《工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計》 習(xí)題解答 王靜峰

第一章：地震按其成因可分為哪幾種類型？按其震源深淺又可分為哪幾種類型？地震按照其成因可分為四種主要類型：構(gòu)造地震、火山地震、塌陷地震和誘發(fā)地震。根據(jù)震源深淺不同，地震可分為①淺源地震：震源深度小于60km。其造成的危害最大，全世界每年地震釋放的能量約85％來自淺源地震。②中源地震：震源深度在60～300km。全世界每年地震釋放的能量約12％來自中源地震。③深源地震：震源深度大于300km。全世界每年地震釋放的能量約3％來自深源地震。我國發(fā)生的地震絕大多數(shù)是淺源地震，震源深度在10～20km。什么是地震波？其包含了哪幾種？它們的傳播特點是什么？對地面運動影響如何？地震波是地震引起的振動以波的形式從震源向各個方向傳播并釋放能量。地震波是種彈性波，它包括在地球內(nèi)部傳播的體波和在地面附近傳播的面波。體波包含縱波(P波)和橫波(S波)兩種形式在縱波由震源向外傳播的過程中，介質(zhì)不斷地被壓縮和疏松，所以縱波又稱為壓縮波。其特點是周較短，振幅小、波速快，一般為200～1400m/s。橫波其特點是周期長、振幅大、波速慢，一般為100～800m/s。震級和烈度有什么區(qū)別和聯(lián)系？地震震級與地震烈度是兩個不同的概念。地震震級表示一次地震釋放能量的大小，地震烈度表示某地區(qū)遭受一次地震影響的強(qiáng)弱程度震級和烈度只在特定條件下存在大致對應(yīng)關(guān)系。對于淺源地震(震源深度在10～30km)震中烈度I0與震級M之間有如下對照關(guān)系(表1-4)表1-4震中烈度I0與震級M震級M23456788以上震中烈度I1～234～56～77～89～101112地震災(zāi)害主要表現(xiàn)在哪些方面？各自的表現(xiàn)形式是什么？地震災(zāi)害主要表現(xiàn)在直接災(zāi)害，次生災(zāi)害以及誘發(fā)災(zāi)害。直接災(zāi)害：(1)地表破壞地震造成的地表破壞有地裂縫、滑坡塌方、砂土液化和軟土震陷等。（2）工程結(jié)構(gòu)的破壞承重磚墻，受到附加水平地震力的作用，墻面產(chǎn)生交叉裂縫，發(fā)生剪切破壞或喪失承載力倒塌。又如鋼筋混凝土梁、柱在地震力作用下屈服、壓潰，豎向構(gòu)件喪失承載力傾斜倒塌等，都是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足引起的破壞。次生災(zāi)害：地震造成的次生災(zāi)害主要有火災(zāi)、海嘯、水災(zāi)、毒氣污染、泥石流等。誘發(fā)災(zāi)害:地震發(fā)生在人口密集的城市，會使供電、供水、通訊、交通等生命線工程遭到破壞，造成震后社會功能混亂，城市陷入癱瘓狀態(tài)。地震還會毀壞生產(chǎn)設(shè)施，扭曲人的心理，惡化工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，影響正常經(jīng)濟(jì)發(fā)展；地震能夠帶來各種疾病流行；在高科技時代，地震還能導(dǎo)致計算機(jī)事故什么是地震預(yù)警？地震預(yù)警與地震預(yù)報有何區(qū)別？地震預(yù)警是指在地震發(fā)生以后，搶在地震波傳播到設(shè)防地區(qū)前，向設(shè)防地區(qū)提前幾秒至數(shù)十秒發(fā)出警報，以減小當(dāng)?shù)氐膿p失?！暗卣痤A(yù)警”并非“地震預(yù)報”，兩者不屬同一概念。地震預(yù)報是對尚未發(fā)生、但有可能發(fā)生的地震事件事先發(fā)出通告;而“地震預(yù)警”是指突發(fā)性大震已發(fā)生、搶在嚴(yán)重災(zāi)害尚未形成之前發(fā)出警告并采取措施的行動，也稱作“震時預(yù)警”。第二章：試述工程地質(zhì)條件對震害的影響？位于局部孤突地形上的建筑，其震害一般比平地同類建筑嚴(yán)重；位于非巖質(zhì)地基的建筑物又比巖質(zhì)地基的震害嚴(yán)重。局部孤突的地形對震害的影響大致趨勢如下：高突地形距離基準(zhǔn)面的高度愈大，高處建筑物的反應(yīng)愈強(qiáng)烈；離陡坎和邊坡頂部邊緣的距離愈大，反應(yīng)相對減少；高突地形頂面愈開闊，遠(yuǎn)離邊緣的中心部位反應(yīng)明顯減??；邊坡愈陡，其頂部的放大效應(yīng)相應(yīng)加大。從巖石構(gòu)成看，在相同地形條件下，土質(zhì)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)比巖質(zhì)結(jié)構(gòu)大。試述不同土質(zhì)和土厚的場地條件對建筑物震害的影響。場地條件對建筑物震害影晌的主要因素是場地土的剛度和場地覆蓋層厚度。宏觀震害顯示，軟弱深厚土層上的柔性結(jié)構(gòu)易遭受破壞，剛性結(jié)構(gòu)表現(xiàn)較好；堅硬薄弱土層上的剛性結(jié)構(gòu)受破壞程度較重，而柔性結(jié)構(gòu)震害較輕。什么是場地？怎樣劃分場地土類型和場地類別？場地是指工程群體所在地，其范圍相當(dāng)于廠區(qū)、居民區(qū)和自然村或不小于1.0平方千米的平面面積。根據(jù)土層剪切波速劃分場地土的類型；根據(jù)場地覆蓋層厚度確定場地類別。如何確定地基的抗震承載力？我國規(guī)范對于地基土抗震承載力的取值采取在地基土靜承載力的基礎(chǔ)上乘以提高系數(shù)的方法。簡述天然地基抗震承載力的驗算方法。地基基礎(chǔ)的抗震驗算，一般采用“擬靜力法”，即假定地震作用如同靜力荷載恒定作用在地基基礎(chǔ)上。作用于建筑物上的各類荷載與地震作用組合后，認(rèn)為其在基礎(chǔ)底面所產(chǎn)生的壓力是直線分布的。什么是砂土液化？液化會造成哪些危害？影響液化的主要因素有哪些？飽和松軟的砂土和粉土在強(qiáng)烈地震的作用下，土顆粒結(jié)構(gòu)趨于密實，如土本身的滲透系數(shù)較小，則孔隙水在短時間內(nèi)排不走而受到擠壓，孔隙水壓力逐步上升，抵消有效正應(yīng)力。當(dāng)孔隙水壓力增加到與剪切面上的法向壓應(yīng)力接近或相等時，砂土或粉土受到的有效壓應(yīng)力下降直至完全消失。這時砂土顆粒局部或全部處于懸浮狀態(tài)，土體喪失抗剪強(qiáng)度，顯示出近于液體的特性。這種現(xiàn)象稱為場地土的“液化”。危害：砂土液化可引起地面噴水冒砂、地基不均勻沉陷、斜坡失穩(wěn)、滑移，從而造成建筑物破壞。怎樣判別地基土的液化？如何確定地基土液化的危害程度？《建筑抗震規(guī)范》采用“兩步判別法”來判別可液化土層，即初步判別和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗判別。凡經(jīng)過初步判別定為不液化或不考慮液化影響的場地土，就可不進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗判別。當(dāng)飽和的砂土或粉土（不含黃土）符合下列條件之一時，可初步判別為不液化或可不考慮液化的影響：（1）地質(zhì)年代為第四紀(jì)晚更新世（Q3）及以前時，7、8度時可判為不（2）粉土的粘粒（粒徑小于0.005mm顆粒）含量百分率，7度、8度和9度分別不小于10%、13%和16%時，可判為不液化土。（3）淺埋天然地基土的建筑，當(dāng)上覆非液化土層厚度和地下水位深度符合下列條件之一時，可不考慮液化影響：d（2.9）d（2.10）d（2.11）當(dāng)飽和砂土、粉土的初步判別不符合上述條件之一，即初判認(rèn)為可能液化或需考慮液化影響時，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗判別法判別地面下20m范圍內(nèi)土的液化；對可不進(jìn)行天然地基及基礎(chǔ)的抗震承載力驗算的各類建筑，可只判別地面下15m范圍內(nèi)土的液化。危害程度判定：在判別地基為可液化或需考慮液化影響后，應(yīng)進(jìn)一步做液化危害性分析，對液化危害程度作定量評價。簡述可液化地基的抗液化措施。地基抗液化措施應(yīng)根據(jù)建筑物的抗震設(shè)防類別和地基的液化等級，結(jié)合具體情況綜合確定，主要包括全部消除液化沉陷、部分消除液化沉陷以及基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理。第三章地震基本烈度的含義是？基本烈度是指：50年期限內(nèi)，一般場地條件下，可能遭受超越概率為10％的烈度值。為什么要進(jìn)行設(shè)計地震分組？為了反映同樣烈度下，不同震級和震中距的地震對建筑物的影響，補(bǔ)充和完善烈度區(qū)劃圖的烈度劃分，《建筑抗震規(guī)范》將建筑工程的設(shè)計地震劃分為三組，以近似反映近、中、遠(yuǎn)震的影響。什么是建筑抗震三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)和兩階段設(shè)計方法？即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。結(jié)構(gòu)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，在當(dāng)?shù)匕l(fā)生出現(xiàn)頻率很高的小地震時，應(yīng)無任何損壞。對于在結(jié)構(gòu)的設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)不常發(fā)生的中度地震，允許非結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到破壞，但必須保證主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件不受明顯損壞，以避免進(jìn)行困難、昂貴的修復(fù)工作，使得結(jié)構(gòu)稍加修繕后仍能繼續(xù)工作。結(jié)構(gòu)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，遭到可能出現(xiàn)但十分罕遇的大地震時，應(yīng)不倒塌。經(jīng)受這樣的地震，允許結(jié)構(gòu)有很大的損壞，但必須保證結(jié)構(gòu)能繼續(xù)存在，以防止造成重大的人身傷亡。第一階段設(shè)計是多遇地震下的承載力驗算和彈性變形計算。取第一水準(zhǔn)的地震動參數(shù)，用彈性方法計算結(jié)構(gòu)的彈性地震作用，然后將地震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)進(jìn)行組合，對構(gòu)件截面進(jìn)行承載力驗算，第二階段設(shè)計是罕遇地震下的彈塑性變形驗算。對于特別重要的結(jié)構(gòu)或抗側(cè)能力較弱的結(jié)構(gòu)，除進(jìn)行第一階段設(shè)計外，還要取第三水準(zhǔn)的地震動參數(shù)進(jìn)行薄弱層（部位）的彈塑性變形驗算，如不滿足要求，則應(yīng)修改設(shè)計或采取相應(yīng)的構(gòu)造措施來滿足第三水準(zhǔn)的設(shè)防要求。我國規(guī)范根據(jù)建筑物的重要性將抗震類別分為哪幾類？不同類別的建筑對應(yīng)的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是什么？抗震設(shè)計中，根據(jù)建筑遭受地震破壞后可能產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失、社會影響及其在抗震救災(zāi)中的作用，將建筑物按重要性分為甲、乙、丙、丁四類。（1）甲類建筑，地震作用應(yīng)高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求，其值應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評價結(jié)果確定。抗震措施，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6~8度時，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高1度的要求；當(dāng)設(shè)防抗震烈度為9度時，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求。（2）乙類建筑，地震作用應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求。抗震措施，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6~8度時，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高l度的要求；當(dāng)設(shè)防抗震烈度為9度時，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求；地基基礎(chǔ)的抗震措施，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。對較小的乙類建筑，當(dāng)其結(jié)構(gòu)改用抗震性能較好的結(jié)構(gòu)類型時，應(yīng)允許仍按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震措施。（3）丙類建筑，地震作用和抗震措施均應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求。（4）丁類建筑，一般情況下，地震作用仍應(yīng)符合本地區(qū)抗震的要求；抗震措施應(yīng)允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低，但抗震設(shè)防烈度為6度不應(yīng)降低。什么是建筑抗震概念設(shè)計？其包括哪些方面的內(nèi)容？結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計是指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗等所形成的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程。建筑的體型力求簡單、規(guī)則、對稱、質(zhì)量和剛度變化均勻。2.抗震結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)符合以下要求：（1）具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑；（2）具有多道抗震防線，避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個體系喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力；（3）應(yīng)具備必要的強(qiáng)度、良好的變形能力和耗能能力；（4）具有合理的剛度和強(qiáng)度分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中；對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力。3.抗震結(jié)構(gòu)的各類構(gòu)件應(yīng)具有必要的強(qiáng)度和變形能力（或延性）。4.抗震結(jié)構(gòu)的各類構(gòu)件之間應(yīng)具有可靠的連接。5.抗震結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng)應(yīng)能保證地震時結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。6.非結(jié)構(gòu)構(gòu)件（圍護(hù)墻、隔墻、填充墻）要合理設(shè)置。第四章什么是地震作用？如何確定結(jié)構(gòu)的地震作用？地震在地球內(nèi)部發(fā)生后，從震源出發(fā)出的地震波通過地層傳播到地表，引起的地表上結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形、位移及結(jié)構(gòu)運動速度與加速度等統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)。地震反應(yīng)是一種動力反應(yīng)，其大小（或振動幅值）不僅與地面運動有關(guān)，還與結(jié)構(gòu)動力特性（自振周期、振型和阻尼）有關(guān)，一般需采用結(jié)構(gòu)動力學(xué)方法分析才能得到。地震系數(shù)和動力系數(shù)的物理意義是什么？通過什么途徑確定這兩個因素?（1）地震系數(shù)k是地震動加速度峰值和重力加速度的比值。（2）動力系數(shù)是單自由度彈性體系在地震作用下最大反應(yīng)加速度和地面最大加速度的比值。計算結(jié)構(gòu)地震作用的底部剪力法和振型分解反應(yīng)譜法的原理和適應(yīng)條件是？底部剪力法：原理：在振型分解反應(yīng)譜法的基礎(chǔ)上,針對某些建筑物的特定條件做進(jìn)一步簡化,而得到的一種近似計算水平地震作用的方法:將多自由度體系簡化成單自由度體系,計算出結(jié)構(gòu)總的地震作用(即結(jié)構(gòu)底部剪力),再將其按倒三角形原則分配到各個樓層,計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力。適用條件:對于重量和剛度沿高度分布比較均勻、高度不超過40m,并以剪切變形為主(房屋高寬比小于4時)的結(jié)構(gòu),振動時具有以下特點;(1)位移反應(yīng)以基本振型為主;(2)基本振型接近直線。振型分解反應(yīng)譜法：原理：由振型的正交性知,各質(zhì)點自由振動的振幅相互獨立,根據(jù)線性代數(shù)理論,n維向量{x}總可以表示為n個獨立向量的組合,這樣原來n個自由度體系的n維聯(lián)立運動微分方程,被分解為n個獨立的關(guān)于正則坐標(biāo)的單自由度體系運動微分方程,各單自由度體系的自振頻率為原多自由度體系的各階頻率,利用多自由度體系的地震反應(yīng)可通過分解為各階振型地震反應(yīng)求解。適用條件：高層建筑結(jié)構(gòu)宜采用振型分解反應(yīng)譜法。對質(zhì)量和剛度不對稱、不均勻的結(jié)構(gòu)以及高度超過100m的高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)采用考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動影響的振型分解反應(yīng)譜法。除上述結(jié)構(gòu)以外的建筑結(jié)構(gòu),宜采用振型分解反應(yīng)譜法.在什么情況下須考慮豎向地震作用?如何計算地震作用？設(shè)防烈度為8度和9度區(qū)的大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)，長懸臂結(jié)構(gòu)，煙囪及類似高聳結(jié)構(gòu)和設(shè)防烈度為9度區(qū)的高層建筑，應(yīng)考慮豎向地震作用。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的不同類型采用不同的方法,煙囪和類似的高聳結(jié)構(gòu),以及高層建筑其豎向地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值可按反應(yīng)譜法計算,而平板網(wǎng)架和大跨度結(jié)構(gòu)等則采用靜力法。什么是結(jié)構(gòu)的剛心和質(zhì)心？結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)地震作用效應(yīng)是如何產(chǎn)生的？結(jié)構(gòu)的剛心是結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件合力作用點的位置，結(jié)構(gòu)的質(zhì)心是結(jié)構(gòu)所有重力荷載的中心。地震時水平地震力的合力通過結(jié)構(gòu)的質(zhì)心，而結(jié)構(gòu)抗側(cè)力的合力通過結(jié)構(gòu)的剛心，質(zhì)心和剛心的偏離使得結(jié)構(gòu)除產(chǎn)生平移振動外，還圍繞剛心作扭轉(zhuǎn)振動，形成平扭耦聯(lián)振動，會加重結(jié)構(gòu)的震害，有時還會成為導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的主要原因。《建筑抗震規(guī)范》規(guī)定對質(zhì)量和剛度明顯不均勻、不對稱結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮水平地震作用的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。什么是樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)？怎么樣確定結(jié)構(gòu)的薄弱層或部位？樓層屈服承載力系數(shù)是按構(gòu)件實際配筋和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計算的樓層受剪承載力和按罕遇地震作用計算的樓層彈性地震剪力的比值，它反映了結(jié)構(gòu)中樓層的承載力與該樓層所受彈性地震剪力的相對關(guān)系。薄弱層位置的確定：樓層屈服承載力系數(shù)沿高度分布均勻的結(jié)構(gòu)可取底層為薄弱層；樓層屈服承載力系數(shù)沿高度分布不均勻的結(jié)構(gòu)，可取該系數(shù)最小的樓層和相對較小的樓層為薄弱樓層，一般不超過2～3處；單層廠房，可取上柱。結(jié)構(gòu)抗震的計算原則有哪些？各類建筑結(jié)構(gòu)的抗震計算，應(yīng)遵循下列原則：一般情況下，可在建筑結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向分別考慮水平地震作用并進(jìn)行抗震驗算，各方向的水平地震作用全部由該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān)。有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，當(dāng)相交角度大于150時，宜分別考慮各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用。質(zhì)量和剛度明顯不均勻、不對稱的結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮水平地震作用的扭轉(zhuǎn)影響，同時應(yīng)考慮雙向水平地震作用的影響。不同方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的共同構(gòu)件（如框架結(jié)構(gòu)角柱），應(yīng)考慮雙向水平地震作用的影響。8度和9度時的大跨度結(jié)構(gòu)、長懸臂結(jié)構(gòu)、煙囪和類似高聳結(jié)構(gòu)及9度時的高層建筑，應(yīng)考慮豎向地震作用。什么是承載力抗震調(diào)整系數(shù)？為什么要引入這一系數(shù)？承載力抗震調(diào)整系數(shù)是指在地震作用下，建筑結(jié)構(gòu)的實際承載能力與規(guī)范規(guī)定的設(shè)計承載能力之比，通俗來說就是建筑結(jié)構(gòu)的“安全系數(shù)”。考慮了地基土在有限次循環(huán)動力作用下，強(qiáng)度一般較靜強(qiáng)度提高，和在地震作用下結(jié)構(gòu)可靠度容許有一定程度降低，這兩個因素。直接的做法就是對地基承載力乘以抗震調(diào)整系數(shù)第五章：1.框架結(jié)構(gòu)的震害特點是什么？砌體圍護(hù)墻的震害較主體結(jié)構(gòu)嚴(yán)重,柱端的震害較梁端和梁身的震害嚴(yán)重,邊柱(尤其是角柱)的破壞較中柱嚴(yán)重,柱上端震害較下端嚴(yán)重?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的累計損傷較磚石結(jié)構(gòu)突出,薄弱層塑性變形的集中,往往導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部或整體倒塌。2.為什么限制結(jié)構(gòu)體系的最大高度？隨著多層和高層房屋高度的增加，結(jié)構(gòu)在地震作用以及其他荷載作用下產(chǎn)生的水平位移迅速增大，要求結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度必須隨之增大。不同類型的結(jié)構(gòu)體系具有不同的抗側(cè)移剛度，因此具有各自不同的合理使用高度。3.為什么要劃分結(jié)構(gòu)的抗震等級？如何確定結(jié)構(gòu)的抗震等級？地震作用越大,房屋抗震要求越高;結(jié)構(gòu)的抗震能力主要取決于主要抗側(cè)力構(gòu)件的性能;抗震等級由多種因素來決定,抗震等級的確定除了表格可以查詢的內(nèi)容之外,還應(yīng)考慮底層框架、裙房、地下室、頂板等特殊情況,按照《抗震規(guī)范》進(jìn)行計算確定。4.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)布置的基本原則是什么？鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)布置的基本原則是：結(jié)構(gòu)平面應(yīng)力求簡單規(guī)則，結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)對稱均勻布置，盡量使結(jié)構(gòu)的剛心與質(zhì)心重合，避免地震時引起結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)及局部應(yīng)力集中。結(jié)構(gòu)的豎向布置，應(yīng)使其質(zhì)量沿高度方向均勻分布，避免結(jié)構(gòu)剛度突變，并應(yīng)盡可能降低建筑物的重心，以利結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。合埋地設(shè)置變形縫，加強(qiáng)樓屋蓋的整體性。5.框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算的計算假定是什么？結(jié)構(gòu)分析的彈性靜力假定高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移均按彈性體靜力學(xué)方法計算，一般情況下不考慮結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)所引起的內(nèi)力重分布。2.平面結(jié)構(gòu)假定在正交布置情況下，可以認(rèn)為每一方向的水平力只由該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承擔(dān)，垂直于該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不受力6.框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載和水平荷載作用下的內(nèi)力如何計算？水平荷載：（1）反彎點法?；炯俣ㄊ橇褐€剛度之比為無窮大，由此進(jìn)行框架在水平荷載下的內(nèi)力計算（2）D值法。改進(jìn)從兩方面進(jìn)行：一是考慮了柱端轉(zhuǎn)角的影響，即梁線剛度不是無窮大的情況下，對柱抗側(cè)剛度的修正；二是考慮了梁、柱的線剛度比、上下層橫梁線剛度比以及層高對柱端約束的影響，對反彎點高度的修正。豎向荷載：對于在豎向荷載作用下的框架內(nèi)力分析，常采用近似分析方法，即分層法和彎矩二次分配法。分層法：其基本計算單元是取每層框架梁連同上、下層框架柱來考慮的，并假定柱遠(yuǎn)端為固定端的開口框架。彎矩二次分配法：當(dāng)建筑層數(shù)不多時，采用彎矩二次分配法較為方便，所得結(jié)果與精確法比較，相差很小。其計算精度能滿足工程需要。彎矩二次分配法就是將各節(jié)點的不平衡彎矩，同時作分配和傳遞，并以二次為限。7.框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的原則是什么？抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點在于達(dá)到抗震設(shè)防“三水準(zhǔn)”的設(shè)防目標(biāo)，特別是“第三水準(zhǔn)”,即在罕遇地震作用下防止結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌的設(shè)防目標(biāo)的實現(xiàn)。8.什么是“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)節(jié)弱桿”？“強(qiáng)柱弱梁”:對同一節(jié)點,使其在地震作用組合下,柱端的彎矩設(shè)計值略大于梁端的彎矩設(shè)計值或抗彎能力。因為“梁”的破壞對于建筑結(jié)構(gòu)是局部破壞,如果柱破壞可能對建筑物造成整體坍塌。所以破壞時盡可能使梁先破壞。滿足原則:一、二、三、四級框架結(jié)構(gòu)的底層柱下端截面的彎矩設(shè)計值,應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.7,1.5,1.3及1.2,底層柱縱向鋼筋應(yīng)按上下端的不利情況配置。“強(qiáng)剪弱彎”:對同一桿件,使其在地震作用組合下,剪力設(shè)計值略大于按設(shè)計彎矩或?qū)嶋H抗彎承載力及梁上荷載反復(fù)算出的剪力。彎曲破壞是延性破壞,剪切破壞是脆性破壞,沒有預(yù)兆,因此我們要避免發(fā)生脆性破壞。滿足原則:對框架結(jié)構(gòu),一、二、三、四級的剪力增大系數(shù)可分別取1.5,1.3,1.2,1.1?！皬?qiáng)節(jié)點弱桿件”:在破壞時,桿件先于節(jié)點破壞。桿件破壞屬于構(gòu)件破壞,而節(jié)點破壞對于整個結(jié)構(gòu)來說整體影響更大,危險性更大,所以,在破壞時,希望桿件先破壞滿足原則:節(jié)點需要滿足一定的受剪能力,節(jié)點的尺寸不能過小。滿足這些原則就能保證結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生危及結(jié)構(gòu)安全的脆性破壞和結(jié)構(gòu)倒塌破壞,在抗震設(shè)計中通過調(diào)整地震作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力來滿足這些要求。9.為什么要限制桿件的截面尺寸？梁的截面高度，一般按照撓度要求取梁跨度的1/8～1/12；為使塑性鉸出現(xiàn)后，梁的截面尺寸不致有過大1.柱的截面尺寸柱的截面尺寸，宜符合下列各項要求：①截面的寬度和高度均不宜小于300mm，圓柱直徑不宜小于350mm；②為避免形成短柱，剪跨比宜大于2；③因為地震作用方向是不確定的，則框架柱是雙向受彎構(gòu)件，相應(yīng)地其截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3。10.框架梁縱筋、箍筋配置有哪些要求？梁內(nèi)縱筋為保證框架梁的延性，梁端縱向受拉鋼筋的配筋率均不應(yīng)大于2.5%梁端截面，受壓鋼筋面積和受拉鋼筋面積的比值，一級不應(yīng)小于0.5，二、三級不應(yīng)小于0.3?？紤]到地震彎矩的不確定性，沿梁全長頂面和底面的配筋，一、二級不應(yīng)少于2?14，且分別不應(yīng)少于梁兩端頂面和底面縱向配筋中較大截面面積的1/4，三、四級不應(yīng)少于2?12。梁內(nèi)箍筋《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》對梁端加密區(qū)的范圍和構(gòu)造要求所作的規(guī)定詳見下表。《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》還規(guī)定，當(dāng)梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時，表中箍筋最小直徑數(shù)值應(yīng)增大2mm。梁端加密區(qū)的箍筋肢距，一級不宜大于200mm和20倍箍筋直徑的較大值，二、三級不宜大于250mm和20倍箍筋直徑的較大值，四級不宜大于300mm?？拐鸬燃壖用軈^(qū)長度（采用較大值）（mm）箍筋最大間距（采用最小值）（mm）箍筋最小直徑（mm）一2hhb10二1.5hb8三1.5hb8四1.5hb6注：1d為縱向鋼筋直徑，hb為梁截面高度。2箍筋直徑大于12mm，數(shù)量不少于4肢且肢距不大于150mm時，一、二級的最大間距應(yīng)允許適當(dāng)放寬，但不得150mm。11.框架柱縱筋、箍筋配置有哪些要求？柱內(nèi)縱向鋼筋為了避免地震作用下柱過早進(jìn)人屈服，并獲得較大的屈服變形，必須滿足柱縱向鋼筋的最小總配筋率的要求，見下表，同時每一側(cè)配筋率不應(yīng)小于0.2%；對建造于IV類場地且較高的高層建筑，表中的數(shù)值應(yīng)增加0.1?？偱浣盥拾粗孛嬷腥靠v向鋼筋的面積與截面面積之比計算。柱縱向鋼筋宜對稱配置，截面尺寸大于400mm的柱，縱向鋼筋間距不宜大于200mm。表5-7柱截面縱向鋼筋最小總配筋率（配筋率）類別抗震等級一二三四中柱和邊柱0.9（1.0）0.7（0.8）0.6（0.7）0.5（0.6）角柱、框支柱1.10.90.80.7框架柱縱向鋼筋的最大總配筋率也應(yīng)受到控制。過大的配筋率易產(chǎn)生黏結(jié)破壞并降低柱的延性。因此，總配筋率不應(yīng)大于5%。一級且剪跨比不大于2的柱，其縱向受拉鋼筋單邊配筋率不宜大于1.2%，井應(yīng)沿柱全高采用復(fù)合箍筋。為了避免柱的受拉縱筋屈服后再受壓時，由于包興格效應(yīng)，導(dǎo)致縱筋壓屈，邊柱、角柱在地震作用組合產(chǎn)生小偏心受拉時，柱內(nèi)縱筋總截面面積應(yīng)比計算值增加25%。柱縱向鋼筋的綁扎接頭應(yīng)避開柱端的箍筋加密區(qū)。柱內(nèi)縱向箍筋柱的箍筋加密范圍，應(yīng)按下列規(guī)定采用。柱端，取截面高度(圓柱直徑)，柱凈高的1/6和500mm三者的最大值。底層柱，柱根不小于柱凈高的1/3；當(dāng)有剛性地面時，除柱端外尚應(yīng)取剛性地面上下各500mm。剪跨比不大于2的柱和因設(shè)置填充墻等形成的柱凈高與柱截面高度之比不大于4的柱，取全高。框支柱，取全高。一級及二級框架的角柱，取全高。一般情況下，加密區(qū)的箍筋的最大間距和最小直徑，應(yīng)按下表采用?？拐鸬燃壒拷钭畲箝g距（采用較小值，mm）箍筋最小直徑（mm）一6d，10010二8d，1008三8d，150（柱根100）8四8d，150（柱根100）6（柱根8）12.梁柱縱筋在節(jié)點區(qū)的有哪些錨固要求？為滿足抗震要求，抗震結(jié)構(gòu)的縱向受拉鋼筋的最小錨固長度應(yīng)按下式采用。一、二級抗震等級：laE=1.15三級抗震等級：laE=1.05四級抗震等級：laE=1.00式中：la——縱向受拉鋼筋的錨固長度。受拉鋼筋的錨固長度應(yīng)按下列公式計算：普通鋼筋：l第六章6.1鋼結(jié)構(gòu)房屋大體有哪些震害現(xiàn)象？其原因分別是什么？鋼結(jié)構(gòu)房屋的主要震害現(xiàn)象大體表現(xiàn)為：構(gòu)件破壞、節(jié)點破壞、基礎(chǔ)錨固破壞，結(jié)構(gòu)倒塌破壞以及空間維護(hù)結(jié)構(gòu)破壞等。1、構(gòu)件破壞：支撐構(gòu)件的壓屈破壞：地震作用較大時，支撐受到的軸向力（反復(fù)拉壓）增加，如果支撐承受的壓力超過其屈曲臨界力時，即發(fā)生壓屈破壞。（2）梁柱的局部失穩(wěn)破壞：在地震作用下，梁或柱子反復(fù)受彎，由于過度彎曲的影響，在彎矩最大截面附近可能發(fā)生翼緣的局部失穩(wěn)破壞（3）柱的水平裂縫或斷裂破壞：豎向地震作用下柱中出現(xiàn)了動拉力，由于應(yīng)變速率高，使鋼材變脆；再加上焊接殘余應(yīng)力及柱端截面彎矩和剪力的不利影響，最終造成了柱身的水平斷裂。2、節(jié)點破壞：支撐節(jié)點連接破壞：支撐為結(jié)構(gòu)提供較大側(cè)向剛度的同時，強(qiáng)烈的地震作用使支撐構(gòu)件承受的軸向力（反復(fù)拉壓）增加，當(dāng)支撐所受的拉力超過支撐節(jié)點連接的極限承載力時，即發(fā)生支撐在節(jié)點連接處的斷裂破壞。（2）梁柱節(jié)點連接破壞：地震中鋼框架梁柱節(jié)點的剛性連接遭到了嚴(yán)重破壞。3、基礎(chǔ)錨固破壞：鋼柱與基礎(chǔ)的連接錨固破壞主要有螺栓拉斷、混凝土錨固失效、連接板斷裂等。究其原因，主要是錨固力不足造成的混凝土剝落。4、結(jié)構(gòu)倒塌破壞：究其原因，主要是設(shè)計布置不合理、施工質(zhì)量不良等，形成了結(jié)構(gòu)的薄弱層。5、空間結(jié)構(gòu)震害通過上述震害分析可知，盡管鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能較好，但震害也是復(fù)雜多樣的。原因可以歸類為材料質(zhì)量、結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、施工質(zhì)量、維護(hù)情況等五個方面。6.2鋼結(jié)構(gòu)房屋有哪幾種主要的結(jié)構(gòu)體系？鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)體系主要有框架體系、框架-支撐（抗震墻板)體系、筒體體系和巨型框架結(jié)構(gòu)。6.3框架.支撐結(jié)構(gòu)體系中，按照支撐的布置形式主要分為哪幾類？它們各有什么特點？如何進(jìn)行支撐布置？框架.支撐結(jié)構(gòu)體系中，按照鋼支撐的布置形式，主要分為中心支撐和偏心支撐兩大類。（1）中心支撐是指支撐斜桿與橫梁及柱的軸線交匯于一點。根據(jù)斜桿布置形式的不同，中心支撐可布置成X形、單斜桿形、人字形、K形和V形等。當(dāng)采用單斜桿支撐且按受拉設(shè)計時，應(yīng)同時設(shè)置不同傾斜方向的兩組單斜桿，且每層中不同方向單斜桿的截面面積在水平方向的投影面積之差不得大于10%?？紤]到K形支撐的斜桿在受壓屈曲或受拉屈服時，會使柱子發(fā)生屈曲甚至嚴(yán)重破壞，因此對于地震區(qū)建筑，不宜采用K形支撐。（2）偏心支撐是指支撐斜桿的軸線偏離梁柱軸線交點，或一端偏離梁柱軸線交點，或在人字形支撐的形式中，將原來交于一點的支撐拉開一段距離，形成消能梁段。偏心支撐的做法還可以是從鋼梁上往下懸出一垂直消能段，在其上連接支撐。偏心支撐框架的設(shè)計原則是強(qiáng)柱、強(qiáng)支撐和弱消能梁段。采用偏心支撐的主要目的是在支撐失穩(wěn)之前，通過消能梁段率先屈服來限制支撐受壓屈曲，從而保證結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定的承載能力和良好的耗能性能。偏心支撐.框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度介于框架結(jié)構(gòu)和中心支撐.框架結(jié)構(gòu)之間，偏心支撐具有彈性階段剛度接近中心支撐.框架，彈塑性階段的延性和消能能力。偏心支撐框架接近于延性框架，是一種很好的抗震結(jié)構(gòu)。因此，與中心支撐相比，偏心支撐具有較大的延性，它是適宜于高烈度地區(qū)使用的一種支撐體系。6.4鋼結(jié)構(gòu)房屋在抗震設(shè)計時，是如何考慮多道抗震防線的？鋼結(jié)構(gòu)房屋進(jìn)行抗震設(shè)計時，為了實現(xiàn)“大震不倒”的抗震目標(biāo)，應(yīng)該考慮多道抗震防線的設(shè)置問題。即對于罕遇地震下允許發(fā)生塑性變形和局部損傷的結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮在大地震造成結(jié)構(gòu)損傷后，結(jié)構(gòu)仍能維持系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性、支承其上的重力荷載而不倒塌破壞。在框架結(jié)構(gòu)體系中，由于柱子是使結(jié)構(gòu)免于倒塌的最重要支承重力荷載構(gòu)件，因此一般希望梁端形成塑性鉸而不是在柱端形成.所以，框架結(jié)構(gòu)中的梁抵抗機(jī)制就是結(jié)構(gòu)的第一道抗震防線。在框架.中心支撐（或抗震墻板)結(jié)構(gòu)中，支撐（或抗震墻板)部分的剛度遠(yuǎn)大于柱子的側(cè)向剛度，所以其承擔(dān)了整體結(jié)構(gòu)中絕大部分的水平地震作用，支撐失穩(wěn)后，才有較大的水平力轉(zhuǎn)移到框架柱上，所以支撐（或抗震墻板)部分就是結(jié)構(gòu)的第一道抗震防線?？紤]到在多遇地震下框架.支撐結(jié)構(gòu)中的水平地震剪力主要由水平剛度較大的支撐負(fù)擔(dān)。但是，在罕遇地震下支撐部分進(jìn)人非線性，此時支撐負(fù)擔(dān)的水平力將下降，而框架柱負(fù)擔(dān)的水平力比例將上升。因此，為了發(fā)揮框架部分的第二道防線作用，要求框架部分自身應(yīng)具有一定的承載能力。故結(jié)構(gòu)分析后需對框架負(fù)擔(dān)的計算剪力進(jìn)行調(diào)整，使得框架部分按剛度分配計算得到的地震剪力不小于一定的數(shù)值.偏心支撐是通過梁的消能段來耗散地震能量的，所以可以認(rèn)為梁的消能梁段構(gòu)成框架.偏心支撐結(jié)構(gòu)的第一道抗震防線。6.5鋼結(jié)構(gòu)房屋為什么要限制最大高寬比？’房屋高寬比過大，則結(jié)構(gòu)體系較柔，在地震作用下的側(cè)移就較大。因此，《抗震規(guī)范》規(guī)定鋼結(jié)構(gòu)民用建筑要限制最大高寬比.6.6鋼結(jié)構(gòu)房屋在進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置時，有什么要求？鋼結(jié)構(gòu)的平面布置應(yīng)盡量滿足下列要求：（1）建筑平面宜簡單規(guī)則，并使結(jié)構(gòu)各層的抗側(cè)力剛度中心與質(zhì)量中心接近或重合，同時各層剛心與質(zhì)心接近在同一豎直線上。（2）建筑的開間、進(jìn)深宜統(tǒng)一，其常用平面的尺寸關(guān)系應(yīng)符合一定要求。當(dāng)鋼框筒結(jié)構(gòu)采用矩形平面時，其長寬比不應(yīng)大于1.5：1，不能滿足此項要求時，宜采用多束筒結(jié)構(gòu)。（3）高層建筑鋼結(jié)構(gòu)不宜設(shè)置防震縫，但薄弱部位應(yīng)注意采取措施提高抗震能力。如必須設(shè)置伸縮縫，則應(yīng)同時滿足防震縫的要求。（4）樓層剛度大于其相鄰上層剛度的70%，且連續(xù)三層總的剛度降低不超過50%。（5）相鄰樓層質(zhì)量之比不超過1.5(屋頂層除外）。（6）任意樓層抗側(cè)力構(gòu)件的總受剪承載力大于其相鄰上層的80%。（7）框架.支撐結(jié)構(gòu)中，支撐(或剪力墻板)宜豎向連續(xù)布置，除底部樓層和外伸剛臂所在樓層外，支撐的形式和布置在豎向宜一致。6.7鋼結(jié)構(gòu)房屋可采用哪些樓蓋形式？鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計要求樓蓋體系有良好的整體性，因此，鋼結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋應(yīng)符合下列要求：宜采用壓型鋼板現(xiàn)澆鋼筋混凝土組合樓板或鋼筋混凝土樓板，并應(yīng)與鋼梁有可靠連接。對于6度、7度時不超過50m的鋼結(jié)構(gòu)，尚可采用裝配整體式鋼筋混凝土樓板，也可采用裝配式樓板或其他輕型樓蓋，但應(yīng)將樓板預(yù)埋件與鋼梁焊接，或采取其他保證樓蓋整體性的措施。對轉(zhuǎn)換層樓蓋或樓板有大洞口等情況，必要時可設(shè)置水平支撐。6.8在同樣的設(shè)防烈度條件下，為什么鋼結(jié)構(gòu)房屋的地震作用大于多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋？與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)均勻，強(qiáng)度較高，結(jié)構(gòu)所受地震作用減小，可靠性大；并且鋼結(jié)構(gòu)還具有良好的延性，具有較大的變形能力，保證了結(jié)構(gòu)的抗震安全性，故鋼結(jié)構(gòu)被認(rèn)為具有良好的抗震性能，在地震中較少發(fā)生破壞現(xiàn)象。6.9進(jìn)行鋼框架地震反應(yīng)分析與進(jìn)行鋼筋混凝土框架地震反應(yīng)分析相比，有何特殊因素要考慮？地震作用計算時，應(yīng)根據(jù)設(shè)計烈度和場地類別、結(jié)構(gòu)體系類型、總體高度以及質(zhì)量和剛度分布情況選擇合適的方法。另外，為了體現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁、多道設(shè)防的原則，《抗震規(guī)范》通過調(diào)整結(jié)構(gòu)中不同部分的地震效應(yīng)或不同構(gòu)件的內(nèi)力設(shè)計值，確保結(jié)構(gòu)在地震作用下理想耗能構(gòu)件的塑性屈服，減輕地震破壞6.10對于框架.支撐結(jié)構(gòu)體系，為什么要求框架部分按剛度分配計算得到的地震剪力不得小于一定的數(shù)值？要求框架部分按剛度分配計算得到的地震剪力不得小于一定的數(shù)值，是為了確保框架結(jié)構(gòu)在地震中能夠承擔(dān)足夠的地震作用，以保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和安全性。6.11為什么支撐.框架結(jié)構(gòu)的支撐斜桿需要按剛接設(shè)計，但可按端部鉸接計算？支撐構(gòu)件兩端承擔(dān)的彎矩很小。因此鋼框架.支撐結(jié)構(gòu)中的支撐斜桿可按端部鉸接桿計算6.12鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計驗算的主要內(nèi)容有哪些？截面抗震驗算、變形驗算（彈性變形驗算和彈塑性變形驗算）、滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定要求鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件與連接的抗震承載力驗算（框架梁柱承載力和穩(wěn)定驗算、節(jié)點承載力與穩(wěn)定性驗算、中心支撐構(gòu)件的抗震承載力驗算、偏心支撐框架構(gòu)件的抗震承載力驗算、構(gòu)件及其連接的極限承載力驗算）。6.13抗震設(shè)計的結(jié)構(gòu)如何才能實現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”及“強(qiáng)連接弱構(gòu)件”的設(shè)計思想？（1）強(qiáng)柱弱梁思想;即在地震作用下，塑性鉸在梁端形成而不應(yīng)在柱端形成，使框架具有較大的內(nèi)力重分布能力，形成良好的梁鉸屈服耗能機(jī)制（即總體機(jī)制），為此框架柱端應(yīng)比梁端有更大的承載力安全儲備。（2）“強(qiáng)連接弱構(gòu)件”思想：需要對構(gòu)件的連接作兩階段設(shè)計。第一階段，鋼結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件連接的承載力設(shè)計值，不應(yīng)小于相連構(gòu)件的承載力設(shè)計值；高強(qiáng)度螺栓連接不得滑移。第二階段，鋼結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件連接的極限承載力應(yīng)大于相連構(gòu)件的屈服承載力。6.14鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計時，為什么要對梁、柱板件的寬厚比進(jìn)行限制？(1)在鋼框架設(shè)計中，框架梁、柱板件寬厚比的規(guī)定，是以結(jié)構(gòu)符合“強(qiáng)柱弱梁”原則為前提的，并考慮柱僅在后期出現(xiàn)少量塑性，不需要很高的轉(zhuǎn)動能力。(2)如果梁的受壓翼緣寬厚比或腹板的高度較大，則在受力過程中就會出現(xiàn)局部失穩(wěn)。板件的局部失穩(wěn)，就會降低構(gòu)件的承載能力。防止板件失穩(wěn)的有效方法就是限制它的寬厚比。6.15鋼結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)有哪些抗震構(gòu)造要求？1.框架柱的長細(xì)比限值和.框架梁、柱板件寬厚比限值滿足規(guī)范；2.梁柱構(gòu)件的側(cè)向支撐滿足;1)梁柱構(gòu)件受壓翼緣應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置側(cè)向支撐。2)梁柱構(gòu)件在出現(xiàn)塑性鉸的截面，上下翼緣均應(yīng)設(shè)置側(cè)向支撐。?3)相鄰兩側(cè)向支撐點間的構(gòu)件長細(xì)比，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017—2003)的有關(guān)規(guī)定。3梁與柱的連接構(gòu)造要求應(yīng)符合;1)梁與柱的連接宜采用柱貫通型。2)柱在兩個互相垂直的方向都與梁剛接時宜采用箱形截面，并在梁翼緣連接處設(shè)置隔板；隔板采用電渣焊時，柱壁板厚度不宜小于16mm，小于16mm時可改用工字形柱或采用貫通式隔板。當(dāng)柱僅在一個方向與梁剛接時，宜采用工字形截面，并將柱腹板置于剛接框架平面內(nèi)。3)工字形柱（繞強(qiáng)軸）和箱形柱與梁剛接時，應(yīng)符合規(guī)定：4.柱與柱的連接滿足：1)框架柱的接頭距框架梁上方的距離，可取1.3m和柱凈高一半二者的較小值。2)上下柱的對接接頭應(yīng)釆用全熔透焊縫，柱拼接接頭上下各100mm范圍內(nèi)，工字形柱翼緣與腹板間及箱形柱角部壁板間的焊縫，應(yīng)采用全熔透焊縫。5.鋼柱腳滿足;鋼結(jié)構(gòu)房屋的剛接柱腳主要有埋入式、外包式和外露式三種?？紤]到1995年日本阪神大地震中，外包式柱腳的破壞較多，性能較差，所以抗震規(guī)范規(guī)定：鋼結(jié)構(gòu)的剛接柱腳宜采用埋入式，也可采用外包式。又鑒于在以往的大地震中發(fā)生過外露式柱腳錨栓被拔出等破壞現(xiàn)象，因此高烈度地區(qū)采用外露式柱腳應(yīng)慎重。所以抗震規(guī)范規(guī)定：6度、7度且高度不超過50m時也可采用外露式剛接柱腳。

第七章1.多層砌體房屋在地震作用下，其震害主要表現(xiàn)在哪些方面？產(chǎn)生的原因是什么？墻體破壞：墻體是多層砌體房屋的主要承重構(gòu)件，地震時受力比較復(fù)雜，會產(chǎn)生各種形式的裂縫，比如斜裂縫、交叉裂縫和水平裂縫等，嚴(yán)重時會出現(xiàn)傾斜、錯動和倒塌現(xiàn)象。墻角破壞：一方面，墻角位于房屋盡端，房屋對它的整體約束作用相對較弱，特別是在端部布置有空曠房間時，約束更差，使該處的抗震能力相對降低；另一方面在房屋端部四角處，由于剛度較大以及地震時的扭轉(zhuǎn)作用，地震反應(yīng)明顯增大，且受力復(fù)雜，易產(chǎn)生應(yīng)力集中。因此，房屋墻角易遭破壞，甚至引起轉(zhuǎn)角墻局部倒塌樓梯間破壞：主要是墻體破壞，而樓梯本身很少破壞。由于樓梯間橫墻間距較小，水平剛度相對較大，受到的地震作用往往比其他部位大，而墻體在高度方向缺乏有力的支撐，空間剛度差，且高厚比較大，穩(wěn)定性差，所以，樓梯間墻體在水平地震作用下容易產(chǎn)生斜裂縫或交叉裂縫。當(dāng)樓梯間位于房屋端部或轉(zhuǎn)角處，或樓梯間平面、立面突出時，破壞更加顯著。另外，踏步板嵌入墻內(nèi)，削弱墻體截面，也是樓梯間墻體破壞嚴(yán)重的原因之一。縱橫墻連接破壞:縱橫墻連接處是砌體房屋的薄弱部位，在垂直于縱墻的地震作用下，縱墻有向外甩出的趨勢。連接處產(chǎn)生較大的水平拉力，若施工時縱橫墻沒有同時咬搓砌筑，則連接處的拉結(jié)強(qiáng)度較低，出現(xiàn)豎向裂縫，嚴(yán)重的可造成縱橫墻拉脫，甚至整片縱墻外閃或例塌。這種破壞在末設(shè)圈梁的房屋中尤為突出.樓蓋與屋蓋破壞:多層磚房的樓(屋)蓋破壞往往是由于墻體開裂、錯位或倒塌引起的，而因其本身強(qiáng)度或剛度不足的破壞極為少見。對于裝配式樓(屋)蓋，由于整體性較差、板縫偏小混凝土灌縫不夠密實，地震時板縫易被拉裂。在高烈度區(qū)，預(yù)制樓板擱置長度不足或板與板之間無可靠拉結(jié)，可能導(dǎo)致樓(屋)蓋塌落.非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞：帶有突出屋面小房間的房屋結(jié)構(gòu)，由于小房間（如屋頂間、煙囪、女兒墻及附墻煙囪、垃圾道等）質(zhì)量和剛度突然變小，地震時產(chǎn)生鞭端效應(yīng)加之自身強(qiáng)度較低，破壞率很高。且附屬構(gòu)件破壞在6度區(qū)就時有發(fā)生，7度、8度區(qū)更為普遍和嚴(yán)重。除上述幾種主要震害外，多層砌體房屋還經(jīng)常出現(xiàn)一些其他形式的破壞，如防震縫寬度過窄時，兩側(cè)墻體相互碰撞引起破壞；非承重墻或輕質(zhì)隔墻的頂部和兩端出現(xiàn)交叉裂縫或被拉脫；門窗過梁兩側(cè)墻體產(chǎn)生倒八字裂縫或水平裂縫。2.多層砌體房屋在抗震設(shè)計中，除進(jìn)行抗震承載能力的驗算外，為何更要注意概念設(shè)計及抗震構(gòu)造措施的處理？加強(qiáng)砌體結(jié)構(gòu)的整體性，提高變形能力，特別是對于防止結(jié)構(gòu)在大震時倒塌具有重要作用。3.多層砌體房屋的計算簡圖如何選??？地震作用如何確定？層間地震剪力在墻體間如何分配？墻體的抗震承載力如何驗算？（1）多層砌體房屋的計算簡圖如何選?。涸谒降卣鹱饔脮r，可將多層砌體房屋的重力荷載代表值分別集中在相應(yīng)各樓層、屋蓋處，只考慮第一振型，并假定第一振型為一直線。因此，其計算簡圖如圖6.11b所示。計算簡圖中集中于i樓層處的重力荷載代表值Gi，包括i層樓蓋自重、作用在該層樓面上的可變荷載和以該層為中心上下各取半層的墻體自重之和。計算時，結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件取自重標(biāo)準(zhǔn)計算簡圖中結(jié)構(gòu)底部固定端標(biāo)高的取法如下：(1)對于多層砌體結(jié)構(gòu)房屋，當(dāng)基礎(chǔ)埋置較淺時，取為基礎(chǔ)頂面；當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深時，可取為室外地坪下0.5m處；(2)當(dāng)設(shè)有整體剛度很大的全地下室時，則取為地下室頂板頂部；(3)當(dāng)?shù)叵率艺w剛度較小或為半地下室時，則應(yīng)取為地下室室內(nèi)地坪處。 （a）多層砌體房屋（b）計算簡圖圖6.11多層砌體房屋的計算簡圖(2)地震作用的確定因為砌體房屋的層數(shù)不多，沿高度方向的質(zhì)量和剛度分布比較均勻，且高寬比受到限制，房屋整體的側(cè)移以剪切變形為主，故可以按底部剪力法來確定地震作用。具體確定如下；結(jié)構(gòu)底部總水平地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值FEKF如圖6.12所示，考慮到多層砌體房屋中縱向或橫向承重墻體的數(shù)量較多，房屋的側(cè)移剛度很大，因而其縱向和橫向的基本自振周期較短，一般不超過0.25s。所以《建筑抗震規(guī)范》規(guī)定：對于多層砌體房屋確定水平地震作用時，可取α1=αmax，F(xiàn)(6.1)式中，計算任一質(zhì)點i的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值Fi采用例三角形分布、其頂部誤差不大，故可取頂部附加地震作用系數(shù)δn=0，則F(6.2)式中，F(xiàn)i—第iHi、HjGi、Gj—（a）地震作用分布圖（b）地震作用圖（c）i層地震剪力圖6.12多層砌體房屋地震作用分布作用于第i層的樓層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值Vi為iV(6.3)采用底部剪力法時，突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等小建筑的地震作用效應(yīng)宜乘以增大系數(shù)3，以考慮鞭端效應(yīng)。此增大部分的地震作用效應(yīng)不住下層傳遞。層間地震剪力在墻體間的分配；在多層砌體房屋中，墻體是主要抗側(cè)力構(gòu)件，沿某一水平方向作用的樓層地震剪力Vi由同一層墻體中與該方向平行的各墻體共同承擔(dān)，通過屋蓋和樓蓋將其傳給各墻體。樓層地震剪力V墻體的抗震承載力的驗算：選擇縱、橫向的不利墻段進(jìn)行截面抗震承裁力驗算，不利墻段包括承擔(dān)地震剪力較大的墻段、豎向壓應(yīng)力較小的墻段以及局部截面較小的墻段。4.多層砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震構(gòu)造措施包括哪些方面？設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱、合理布置圈梁、加強(qiáng)結(jié)構(gòu)各部位的連接、重視樓梯間的設(shè)計。5.在多層砌體房屋中設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁有哪些作用？（1）構(gòu)造柱的作用:①構(gòu)造柱能提高砌體受剪承載力；②構(gòu)造柱主要是對砌體起約束作用，使之有較高的變形能力；③構(gòu)造柱應(yīng)放置在震害較重、連接構(gòu)造比較薄弱和易于應(yīng)力集中的部位。(2)圈梁的作用：增加縱橫墻體的連接，加強(qiáng)整個房屋的整體性；圈梁可箍住樓蓋，增強(qiáng)其整體剛度；減小墻體的自由長度，增強(qiáng)墻體的穩(wěn)定性；可提高房屋的抗剪強(qiáng)度，約束墻體裂縫的開展；減輕地震時地基不均勻沉陷對房屋的影響并減小構(gòu)造柱計算長度。6.某四層砌體結(jié)構(gòu)辦公樓，其平、剖面尺寸如圖6.29。樓蓋和屋蓋采用預(yù)制鋼筋混凝土空心板。橫墻承重，樓梯間突出屋頂。磚的強(qiáng)度等級為MU10，砂漿的強(qiáng)度等級底層為M5，其余層為M2.5。窗口尺寸除個別注明者外為1500mm×2100mm，內(nèi)門尺寸為1000mm×2500mm，設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.10g，建筑場地為Ⅰ類，設(shè)計地震分組為第一組。試驗算該墻體的抗震承載力。(a)底層平面圖(b)Ⅰ-Ⅰ剖面圖(c)出屋頂樓梯間平面圖圖6.29辦公樓平面、剖面（單位：mm）【解】計算樓層重力荷載代表值恒載（樓層及墻重）取100％，樓屋面活荷載取50％，經(jīng)計算可得：屋頂層G5=四層G4=三層G3=二層G2=一層G1=計算結(jié)構(gòu)總的地震作用標(biāo)準(zhǔn)值據(jù)設(shè)防烈度7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.10g，查表可得αmaxF（3）不利墻段選擇本例各層墻體布置及材料強(qiáng)度等級均相同，而底層地震剪力最大，故應(yīng)選擇底層的不利墻段進(jìn)行抗震承載力驗算。在橫向地震作用下，由于該房屋采用預(yù)制空心板，屬中等剛性樓蓋，且底層各橫墻高度、材料均相同，高寬比均小于1，則層間地震剪力V1應(yīng)按各橫墻的橫截面面積比例和從屬荷裁面積比例的平均值進(jìn)行分配。由圖6.29a可見，=4\*GB3④軸線上的橫墻截面受到門窗洞口削弱，故應(yīng)作為橫墻驗算對象。分項層位G(kN)H(m)GGF(kN)V(kN)屋頂間21018.238220.02327.682.84376015.2571520.339406.5434.13441011.6511560.303363.3797.4244108.0352800.209250.61048144804.4212960.126151.01199Σ1786301687061.0001199樓層地震剪力的分配V1=1199kN，預(yù)制裝配式樓蓋按半剛性樓蓋考慮。因此墻高相同、所用材料相同且樓蓋上重力荷載均勻，故可按式（6.24）計算=4\*GB3④軸首層墻體所分配的地震剪力。AAAA故V墻肢地震剪力的分配=4\*GB3④軸墻片上開有洞口0.9m×2.1m，窗洞1.8m×1.2m，將墻片分為a、b、c三段.地震剪力按各墻段的抗側(cè)力等效剛度比例進(jìn)行分配。各墻段的抗側(cè)力等效剛度應(yīng)視各自的抗側(cè)剛度比h/b而定，其中墻段高度h分別取門窗洞高，即a墻段hb墻段hc墻段h因此，墻端b僅考慮剪切變形計算側(cè)移剛度，而a墻段和c墻段則要同時考慮剪切與彎曲變形計算側(cè)移剛度。Ka=1Kb=1Kc=1K=K采用相對側(cè)移剛度方式分配地震剪力，各墻段分配的地震剪力為VVV計算各墻段在層高半高處的平均壓應(yīng)力墻段aσo=1.4墻段bσo=0.66墻段cσo=0.57驗算墻段截面抗震承載力.各墻段分項墻段A(m2)σ(kN/m2)σξf(kN/m2)V(kN)f(kN)a0.121.411.72.070.24876.0329.8>6.03b0.3840.665.51.550.18655.871.4>55.8c0.2880.574.751.47\0.17611.850.7>11.8可見，各墻段抗震強(qiáng)度均滿足要求。但對于墻段a,墻長0.5m小于承重窗間墻的最小尺寸1m的限制。因此墻段a,采用構(gòu)造配筋的加強(qiáng)措施。第8章鋼筋混凝土排架柱廠房抗震設(shè)計1.鋼筋混凝土單層工業(yè)廠房主要震害有哪些？在地震烈度為6度-7度時，除圍護(hù)墻體開裂或外閃及突出屋面的天窗架局部可能局部開裂外，廠房主體結(jié)構(gòu)完好；8度時，主體結(jié)構(gòu)發(fā)生排架柱開裂等不同程度的破壞，天窗架立柱開裂，圍護(hù)墻破壞嚴(yán)重、局部倒塌，屋蓋和柱間支撐系統(tǒng)出現(xiàn)桿件壓曲和節(jié)點拉脫；9度及以上時，柱身折斷，主體結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞甚至倒塌，圍護(hù)墻大面積倒塌，支撐系統(tǒng)大部分壓屈，屋蓋破壞嚴(yán)重甚至塌落。另外，將廠房平面兩個方向的震害進(jìn)行比較，一般縱向的震害比橫向嚴(yán)重，這主要是由于沿縱向構(gòu)件連接構(gòu)造薄弱，支撐系統(tǒng)不完備及局部承載力不足等原因造成的。2.如何在單層廠房抗震設(shè)計中體現(xiàn)“小震不壞、中震可修、大震不倒”的原則？在單層廠房的抗震設(shè)計中，體現(xiàn)"小震不壞、中震可修、大震不倒"的原則是通過采用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計策略和措施來實現(xiàn)的。以下是幾個常見的方法和原則：（1）.合理選擇抗震設(shè)計等級：根據(jù)工程的重要性和地震區(qū)域的烈度，選擇適當(dāng)?shù)目拐鹪O(shè)計等級。不同等級的設(shè)計要求和措施能夠滿足相應(yīng)地震烈度下的抗震需求，從而保證結(jié)構(gòu)在小震下不會受到破壞。（2）.增加結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度：通過合理的結(jié)構(gòu)布置、選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾徒孛娉叽?，增加結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度。這樣可以確保結(jié)構(gòu)在中等程度的地震作用下可以發(fā)揮足夠的抗震能力，并在發(fā)生破壞時可以通過修復(fù)或局部加固來實現(xiàn)可修復(fù)性。（3）.采用適當(dāng)?shù)姆勒鸫胧涸谠O(shè)計中考慮使用適當(dāng)?shù)姆勒鸫胧缂庸虊w、設(shè)置剪力墻或剪力支撐等。這些措施可以提供額外的抗震能力，使結(jié)構(gòu)在大震發(fā)生時不倒塌，并保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。（4.）考慮結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)元素的耐震性：除了結(jié)構(gòu)本身，還需要考慮非結(jié)構(gòu)元素（如設(shè)備、管道、支撐系統(tǒng)等）的耐震性。通過合理的設(shè)計和固定方式，確保這些元素在地震作用下不會失效或引起次生災(zāi)害，從而保證整個廠房的抗震性能。（5.）嚴(yán)格遵循地震設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)：在進(jìn)行抗震設(shè)計時，必須嚴(yán)格遵循適用的地震設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。這些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)提供了具體的設(shè)計要求和方法，確保結(jié)構(gòu)在地震作用下具備適當(dāng)?shù)目拐鹉芰Γ瑥亩鴮崿F(xiàn)"小震不壞、中震可修、大震不倒"的設(shè)計目標(biāo)。3.防震縫設(shè)置的原則是什么？（1）廠房體型復(fù)雜或有貼建的房屋和構(gòu)筑物時，宜設(shè)防震縫。（2）兩個主廠房之間的過渡跨至少應(yīng)有一側(cè)采用防震縫與主廠房脫開，以防止由于兩個主廠房振動變形不協(xié)調(diào)而導(dǎo)致過渡跨破壞或倒塌。（3）防震縫的寬度要足夠。在廠房縱橫跨交接處、大柱網(wǎng)廠房或不設(shè)柱間支撐的廠房，防震縫寬度可采用100—150mm，其他情況可采用50—90mm。4.按鉸接排架計算所得的基本自震周期與實際的周期相比較大的原因是什么？按鉸接排架計算所得的基本自震周期與實際的周期相比較大的主要原因是鉸接排架模型未考慮空間作用效應(yīng)和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。5.什么情況下可不進(jìn)行橫向和縱向的截面抗震驗算？對7度Ⅰ、Ⅱ類場地。柱高不超過10m且結(jié)構(gòu)單元兩端均有山墻的單跨及等高多跨廠房（鋸齒形廠房除外），根據(jù)震害調(diào)查和工程實例分析，其地震作用效應(yīng)往往不起主要控制作用，為簡化計算工作量、簡化計算程序，僅需采用《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的抗震構(gòu)造措施，可不用截面抗震驗算。6．什么是單層廠房縱向抗震分析的修正剛度法？計算時，取整個抗震縫區(qū)段為縱向計算單元，按整體計算基本周期和縱向地震作用，求出縱向地震作用后，考慮到圍護(hù)墻及柱間支撐對廠房空間作用的影響，對柱列的縱向側(cè)移剛度進(jìn)行修正，再按修正后的柱列剛度在各柱列間分配地震作用，使得結(jié)果逼近于按空間分析的結(jié)果。7.單層工業(yè)廠房抗震設(shè)計時，應(yīng)如何取荷載組合效應(yīng)的表達(dá)式？在單層廠房排架的地震作用效應(yīng)組合中，一般不考慮風(fēng)荷載效應(yīng)，不考慮吊車橫向水平制動力引起的內(nèi)力，也不考慮豎向地震作用。內(nèi)力組合公式為：S=式中，γG—γEh—水平SGE—SEhk—水平8.縱向柱間支撐屬于超靜定抗側(cè)結(jié)構(gòu)，通常按怎樣的簡化計算方法計算其側(cè)移剛度？在簡化計算時，通常假定各桿件以鉸接形式連接，按靜定桁架結(jié)構(gòu)計算。計算時，忽略水平桿和豎桿的軸向變形，只考慮型鋼斜桿的軸向變形。在同一高度的兩根交叉斜桿中一根受拉、另一根受壓；受拉斜桿和受壓斜桿的應(yīng)力比值因斜桿的長細(xì)比不同而不同。在具體計算中，應(yīng)區(qū)分壓桿長細(xì)比λ的不同按下列三種情況考慮，即柔性支撐(λ＞150)、半剛性支撐(40＜λ＜150)和剛性支撐(λ＜40)。9為什么在計算柱列剛度時要對墻體剛度進(jìn)行折減？在考慮柱列剛度時，需要將墻體剛度進(jìn)行折減的主要原因是考慮結(jié)構(gòu)的柔度分布和剛度不對稱性。且是為了更準(zhǔn)確地考慮結(jié)構(gòu)的剛度分布和力學(xué)行為，以提高結(jié)構(gòu)的地震性能和安全性。墻體通常具有較高的剛度和抵抗地震力的能力，而柱的剛度相對較低。如果不對墻體剛度進(jìn)行折減，會導(dǎo)致在地震作用下，墻體承擔(dān)過多的水平力，使得結(jié)構(gòu)的剛度分布不合理。10.屋架（屋面梁）與柱頂?shù)倪B接方式有哪些？各有什么特點？（1）屋架（屋面梁）與柱頂?shù)倪B接有焊接、螺栓連接和鋼板鉸連接三種形式.（2）焊接連接的構(gòu)造接近剛性，變形能力差；8度時宜采用螺栓；9度時宜采用鋼板鉸，亦可采用螺栓；屋架（屋面梁）端部支承墊板的厚度不宜小于16mm。ADDINCNKISM.UserStyle第9章橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計引起橋梁震害的主要原因及橋梁破壞形式有哪些？1.引起橋梁震害的原因：（1）發(fā)生的地震強(qiáng)度超過了抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，這是無法預(yù)料的；（2）橋梁場地對抗震不利，地震引起地基失效或地基變形；（3）橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工錯誤；（4）橋梁結(jié)構(gòu)本身抗震能力不足。2.橋梁破壞形式：（1）上部結(jié)構(gòu)的震害：上部結(jié)構(gòu)自身的震害、上部結(jié)構(gòu)的移位震害、上部結(jié)構(gòu)的碰撞震害。（2）支座及伸縮縫的震害：支座的震害、伸縮縫的震害、梁間連接裝置的震害。（3）下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的震害：橋梁墩柱的震害（墩柱的彎曲破壞、墩柱的剪切破壞、墩柱的基腳破壞）、框架墩的震害、橋臺的震害、地基與基礎(chǔ)破壞。簡述橋梁工程抗震設(shè)計流程。抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)選定、地震輸入選擇、抗震概念設(shè)計、延性抗震設(shè)計（或減隔震設(shè)計）、地震反應(yīng)分析、抗震性能驗算以及抗震措施選擇.簡述規(guī)則橋梁的地震反應(yīng)簡化分析方法。由于規(guī)則橋梁的地震反應(yīng)受一階振型主導(dǎo)，因此對于規(guī)則橋梁的地震反應(yīng)分析可以采用單自由度體系的簡化分析方法：需要確定控制結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的主振型，即需要求解振型的剛度、質(zhì)量，以及振型的頻率、周期等相關(guān)信息。什么是橋梁的延性抗震設(shè)計？延性抗震設(shè)計實質(zhì)上是通過讓結(jié)構(gòu)在特定部位形成塑性鉸，結(jié)構(gòu)整體進(jìn)入延性狀態(tài)而起到減震耗能的作用。延性抗震設(shè)計基本思想是結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以發(fā)生塑性變形，可以發(fā)生一定的損壞，但結(jié)構(gòu)不倒塌是必須能得到保證的，結(jié)構(gòu)設(shè)計時，使結(jié)構(gòu)具有一定的滯回特性，這種特性足以抵抗大地震產(chǎn)生的彈塑性變形，設(shè)計預(yù)期的大地震發(fā)生時，其延性要低于地震引起的往復(fù)彈塑性變形以免于倒塌破壞。采用能力設(shè)計方法進(jìn)行延性抗震設(shè)計，一般分為哪幾步進(jìn)行？采用能力設(shè)計方法進(jìn)行延性抗震設(shè)計，一般分為以下四步進(jìn)行：（1）根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)體系的受力特點、以及結(jié)構(gòu)的預(yù)期性能要求，選擇合適的延性構(gòu)件；（2）選定延性構(gòu)件中的潛在塑性鉸區(qū)的位置，對塑性鉸區(qū)截面進(jìn)行強(qiáng)度和延性設(shè)計；對塑性鉸區(qū)進(jìn)行仔細(xì)的構(gòu)造設(shè)計，以確保塑性鉸區(qū)截面能夠提供預(yù)期的塑性轉(zhuǎn)動能力，這主要依靠約束混凝土的概念來實現(xiàn)；（3）延性構(gòu)件中脆性破壞模式驗算。如剪切破壞，依靠提供足夠的強(qiáng)度安全系數(shù)加以避免；（4）能力保護(hù)構(gòu)件設(shè)計與驗算。對于脆性構(gòu)件或不希望出現(xiàn)塑性變形的構(gòu)件，確保強(qiáng)度安全等級高于包含塑性鉸的構(gòu)件。提高橋梁上部結(jié)構(gòu)抗震能力的有效措施有哪些？加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的整體性，限制其位移，是提高橋梁上部結(jié)構(gòu)抗震能力的有效措施。預(yù)防措施有：（1）通常在梁(板)底部加焊鋼板，或采用縱、橫向約束裝置限制梁的位移，如拉桿、鋼筋砼擋塊、錨桿等，梁與墩帽用錨栓連接，T梁在端橫隔板之間螺栓連接，曲梁橋，應(yīng)采用上、下部之間用錨栓連接的方式。橋梁的支座錨栓、銷釘、剪力鍵等應(yīng)有足夠的強(qiáng)度；（2）梁端至墩臺帽或蓋梁邊緣的距離，以及掛梁與懸臂的搭接長度必須滿足地震時位移的要求；（3）橋梁跨徑較大時，可用連續(xù)梁替代簡支梁以減少伸縮縫，宜采用箱型截面；（4）當(dāng)采用多跨簡支梁時，應(yīng)加強(qiáng)梁(板)之間的縱、橫向聯(lián)系，將橋面做成連續(xù)，或采用先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的構(gòu)造措施；（5）采用真空壓漿方法，保證預(yù)應(yīng)力管道水泥漿飽滿，提高預(yù)應(yīng)力橋梁的強(qiáng)度和剛度。第10章地下建筑抗震設(shè)計10.1地下建筑震害特征主要有哪些？地下建筑的震害特征主要有：（1）地下建筑的地震破壞程度一般比地面建筑輕。（2）深埋的地下建筑破壞程度一般比淺埋的地下建筑輕。（3）土中地下建筑比巖石中的建筑更容易遭到破壞。（4）對于巖石中的地下隧道，采取措施提高襯砌和圍巖的整體性可以有效地提高隧道的抗震壞能力。（5）在對稱動荷載作用下，隧道結(jié)構(gòu)要更為穩(wěn)定。如果僅是加大襯砌的厚度和剛度，而不對周圍軟弱圍巖進(jìn)行加強(qiáng)，將會導(dǎo)致襯砌中產(chǎn)生過大的內(nèi)力。（6）在相同的地震強(qiáng)度和震中距條件下，地下建筑的震害程度可能取決于地面峰值加速度和地面峰值速度的大小。（7）強(qiáng)震持時是地下建筑破壞程度的重要影響因素。（8）地震波高頻分量可能會導(dǎo)致巖石和混凝土的剝裂，僅對震中距很小的地下建筑有顯著影響。（9）地下建筑尺寸相對于波長較小時，其對周圍地基地震動的影響一般很小，若地震波波長介于隧道口徑的1~4倍，則地震動將會被明顯放大。（10）地下隧道出入地面處可能會因邊坡失穩(wěn)而發(fā)生嚴(yán)重破壞。10.2地下建筑設(shè)計的基本原則有哪些？原則上講，主要針對地面建筑提出的“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)計原則，對地下建筑，應(yīng)適當(dāng)提高標(biāo)準(zhǔn)。其基本原則有：（1）當(dāng)遭受低于本工程抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時，地下建筑不損壞，對周圍環(huán)境和地鐵的正常運營沒有影響；（2）當(dāng)遭受相當(dāng)于本工程抗震設(shè)防烈度的地震影響時，地下建筑不損壞或僅需對非重要結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行一般修理，對周圍環(huán)境影響輕微，不影響地鐵正常運營；（3）當(dāng)遭受高于本工程抗震設(shè)防烈度的罕遇地震(高于設(shè)防烈度1度)影響時，地下建筑主要結(jié)構(gòu)支撐體系不發(fā)生嚴(yán)重破壞且便于修復(fù)，無重大人員傷亡，對周圍環(huán)境不產(chǎn)生嚴(yán)重影響，修復(fù)后的地鐵應(yīng)能正常運營。10.3試述地下建筑的震害機(jī)理。一般將地下建筑的震害機(jī)理分為兩類：圍巖失穩(wěn)引起的破壞、地震慣性力引起的破壞。（1）圍巖失穩(wěn)破壞：指地下建筑周圍巖土體介質(zhì)在地震往復(fù)荷載作用下發(fā)生失穩(wěn)或破壞（如液化、邊坡失穩(wěn)、斷層滑移等），從而喪失了其原有對地下建筑物的約束作用或承載能力，最終導(dǎo)致地下建筑功能的喪失甚至破壞。（2）地震動破壞：主要指強(qiáng)烈的地層運動在結(jié)構(gòu)中所產(chǎn)生的慣性力發(fā)生破壞。10.4橫向抗震計算中的反應(yīng)位移法？地下建筑地震中的響應(yīng)規(guī)律與地上建筑有著很大的不同，主要一點是地下建筑不會產(chǎn)生比周圍地層更為強(qiáng)烈的振動。主要有兩個原因：首先地下建筑的外觀換算密度通常比周圍地層小，從而使得作用在其上的慣性力也較小；其次即使地下建筑物的振動在瞬時比周圍地層劇烈，但由于其受到土體的包圍，振動會受到約束，很快收斂，并與地層的振動保持—致。目前實施的有關(guān)地下建筑地震時的響應(yīng)觀測以及模型振動實驗等，均清楚地表明地下建筑地震時跟隨周圍地層一起運動。因此，可以認(rèn)為地下建筑地震時的響應(yīng)特點為其加速度、速度與位移等與周圍地層基本保持相等，地層與結(jié)構(gòu)物成為一體，發(fā)生振動。天然地層在地震時，其振動特性、位移、應(yīng)變等會隨不同位置和深度而有所不同，從而會對處于其中的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。10.5什么是縱向地震反應(yīng)計算的反應(yīng)位移法？根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，剛度較大而密度小于地層的地下建筑，其縱向變形取決于地下建筑周圍地層的位移，包括沿地下建筑縱軸水平面和豎直面的位移，而地下建筑襯砌結(jié)構(gòu)則通過彈性支承鏈桿與地層相連或?qū)⑵湟暈閺椥缘鼗?，并隨地層位移而產(chǎn)生沿其縱軸水平和豎直面呈正弦波式的橫向變形（橫波傳遞方向與地下建筑縱軸平行時），以及沿地下建筑縱軸的拉壓變形（橫波傳遞方向與地下建筑縱軸垂直時）。而任一方向傳遞的橫波都可分解為這兩方向的波。10.6隧道與地下車站結(jié)構(gòu)中柱式構(gòu)件的設(shè)計軸壓比要符合哪些規(guī)定？1）軸壓比不宜超過表10-1的規(guī)定；對深度超過20m的地下結(jié)構(gòu)，其軸壓比限制宜適當(dāng)放寬。表10-1柱式構(gòu)件設(shè)計軸壓比限制值地下結(jié)構(gòu)深度（m）抗震等級二三≤200.750.85＞200.800.902）下列情況下軸壓比限值可增加0.10，箍筋的最小配箍特征值應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011確定：（1）沿柱全高采用井字復(fù)合箍且箍筋肢距不大于200mm、間距不大于100mm、直徑不小于12mm；（2）沿柱全高采用復(fù)合螺旋箍、箍筋間距不大于100mm、箍筋肢距不大于200mm、直徑不小于12mm；（3）沿柱全高采用連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍、螺旋凈距不大于80mm、箱筋肢距不大于200mm、直徑不小于10mm。3）在柱的截面中部附加芯柱，其中另加的縱向鋼筋的總面積不少于柱截面面積的0.8%，軸壓比限值可增加0.05；當(dāng)此項措施與第2款的措施共同采用時，軸壓比限值可增加0.15，但箍筋的體積配箍率仍可按軸壓比增加