原则或工程判断进行设计。 概念设计包括 : 场地选择，建筑平立面造型，结构体系的选择，非结构构件的处理，材料的选用等。 场地选择 ：有利地段：坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土场地、不利地段：软弱土、液化土、高耸孤立 的山丘、陡坡、边坡、不均匀的土层场地等。危险地段：地震时可能滑坡、崩溃、地陷、泥石流等。发震 断裂带附近、局部孤突的地形。场地选择的抗震措施： 1、避开危险地带（如断裂带、滑坡、泥石流等）2、同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上。 3、同一结构单元的基础不宜部分采用天然地基，部分采用桩基。4、软弱地基上的基础应加强其整体性和刚性。建筑平面立面布置
48、的要求： 1、建筑平面布置： 建筑物的平、 立面布置宜规则、 对称，质量和刚度变化均匀， 避免楼层错层。 2. 建筑立面布置：建筑的质量、刚度的变化要均匀（竖向）防止出现竖向收进过大 防震缝 ：当建筑的类型、体系、体型较复杂时，宜设置防震缝。要保证缝有足够的宽度，用缝分割的单元 为独立的简单结构单元。结构材料的选择： 延性系数高；“强度重力”比值大；匀质性好；正交各向同性；构件的连 接具有整体性、连续性和较好的延性，并能发挥材料的全部强度。结构形式依其 材料抗震性能优劣而排列 的顺序是： 钢结构；型钢混凝土结构；混凝土 - 钢混合结构；现浇钢筋混凝土结构；预应力混凝 土结构；装配式钢筋混凝土结
49、构；配筋砌体结构；砌体结构等。依据对抗震结构体系的一般要求，如何提高砌体结构的抗震能力？ 加设构造柱和圈梁是提高砌体结构房屋 抗震能力的有效途径。抗震结构体系的确定： 应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；宜有多道抗震防线，应避 免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力； 应具备必要的强度， 良好的变形能力和耗能能力；宜具有合理的刚度和强度分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产 生过大的应力集中或塑性变形集中；对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。1、平面布置力求对称 。（质量，刚度，强度）平面布置除了要求各向对称外，还希望能具有较大的抗扭刚 度。
50、 2、竖向布置力求均匀结构竖向布置的关键在于，尽可能使其竖向刚度、强度变化均匀，避免出现薄弱层，并应尽可能降低房屋的重心。多道抗震防线的意义 ：一个抗震结构体系， 应由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。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部赘余度，有意识地建立起一系 列分布的屈服区，以使结构能够吸收和耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复。结构的延性定义为： 结构承载能力无明显降低的前提下，结构发生非弹性变形的能力。 在结构抗震设计中，“结构延性”这个术语实际上有以下 5 层含义： 结构总体延性： 一般用结构的“顶点侧移比”或结构的“平均层间侧移比”来表达； 结构楼层延性： 以一个楼层的层间侧移比来表达； 构件延性
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