建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)習(xí)題解答-李國(guó)強(qiáng)版

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)〔第三版〕李國(guó)強(qiáng)第一章的習(xí)題答案震級(jí)是衡量一次地震強(qiáng)弱程度〔即所釋放能量的大小〕的指標(biāo)。地震烈度是衡量一次地震時(shí)某地區(qū)地面震動(dòng)強(qiáng)弱程度的尺度。震級(jí)大時(shí)，烈度就高；但某地區(qū)地震烈度同時(shí)還受震中距和地質(zhì)條件的影響。參見(jiàn)教材第10面。大烈度地震是小概率事件，小烈度地震發(fā)生概率較高，可根據(jù)地震烈度的超越概率確定小、中、大烈度地震；由統(tǒng)計(jì)關(guān)系：小震烈度＝根本烈度－1.55度；大震烈度＝根本烈度＋1.00度。概念設(shè)計(jì)為結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)提出應(yīng)注意的根本原那么，具有指導(dǎo)性的意義；抗震計(jì)算為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件到達(dá)抗震目的提供具體數(shù)據(jù)和要求；構(gòu)造措施從結(jié)構(gòu)的整體性、錨固連接等方面保證抗震計(jì)算結(jié)果的有效性以及彌補(bǔ)局部情況無(wú)法進(jìn)行正確、簡(jiǎn)潔計(jì)算的缺陷。結(jié)構(gòu)延性好意味可容許結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的彈塑性變形，通過(guò)結(jié)構(gòu)一定程度的彈塑性變形耗散地震能量，從而減小截面尺寸，降低造價(jià)；同時(shí)可防止產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的倒塌。第二章的習(xí)題答案地震波中與土層固有周期相一致或相近的波傳至地面時(shí)，其振幅被放大；與土層固有周期相差較大的波傳至地面時(shí)，其振幅被衰減甚至完全過(guò)濾掉了。因此土層固有周期與地震動(dòng)的卓越周期相近，考慮材料的動(dòng)力下的承載力大于靜力下的承載力；材料在地震下地基承載力的平安儲(chǔ)藏可低于一般情況下的平安儲(chǔ)藏，因此地基的抗震承載力高于靜力承載力。土層的地質(zhì)年代；土體中的粘粒含量；地下水位；上覆非液化土層厚度；地震的烈度和作用時(shí)間。a中軟場(chǎng)地上的建筑物抗震性能比中硬場(chǎng)地上的建筑物抗震性能要差〔建筑物條件均同〕。b.粉土中粘粒含量百分率愈大,那么愈容易液化.c．液化指數(shù)越小，地震時(shí)地面噴水冒砂現(xiàn)象越輕微。d．地基的抗震承載力為承受豎向荷載的能力。因小于，場(chǎng)地為中軟場(chǎng)地。設(shè)計(jì)地震分組為第二組，烈度為7度，取砂土的臨界標(biāo)貫值：，其中土層厚度：第實(shí)測(cè)標(biāo)貫點(diǎn)所代表的土層厚度的上界取上部非液化土層的底面或第實(shí)測(cè)標(biāo)貫點(diǎn)所代表土層的底面；其下界取下部非液化土層的頂面或相鄰實(shí)測(cè)標(biāo)貫點(diǎn)的深度的均值。測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)深度〔m〕土層厚度〔m〕標(biāo)準(zhǔn)貫入度土層中點(diǎn)深度〔m〕權(quán)函數(shù)液化指數(shù)實(shí)測(cè)值臨界值0－未測(cè)不計(jì)算－不計(jì)算015102710－未測(cè)不液化－不計(jì)算031104140－未測(cè)不計(jì)算－不計(jì)算0Σ由計(jì)算結(jié)果可知：場(chǎng)地的液化程度為中等。第三章的習(xí)題解答問(wèn)答題高度≤40m，以剪切變形為主，質(zhì)量、剛度分布較均勻的結(jié)構(gòu)采用底部剪力法計(jì)算；其他結(jié)構(gòu)采用振型分解反響譜法計(jì)算；重要建筑、超高層建筑或特別不規(guī)那么建筑采用時(shí)程分析法補(bǔ)充計(jì)算。結(jié)構(gòu)由地震產(chǎn)生的位移、速度、加速度、內(nèi)力及變形等稱為結(jié)構(gòu)的地震反響；結(jié)構(gòu)由地震引起慣性，而由慣性產(chǎn)生的動(dòng)力作用稱為結(jié)構(gòu)的地震作用。在一個(gè)確定的地震運(yùn)動(dòng)下，各種結(jié)構(gòu)體系的最大地震加速度反響與自振周期間的關(guān)系曲線稱為地震反響譜；將不同地震運(yùn)動(dòng)下的結(jié)構(gòu)的地震反響譜按可靠度的原理進(jìn)行平滑處理得到的地震反響譜稱為設(shè)計(jì)反響譜。重力荷載＝恒載＋局部活載；活載取值取決于活載的變異程度，變異大者取值大。反映地震烈度對(duì)地面運(yùn)動(dòng)影響程度的系數(shù)稱為地震系數(shù)；反映結(jié)構(gòu)在不同烈度地震作用下，結(jié)構(gòu)加速度與其自振周期的關(guān)系的系數(shù)稱為地震影響系數(shù)。二者的影響對(duì)象不一樣；但兩者間有著直接的關(guān)系，地震影響系數(shù)與地震系數(shù)呈線性關(guān)系。軟場(chǎng)地的剛度較小，其自振周期較長(zhǎng)，不同振動(dòng)混合在一起的地震波傳入后，與場(chǎng)地自振周期接近的振動(dòng)波得以保存或放大，反之那么衰減或?yàn)V掉；因此軟場(chǎng)地的Tg＞硬場(chǎng)地的Tg。遠(yuǎn)震經(jīng)過(guò)的距離長(zhǎng)，高頻波〔振動(dòng)周期短〕易衰減，保存下來(lái)的成分多為長(zhǎng)周期的低頻波，因此遠(yuǎn)震的Tg要大一些。進(jìn)行小震作用下的結(jié)構(gòu)承載力和變形能力的計(jì)算，以保證結(jié)構(gòu)的平安性；進(jìn)行大震作用下的結(jié)構(gòu)的彈塑變形能力的計(jì)算，以保證結(jié)構(gòu)不倒塌。一般結(jié)構(gòu)應(yīng)采用非線性時(shí)程分析法計(jì)算，層數(shù)不多、剛度無(wú)突變的鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)的框架結(jié)構(gòu)、廠房結(jié)構(gòu)可采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法。結(jié)構(gòu)樓層按其構(gòu)件實(shí)際尺寸、配筋和材料強(qiáng)度計(jì)算得到的抗剪能力與大震作用下樓層應(yīng)承受的彈性地震剪力的比值稱為樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)。根據(jù)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)的分布來(lái)判斷：如其沿高度分布較均勻時(shí)，薄弱層為底層，如分布不均勻時(shí)，薄弱層為樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)較小的樓層；廠房結(jié)構(gòu)的薄弱層為上柱層。大跨度結(jié)構(gòu)、高聳結(jié)構(gòu)、超高層結(jié)構(gòu)等需考慮豎向地震作用。原因?yàn)椋篴．動(dòng)力荷載下材料強(qiáng)度高于靜力荷載下材料強(qiáng)度；b．地震作用下的結(jié)構(gòu)可靠度要求可低于一般條件下結(jié)構(gòu)的可靠度要求。計(jì)算題1．解：所以頻率方程為：即：2．解：查表3－2，得查表3－3，得因，故、故、質(zhì)點(diǎn)上的地震作用：第一振型下：第二振型下：第二振型下：各振型下，各層中柱上的剪力：第一振型下：；；。第二振型下：；；。第三振型下：；；。組合后的柱上剪力：層間位移和總位移：3．解：查表3－2，得查表3－3，得因，；；。4．解：采用能量法；；；；第四章的習(xí)題解答見(jiàn)教材。多層砌體結(jié)構(gòu)一般不考慮垂直地震作用。a.增強(qiáng)縱橫墻的連接；b.加強(qiáng)樓蓋的整體性；c.約束墻體裂縫的開展；d.提高抗震能力；e.抵抗不均勻沉降.；在墻體未破壞條件下，只考慮墻體承受地震作用；b.在地震作用下，墻體已遭受破壞，此時(shí)應(yīng)考慮在墻體未破壞條件下與框架共同承受地震作用。同時(shí)各墻體和框架僅承受平行于其平面的地震作用。a.正確；b.正確；c.正確；d.錯(cuò)誤，因兩方向的ξ不一定相同。a.500mm，2Ф6，1m；b.端部，拐角；c.主拉應(yīng)力理論，剪摩擦理論；d.小于，小于，等于；e.芯柱解：樓梯間的樓層剪力樓梯間的豎向壓力墻體上的壓應(yīng)力查表墻體的＝，因，所以，平安。解：設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，查表多遇地震烈度的因是砌體結(jié)構(gòu)，，所以底部剪力底層的抗側(cè)移剛度：因磚墻：鋼筋混凝土墻：框架：總抗側(cè)移剛度：二層的抗側(cè)移剛度：磚墻：(二層的總抗側(cè)移剛度)抗側(cè)移剛度比，剪力增大系數(shù)，取。底層剪力:第一受力階段：磚墻混凝土墻第二受力階段：磚墻混凝土墻框架第五章的習(xí)題解答剛度中心是整個(gè)結(jié)構(gòu)抗力的合力中心點(diǎn)，也是結(jié)構(gòu)平動(dòng)＋扭轉(zhuǎn)變形的中心點(diǎn)；質(zhì)量中心是結(jié)構(gòu)平面各局部質(zhì)量的中心點(diǎn)，即結(jié)構(gòu)平面重力的合力點(diǎn)；兩者最好重合。水平地震作用按各局部的抗側(cè)移剛度在結(jié)構(gòu)中進(jìn)行分配；其計(jì)算假定是：樓板平面內(nèi)的剛度無(wú)限大；某方向的地震作用由該方向的抗側(cè)力體系承當(dāng)；一般不考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)是根據(jù)設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)的高度、構(gòu)件的重要性劃分的；它是結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震下內(nèi)力調(diào)整和采用抗震構(gòu)造措施的依據(jù)之一。柱軸壓比過(guò)大時(shí)，箍筋對(duì)柱延性的影響很小，柱多產(chǎn)生脆性破壞。滿足這些原那么就能保證結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生危及結(jié)構(gòu)平安的脆性破壞和結(jié)構(gòu)的倒塌；通過(guò)調(diào)整地震下結(jié)構(gòu)內(nèi)力〔增大柱上的設(shè)計(jì)彎矩和構(gòu)件上的設(shè)計(jì)剪力，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行抗震驗(yàn)算〕來(lái)滿足這些要求?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在節(jié)點(diǎn)附近的柱端和梁端加密箍筋；其作用為承當(dāng)柱上的剪力，約束混凝土的變形和裂縫的開展，防止縱筋的壓屈。不能