建筑结构抗震设计基本知识
单元21 建筑结构抗震设计基本知识
学习目标】
1、能够对抗震的基本概念、抗震设防目标和抗震设计的基本要求知识点掌握。
2、能够具备砌体结构房屋和钢筋混凝土框架房屋、框架剪力墙结构、剪力墙结构房屋的抗
震设计要点，从而为识读平法03G101-1混凝土结构施工图中抗震部分打下基础。
【知识点】
构造地震；地震波；震级；烈度；抗震设防；抗震设计的基本要求；钢筋混凝土框架房屋的抗震规定。
【工作任务】
任务1 建筑结构抗震设计基本知识
【教学设计】通过带领学生观看地震灾害照片，让学生对抗震设计的必要性有一个清楚的认识，从而为识读平法03G101-1混凝土结构施工图中抗震部分打下基础，为今后识读结构施工图、胜任施工员岗位打下基础。
21.1地震基本知识
21.1.1 地震
21.1.1.1构造地震
地震是由于某种原因引起的地面强烈运动（见图21-1）。是一种自然现象，依其成因，可分为三种类型：火山地震、塌陷地震、构造地震。由于火山爆发，地下岩浆迅猛冲出地面时引起的地面运动，称为火山地震。此类地震释放能量小，相对而言，影响围和造成的破坏程度均比较小；由于石灰岩层地下溶洞或古旧矿坑的大规模崩塌引起的地面震动，称为塌陷地震。此类地震不仅能量小，数量也小，震源极浅，影响围和造成的破坏程度均较小；由于地壳构造运动推挤岩层，使某处地下岩层的薄弱部位突然发生断裂、错动而引起地面运动，称为构造地震；构造地震的破坏性强影响面广，而且频繁发生，约占破坏性地震总量度的95％以上。因此，在建筑抗震设计中，仅限于讨论在构造地震作用下建筑的设防问题（见图21-2）。
地壳深处发生岩层断裂、错动的部位称为震源（见图21-3）。这个部位不是一个点，而是有一定深度和围的体。震源正上方的地面位置叫震中。震中附近地面震动最厉害，也是破坏最严重的地区，称为震中区。地面某处至震中的水平距离称为震中距。把地面上破坏程度相似的点连成的曲线叫做等震线。震中至震源的垂直距离称为震源深度。
根据震源深度不同，可将构造地震分为浅源地震(震源深度不大于60km)，中源地震(震源深度60～300km)，深源地震(震源深度大于300km)三种。我国发生的绝大部分(地震都属于浅源地震，一般深度为5～40km)。浅源地震造成的危害最大。如大地震的断裂岩层深约1lkm，属于浅源地震，发震构造裂缝带总长8km多，展布围30m，穿过市区东南部，这里就是震中，市铁路两侧47km的区域属于极震区。
21.1.1.2 地震波
当地球的岩层突然断裂时，岩层积累的变形能突然释放，这种地震能量一部分转化为热能，一部分以波的形式向四周传播。这种传播地震能量的波就是地震波。总之，地震波的传播以纵波最快，横波次之，面波最慢。在离震中较远的地方，一般先出现纵波造成房屋的上下颠簸，然后才出现横波和面波造成房屋的左右摇晃和扭动。在震中区，由于震源机制的原因栅地面扰动的复杂性，上述三种波的波列：几乎是难以区分的。
图21-3 地震波示意图
21.1.1.3 震级
震级是按照地震本身强度而定的等级标度，用以衡量某次地震的大小，用符号M表示。震级的大小是地震释放能量多少的尺度，也是表示地震规模的指标，其数值是根据地震仪记录到的地震波图来确定的。一次地震只有一个震级。目前国际上比较通用的是里氏震级。它是以标准地震仪在距震中100km处记录下来的最大水子地动位移(即振幅A，以“μm”计)的常用对数值来表示该次地震的震级，其表达式如下：
M=lgA一般说来，M<2的地震人是感觉不到的，称为无感地震威微震；M=2～5的地震称为有感地震；M>5的地震，对建筑物要引起不同程度的破坏，统称为破坏性地震；M>7的地震称为强烈地震或夫地震；M>8的地震称为特大地震。
21.1.1.4 烈度
21.1.1.4.1 地震烈度
地震烈度是指某地区的地面及建筑物遭受到一次地震影响的强弱程度，用符号I表示。
对于一次地震，表示地震大小的震级只有一个，但它对不同地点的影响是不一样的。一般说，距震中愈远，地震影响愈小，烈度就愈低；反之，距震中愈近，烈度就愈高。此外，地震烈度还
与地震大小、震源深度、、地震传播介愿、丧土性质、建筑物动力特性、施工质量等许多、因素有关。
为评定地震烈度，需要建立一个标准，这个标准就称为地震烈度表。它是以描述震誊宏观现象为主并参考地面运动参数，即根据建筑物的损坏程度,地貌变化特征，地震时人的感觉，家具动作反应和地面运动加速度峰值、速度峰值等方面进行区分。目前国际上普遍采用的是划分为12度的地震烈度表。
21.1.1.4.2多遇烈度、基本烈度、罕遇烈度
近年来，根据我国，华北、西北和西南地区地震发生概率的统计分析，同时，为了工程设计需要作了如下定义：50年超越概率为63．2％地震烈度为多遇烈度，重现期为50年，并称这种地震影响为多遇地震或小震；50年超越概率为10％的烈度即1990中国地震烈度区划图规定的地震基本烈度或新修订的中国地震动参数区划图规定的峰值加速度所对应的烈度为基本烈度，重现期为475年，并称这种地震影响为设防烈度地震或基本地震；对50年超越概率为2％～3％的烈度为罕遇烈度，重现期平均约2000年，其地震影响为罕遇地震或大震。
21.1.1.4.3抗震设防烈度、设计地震分组
为了进行建筑结构的抗震设防，按规定的权限批准审定作为一个地区抗震设防依据的地震烈度，称为抗震设舫烈度。
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。抗震设计时，对同样场地条件、同样烈度的地震，按震源机制、震级大小和远近区别对待是必要的，《建筑抗震设计规》(GB 50011—2001)(以下简称《抗震规》)将设计地震分为三组。我国主要城镇(县级及县级以上城镇)中心地区的抗震设防烈度、设计基本地震加速度值和所属的设计地震分组见《抗震规》附录A。
21.1.1.4.4抗震设防
抗震设防的一般目标
抗震设防是指对房屋进行抗震设计和采取抗震措施，来达到抗震的效果。抗震设防的依据是抗震设防烈度。
结合我国的具体的情况，《抗震规》提出了"三水准”的抗震设防目标。
第一水准——小震不坏当遭受低于：本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，建筑物二般不受损坏或不需修理仍可继续使用。
第二水准——中震可修当遭受到相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，建筑物可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用。
第三水准——大震不倒当遭受到高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
21.1.2抗震设计的基本要求
21.1.2.1选择对抗震有利的场地、地基和基础
21.1.2.2选择有利于抗震的平面和立面布置
21.1.2.3选择技术上、经济上合理的抗震结构体系
21.1.2.4抗震结构的构件应有利于抗震
21.1.2.5保证结构整体性，并使结构和连接部位具有较好的延性
21.1.2.6非结构构件应有可靠的连接和锚固
21.1.2.7注意材料的选择和施工质量
【工学结合】通过多媒体教学，参观我国、汶川大地震照片，增强学生的爱国主义精神，用自己的实际行动，好好学习，能够对地震的基本知识进行了解。
21.2抗震设计的基本要求
21.2.1 地基和基础抗震措施
21.2.1.1地基抗震措施
可液化地基、容易产生震陷的软弱黏性土地基和严重不均匀地基，属于对建筑抗震不利的地基，应分别采取不同的抗震措施，来提高它们的抗震能力。
在地下水位以下的松散的饱和砂土和饱和粉土，在受到地震作用时，土颗粒间有压密的趋势，使土中孔隙水压力增高，当孔隙水来不及排出时。，将致使土颗粒处于悬浮状态，形成有如“液体”一样的现象，称为液化。
饱和砂土和饱和粉土在静载作用下，具有一定的承载能力，但在强烈地震作用下容易产生液化现象，土体的抗剪强度几乎为零，地基承载力完全丧失。建筑物如同处于液体之上，造成下陷、浮起、倾倒、开裂等难以修复的破坏。
地震宏观调查表明，影影响液化的因素主要是地质年代、土中黏粒含量、上覆非液化土层厚度和地下水位、土的密实度及地震烈度。
建筑抗震以预防为主。当建筑物地面似下5m围有饱和砂土或饱和粉土(不含黄土)时，应经过勘察试验进行液化判别。存在液化土层的地基，应根据建筑的抗震设防类别，地基的液化等级，结合具体情况采取相应的措施。抗液化措施分为以下三种情况：
21.2.1.1.1全部消除地基液化沉陷的措施
（1)采用桩基时，桩端伸人液化深度以下稳定土层中的长度<不包括桩尖部分)，应按计算确定，且对碎石土，砾、粗、中砂，坚硬粘性土和密实粉土尚不应小于O.5m，对其他非岩石土尚不宜小于1．5m；
（2)采用深基础时，基础底面应埋入液化深度以下稳定土层中的深度，不应小于0.5m；
（3)采用加密法(如振冲，振动加密，挤密碎石桩，强夯等)，加固时，应处理至液化深度下界，振冲或挤密碎石桩加固后，桩尖土的标准贯入锤击数的实测值，应大于相应的临界值；
（4)用非液化土替换全部液化土层。对一般建筑此措施不经济。
21.2.1.1.2部分消除地基液化沉陷的措施
即处理深度不一定达到液化下界而残留部分未经处理的液化土层。从我国目前的技术、经济发展水平来看，此措施较合适。具体要：
（1)处理深度应使处理后的地基液化指数减少，当判别深度为15m时，其值不宜大于4，当判别深度为20m时，其值不宜大于5；对独立基础与条形基础，尚不应小于基础底面下液化土特征深度和基础宽度的较大值；
（2)处理深度围，采用振冲或挤密碎石桩加固后，桩间土的标准贯人锤击数的实测值，应大于相应的临界值。
(3)对基础结构和上部结构采取构造措施。
21.2.1.2钢筋混凝土房屋抗震构造措施
21.2.1.2.1抗震设计一般规定
1.钢筋混凝土房屋适用的最大高度及高宽比限值
现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度，甲类建筑应进行专门研究；乙类、丙类建筑可按附表采用，但平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构，适用的最大高度一般应降低20%左右。超过表高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效的加强措施。
结构高宽比系指房屋高度与结构平面最小投影宽度的比值。高层建筑的高宽比不宜超过下表的限值，当超过时，结构设计应有可靠依据，并采取有效措施。
表21-1 现浇钢筋混凝土房屋高宽比限值
结构类型
设防烈度
6度7度8度9度
框架结构 4 4 3 2 框架-抗震墙结构 5 5 4 3
注：“抗震墙”即剪力墙。
2.现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级
同样烈度下不同结构体系、不同高度的建筑有不同的抗震要求，因此，钢筋混凝土结构的抗震措施，不仅要按建筑抗震设防类别区别对待，而且要根据抗震等级不同而异。
钢筋混凝土房屋的抗震等级根据烈度、结构类型和房屋高度确定。按建筑类别和场地调整后用于确定抗震等级的烈度见表。
3.防震缝与抗撞墙
框架-抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用框架结构规定数值的70％，且不宜小于70mm。
防震缝宽度不够，相邻结构仍可能局部碰撞而损坏，而防震缝过宽会给建筑处理造成困难，故高层建筑宜选用合理的建筑结构方案，不设防震缝。
对8、9度框架结构房屋，当防震缝两侧结构高度、刚度或层高相差较大时，可在缝两侧房屋的尽端沿全高设置垂直于防震缝的抗撞墙，每一侧抗撞墙的数量不应少于2道，宜分别对称布置，墙肢长度可不大于一个柱距，防震缝两侧抗撞墙的端柱和框架的边柱，箍筋应沿房屋全高加密。
表21-2 现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级
结构类型
烈度
6 7 8 9
框架结构
高度（m）≤30＞30 ≤30＞30 ≤30＞30 ≤25
框架四三三二二一一剧场、体育馆等大跨度公
共建筑
三二一一
框架-抗震
墙结构
高度（m）≤60＞60 ≤60＞60 ≤60＞60 ≤50
框架四三三二二一一
抗震墙三二一一
注：1.接近或等于高度分界时，应允许结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级；
2.表中“框架结构”和“框架”具有不同的含义。前者指纯框架结构，后者泛指框架结构和框架-抗震墙等结构体系中的框架部分。
表21-3 用于确定抗震等级的烈度
建筑类别场地
设防烈度
6 7 8 9
甲、乙类
Ⅰ 6 7 8 9
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 7 8 9 9+ 丙类
Ⅰ 6 6 7 8
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 6 7 8 9 丁类
Ⅰ 6 6 7 8
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 6 7- 8- 9-
注：7-、8-、9-表示该抗震等级的抗震构造措施可以适当降低，9+表示比9度一级更有效的抗震措施。
4.楼盖及屋盖
房屋高度超过50m时，框架-抗震墙结构应采用现浇楼盖结构，框架结构宜采用现浇楼盖结构。房屋高度不超过50m时，楼盖结构应符合下列要求：
（1）8、9度框架-抗震墙结构宜采用现浇楼盖结构；
（2）6、7度框架-抗震墙结构可采用装配整体式楼盖结构，但应每层设置钢筋混凝土现浇层。现浇层厚度不应小于50mm，混凝土强度等级不应低于C20，但也不宜高于C40，并应双向配置直径6~8mm，间距150~200mm的钢筋网，钢筋应锚固在剪力墙。楼盖的预制板缝宽度不宜小于40mm。板缝大于40mm时应在板缝配置钢筋。
（3）框架结构可采用装配式楼盖，但应采取措施保证楼盖的整体性及其与框架梁的可靠连接。框架-抗震墙结构中，抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比，不宜超过下表的规定，否则，应考虑楼盖平面变形的影响。
表21-4 抗震墙之间楼、屋盖长宽比
楼、屋盖类别
烈度
6、7度8度9度
现浇或叠合梁板 4.0 3.0 2.0
装配式楼盖 3.0 2.5 不宜采用
5.结构布置
（1）框架结构和框架-抗震墙结构中，框架和抗震墙均应双向设置，柱中线与抗震墙中线、梁中线与柱中线之间偏心距不宜大于柱宽的1/4。
（2）框架-抗震墙结构中的抗震墙设置，宜符合下列要求：
1）抗震墙宜贯通房屋全高，且横向与纵向的抗震墙宜相连；
2）抗震墙宜设置在墙面不需要开大洞口的位置；
3）房屋较长时，刚度较大的纵向抗震墙不宜设置在房屋的端开间；
4）抗震墙洞口宜上下对齐，洞边距端柱不宜小于300mm；
5）一、二级抗震墙的洞口连梁，跨高比不宜大于5，且梁截面高度不宜小于400mm。（3）框架单独柱基有下列情况之一时，宜沿两个主轴方向设置基础系梁：
1）一级框架和Ⅳ类场地的二级框架；
2）各柱基承受的重力荷载代表值差别较大；
3）基础埋置较深，或各基础埋置深度差别较大；
4）地基主要受力层围存在软弱粘性土层、液化土层和严重不均匀土层；
5）桩基承台之间。
（4）地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，应避免在地下室顶板开设大洞口，并应采用现浇梁板结构，其楼板厚度不宜小于180mm，混凝土强度等级不宜小于C30，应采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25％；地下室结构的楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的2倍，地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积，不应少于地上一层对应柱每侧纵筋面积的1.1倍。
（5）框架的砌体填充墙应具有自身稳定性，并应符合下列要求：
1）填充墙在平面和竖向的布置宜均匀对称，宜避免形成薄弱层和短柱；
2）砌体的砂浆强度等级不应低于M5，墙顶应与框架梁密切结合；
3）填充墙应沿框架柱全高每隔500mm设2Φ6拉筋，其伸入墙的长度，6、7度时不应小于墙长的1/5，且不小于700mm，8、9度时宜沿墙全长贯通。
4）墙长大于5m时，墙顶与梁（板）宜有钢筋拉结；墙长超过层高的2倍时，宜设置钢筋混凝土构造柱；墙高超过4m时，墙体半高处（或门洞上皮）宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。
(6).结构材料
抗震结构宜采用较高强度的混凝土，以减小梁柱剪压比和柱、剪力墙肢轴压比。规规定，一级框架梁、柱、节点，混凝土强度等级不应低C30，其他各类结构构件的混凝土强度等级不应低于C20。但混凝土强度等级也不宜过高，规规定，设防烈度为9度时不宜超过C60，8度时不宜超过C70。
为保证结构的延性，结构构件中的钢筋应选用有屈服点的钢筋。普通纵向受力钢筋宜选用HRB400、HRB335级钢筋，箍筋宜选用HRB335、HRB400、HPB235级钢筋。
7.钢筋的锚固和接头
纵向受拉钢筋的抗震锚固长度laE应按下式计算：
laE =ηla
式中η——系数，一、二级抗震等级取1.15，三级取1.05，四级取1.0；
la——纵向受拉钢筋的锚固长度。
现浇钢筋混凝土框架梁、柱的纵向受力钢筋的连接方法，一、二级框架柱的各部位及三级框架柱的底层宜采用机械连接接头，也可采用绑扎搭接或焊接接头；三级框架柱的其他部位和四级框架柱可采用绑扎搭接或焊接接头。一级框架梁宜采用机械连接接头，二、三、四级框架梁可采用绑扎搭接或焊接接头。
焊接或绑扎接头均不宜位于构件最大弯矩处，且宜避开梁端、柱端的箍筋加密区。当无法避免时，应采用机械连接接头，且钢筋接头面积百分率不应超过50%。
当采用绑扎搭接接头时，其搭接长度不应小于下式的计
llE =ζlaE
llE——抗震设计时受拉钢筋的搭接长度；
ζ——受拉钢筋搭接长度修正值。箍筋末端应作135゜的弯钩，弯钩的平直部份的长度不应小于10d（d为箍筋直径），高层建筑不应小于75mm，。在纵向受力钢筋搭接长度围的箍筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍，间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍，且不应大于100mm。
21.2.1.2.2框架结构抗震构造措施
1.现浇框架梁
（1）框架梁的截面
建筑结构抗震设计课后习题答案
武汉理工大学《建筑结构抗震设计》复试 第1章绪论 1、震级和烈度有什么区别和联系？ 震级是表示地震大小的一种度量，只跟地震释放能量的多少有关，而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。烈度不仅跟震级有关，同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。一次地震只有一个震级，但不同的地点有不同的烈度。 2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防？ 规范将建筑物按其用途分为四类： 甲类（特殊设防类）、乙类（重点设防类）、丙类（标准设防类）、丁类（适度设防类）。 1 ）标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达到在遭遇高于当地抗震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安全的严重破坏的抗震设防目标。 2 ）重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3 ）特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。 4 ）适度设防类，允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施，但抗震设防烈度为6度时不应降低。一般情况下，仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3.怎样理解小震、中震与大震？ 小震就是发生机会较多的地震，50年年限，被超越概率为63.2%； 中震，10%；大震是罕遇的地震，2%。 4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系？ 建筑抗震设计包括三个层次：概念设计、抗震计算、构造措施。概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则；抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段；构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。他们是一个不可割裂的整体。 5.试讨论结构延性与结构抗震的内在联系。 延性设计：通过适当控制结构物的刚度与强度，使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大的延性，从而可以通过塑性变形吸收更多地震输入能量，使结构物至少保证至少“坏而不倒”。延性越好,抗震越好.在设计中，可以通过构造措施和耗能手段来增强结构与构件的延性，提高抗震性能。 第2章场地与地基 1、场地土的固有周期和地震动的卓越周期有何区别和联系？ 由于地震动的周期成分很多，而仅与场地固有周期T接近的周期成分被较大的放大，因此场地固有周期T也将是地面运动的主要周期，称之为地震动的卓越周期。 2、为什么地基的抗震承载力大于静承载力？ 地震作用下只考虑地基土的弹性变形而不考虑永久变形。地震作用仅是附加于原有静荷载上
《建筑结构抗震设计》期末复习题
《建筑结构抗震设计》期末考试复习题 一、名词解释 (1)地震波：地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量； (2) 地震震级：表示地震本身大小的尺度，是按一次地震本身强弱程度而定的等级； (3)地震烈度：表示地震时一定地点地面振动强弱程度的尺度； (4)震中：震源在地表的投影； (5)震中距：地面某处至震中的水平距离； (6)震源：发生地震的地方； (7)震源深度：震源至地面的垂直距离； (8)极震区：震中附近的地面振动最剧烈，也是破坏最严重的地区； (9)等震线：地面上破坏程度相同或相近的点连成的曲线； (10)建筑场地：建造建筑物的地方，大体相当于一个厂区、居民小区或自然村；(11)沙土液化：处于地下水位以下的饱和砂土和粉土在地震时有变密的趋势，使孔隙水的压力急剧上升，造成土颗粒局部或全部将处于悬浮状态，形成了犹如“液化”的现象，即称为场地土达到液化状态； (12)结构的地震反应：地震引起的结构运动； (13)结构的地震作用效应：由地震动引起的结构瞬时内力、应力应变、位移变形及运动加速度、速度等； (14)地震系数：地面运动最大加速度与重力加速度的比值； (15)动力系数：单质点体系最大绝对加速度与地面运动最大加速度的比值； (16)地震影响系数：地震系数与动力系数的乘积； (17)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； (18)基本烈度：在设计基准期（我国取50年）内在一般场地条件下，可能遭遇超越概率（10％）的地震烈度。 (19)设防烈度：按国家规定权限批准的作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。(20)罕遇烈度：50年期限内相应的超越概率2％~3％，即大震烈度的地震。 (21)设防烈度 (22)多道抗震防线：一个抗震结构体系，有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作用； (24)鞭梢效应；
建筑结构抗震知识要点
建筑结构抗震设计知识要点 1、地震震级和烈度的含义各是什么？震级和烈度有什么联系？ 地震震级是表示地震本身大小的一种度量。地震烈度是指某一区域的地表和各类建筑物遭受某一次地震影响的强弱程度。一次地震表示大小的震级只有一个，但由于同一次地震对不同地点的影响不同，随着距离震中的远近会出现多种不同的烈度。 2、何谓土的液化？如何进行土层液化判别？ 饱和沙土或粉土的颗粒在强烈的地震下土的颗粒结构趋于密实，如土本身的渗透系数较小，则孔隙水在短时间内排泄不走而受到挤压，孔隙水压力急剧上升。当孔隙水压力增加到与剪切面上的法向压应力接近或相等时，砂土或粉土受到的有效压应力下降乃至消失，这时砂土颗粒局部或全部处于悬浮状态，土体丧失抗剪强度，形成犹如“液体”的现象，称为场地土的液化。采用两步判别法来判别可液化土层，即初步判别和标准贯入试验判别。凡经过初步判别定位不液化或不考虑液化影响的场地土，就可不进行标准贯入试验判别。 3、哪些建筑可不进行天然地基的抗震承载力验算？ 下列建筑可不进行天然地基及基础抗震承载力验算：1本规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。2 地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的下列建筑：1)一般的单层厂房和单层空旷房屋； 2) 砌体房屋；3）不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架房屋；4)基础荷载与3)项相当的多层框架厂房。 4、建筑结构的抗震计算方法有哪些？各自的应用范围如何？ 1）高度不超过40m、以剪切变形为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，可采用底部剪力法等简化方法。2）除1款外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。3）特别不规则的建筑、甲类建筑和表3.16所列高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算；当取三组加速度时程曲线输入时，计算结果宜取时程法的包络值和振型分解反应谱法的较大值；当取七组及七组以土的时程曲线时，计算结果可取时程法的平均值和振型分解反应谱法的较大值。 5、如何计算多层砌体房屋的地震层间剪力？ 楼层的水平地震剪力方向该层各抗侧力构件的分配原则取决于房屋楼、屋盖的刚度。对于刚性楼、屋盖房屋，按抗侧力构件等效刚度的比例分配；对于柔性楼、屋盖房屋，按抗侧力构件从属面积上的重力荷载比例分配；对于半刚性楼、屋盖房屋，可取上述两种结果的平均值。 6、钢筋混凝土框架结构防震缝的设置要求有哪些？ 1）尽量避免采用不规则结构方案，不设防震缝；2）若设防震缝，高度不超过15m时缝的宽度不小于70mm，超过15m时，6、7、8、9度相应每增加5m、4m、3m、2m宜加宽20mm；3）8、9度并缝两侧结构高度刚度或层高相差较大时可设防撞墙。 7、什么是抗震设防的“三水准”，“二阶段”？ 抗震设防要求的三水准，就是指第一水准：当遭受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可继续使用；第二水准：当遭受相当于本地区设防烈度的地震影响时，建筑物可能损坏，但经一般修理即可恢复正常使用；第三水准：当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏。抗震设计的简化两阶段设计方法，第一阶段设计：按多遇地震烈度对应的地震作用效应和其他荷载效应的组合验算结构构件的承载能力和结构的弹性变形；第二阶段设计：按罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹塑性变形。 8、《建筑抗震设防分类标准》（GB50223-95）中对建筑物是如何分类的？小高层住宅、消防车库各属于哪一类建筑？ 特殊设防类（甲类）建筑；重点设防类（乙类）建筑；标准设防类（丙类）建筑；适度设防类（丁类）建筑。小高层住宅属于丙类建筑，消防车库属于乙类建筑。 9、框架结构抗震设计中如何实现强柱弱梁，强剪弱弯？ 对同一节点，使其在地震作用组合下，柱端的弯矩设计值略大于梁端的弯矩设计值或抗弯能力。对同一杆件，使其在地震作用组合下，剪力设计值略大于按设计弯矩或实际抗弯承载力及梁上荷载反算出的剪力。
建筑结构抗震设计要点
建筑结构抗震设计的要点分析 提要：本文主要针对建筑结构抗震设计的要点展开了分析，对建筑混凝土框架结构抗震薄弱的部位作了详细的概述，并给出了一系列提高混凝土框架结构抗震性能的措施，以期能为有关方面的需要提供有益的参考借鉴。 近年来，随着我国地震灾害的频繁发生，建筑抗震设计成为了我国建筑结构设计一个新的重要发展方向。但是由于实际操作经验缺乏经验，建筑抗震设计存在着一定的薄弱环节，是需要相关的工作人员给予足够的重视，并采取有效措施提高建筑抗震的性能，以减轻地震灾害对建筑的破坏。 1 混凝土框架结构抗震薄弱部位 1.1 从震害中找出结构薄弱部位 某次地震中，多层混凝土框架教学楼的倒塌，使我们对混凝土框架结构的抗震性能有了进一步的认识。根据地震现场的调查，混凝土框架结构的震害大致如下：6、7度区，底层柱上下端出现斜裂缝，并且柱头比柱脚更厉害。8、9度区，底层柱上下端保护层混凝土脱落，箍筋拉脱，柱心混凝土被压碎，纵筋压成灯笼状。二层柱端及底层梁端也出现不同程度的开裂。在地震中倒塌的框架结构，估计也是底层柱上下端先出现斜裂缝，最后被折断的，只不过整个过程时间很短。不难判断：框架结构薄弱层在底层，底层柱是薄弱构件，底层柱的上下端是最薄弱的部位。震害同时表明：在底层柱中存在某些比较薄弱的柱，地震作用下，这些柱的柱端首先出现斜裂缝，最先形成塑
性铰，使整个结构内力重新分布，导致底层柱逐根被击破，引起连续倒塌。 1.2 从结构分析中确定结构薄弱部位 混凝土框架结构抗震有其特性，与带有剪力墙的其他混凝土结构相比，框架结构侧向刚度小，变形能力强。对抗震有利的是吸收地震总能量少，不利的是抗侧力能力差。框架唯一的竖向构件——柱的侧向刚度比剪力墙的墙肢小得多，比梁板组成的楼层平面刚度也小很多。地震通过地层土晃动框架楼房，刚度大而且质量集中的各楼层就会前后左右来回移动，产生楼层水平地震剪力，这些力由梁传给柱。结构的整体变形主要是各楼层按一定的振型和周期往复侧移。柱本身刚度较小，其竖向变形被动地随各楼层。梁属于楼层的一部分，变形较小。框架的水平地震力和侧移变形主要来自梁板，而抗侧力和侧移主要靠柱。在结构分析中，若忽视板对梁刚度的影响是不现实的，尤其是一起现浇的梁板。相对于梁来说，柱是薄弱构件。因此，“强柱弱梁”便成为框架结构抗震设计的基本原则之一。 框架结构底层柱托起整栋楼房，除了承受整栋楼全部垂直力外，还要承受地震产生的水平力。结构分析显示：底层任何一根柱的轴力、剪力及弯矩都比上层柱大，底层柱比上层柱更容易被破坏。底层柱上下端弯矩最大，成为整个框架结构内力最大的部位，也就是最薄弱的部位。不难理解：为什么地震时，首先出现裂缝的总是底层柱上下端。各楼层抗剪承载力分析结果表明，底层抗剪承载力最小，验证了底层是抗震薄弱层。底层柱既是框架结构抗震的“中流砥柱”，又是薄弱
建筑结构抗震设计试题及答案
建筑结构抗震设计试卷 一、填空题（每小题1分，共20分） 1、天然地震主要有（构造地震）与（火山地震）。 2、地震波传播速度以（纵坡）最快，（面波）次之，（横波）最慢。 3、地震动的三要素：（地震动的峰值）；（持续时间）；（频率）。 4、多层土的地震效应主要取决于三个基本因素：（）（）（）。 5、结构的三个动力特性是：（）（）（）。 6、4.求结构基本周期的近似方法有（）（）（）。 7、框架按破坏机制可分为：（）（）。 8、柱轴压比的定义公式为：（）。 二、判断题（每小题2分，共20分） 1、非结构构件的存在，不会影响主体结构的动力特性。（） 2、场地类比是根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度综合确定。（） 3、一般工程结构均为欠阻尼状态。（） 4、地震动振幅越大，地震反应谱值越大。（） 5、当结构周期较长时，结构的高阶振型地震作用影响不能忽略。（） 6、多遇地震下的强度验算，以防止结构倒塌。（） 7、砌体房屋震害，刚性屋盖是上层破坏轻，下层破坏重。（） 8、柱的轴力越大，柱的延性越差。（） 9、抗震墙的约束边缘构件包括暗柱、端柱和暗梁。（） 10、排架结构按底部剪力法计算，单质点体系取全部重力荷载代表值。（） 三、简答题（每小题8分，共40分）
1、影响土层液化的主要因素是什么？ 2、什么是地震反应谱？什么是设计反应谱？它们有何关系？ 3、什么是时程分析？时程分析怎么选用地震波？ 4、在多层砌体结构中设置圈梁的作用是什么？ 5、抗震设计为什么要尽量满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的原则？如何满足这些原则？ 四、问答题（每题10分，共20分） 1.“抗震规范”中，“三水准、两阶段的设计方法”是什么？ 2.多层砌体房屋在抗震设计中，结构的选型与布置宜遵守哪些原则？
我国建筑结构的抗震设计思路
我国建筑结构的抗震设计思路 摘要：本文综述了我国建筑结构的抗震设计方法的发展过程，通过与国外规范 的比较指出我国规范对抗震设计存在的问题。 关键词：结构设计抗震 0 引言 随着建筑结构抗震相关理论研究的不断发展，结构抗震设计思路也经历了一 系列的变化。最初，在未考虑结构弹性动力特征，也无详细的地震作用记录统计 资料的条件下，经验性的取一个地震水平作用（0.1倍自重）用于结构设计。结 构抗震设计思路经历了从弹性到非线性，从基于经验到基于非线性理论，从单纯 保证结构承载能力的“抗”到允许结构屈服，并赋予结构一定的非弹性变形性能力 的“耗”的一系列转变。 1 现代抗震设计思路及关系 在当前抗震理论下形成的现代抗震设计思路，其主要内容是： 1.1 合理选择确定结构屈服水准的地震作用。一般先以一具有统计意义的地面峰值加速度作为该地区地震强弱标志值（即中震的），再以不同的R（地震力降 低系数）得到不同的设计用地面运动加速度（即小震的）来进行结构的强度设计，从而确定了结构的屈服水准。 1.2 制定有效的抗震措施使结构确实具备设计时采用的R所对应的延性能力。其中主要包括内力调整措施（强柱弱梁、强剪弱弯）和抗震构造措施。 现代抗震设计理念是基于对结构非弹性性能的研究上建立起来的，其核心 是关系，主要指在不同滞回规律和地面运动特征下，结构的屈服水准与自振周 期以及最大非弹性动力反应间的关系。其中R为弹塑性反应地震力降低系数，简 称地震力降低系数；而μ为最大非弹性反应位移与屈服位移之比，称为位移延性 系数。 随着对地震作用规律认识的深入，这一规律已被各国规范所接受。在抗震设 计时，对在同一烈度区的同一类结构，可以根据情况取用不同的R，也就是不同 的用于强度设计的地震作用。当R取值较大，即用于设计的地震作用较小时，对 结构的延性要求就越严；反之，当R取值较小，即用于设计的地震作用较大时， 对结构的延性要求就可放松。 2 保证结构延性能力的抗震措施 合理选择了结构的屈服水准和延性要求后，就需要通过抗震措施来保证结构 确实具有所需的延性能力，从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标。系 统的抗震措施包括以下几个方面内容： 2.1 “强柱弱梁”：人为增大柱相对于梁的抗弯能力，使钢筋混凝土框架在大震下，梁端塑性铰出现较早，在达到最大非线性位移时塑性转动较大；而柱端塑性 铰出现较晚，在达到最大非线性位移时塑性转动较小，甚至根本不出现塑性铰。 从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。 2.2 “强剪弱弯”：剪切破坏基本上没有延性，一旦某部位发生剪切破坏，该部 位就将彻底退出结构抗震能力，对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整 体倒塌。因此可以人为增大柱端、梁端、节点的组合剪力值，使结构能在大震下 的交替非弹性变形中其任何构件都不会先发生剪切破坏。 2.3 抗震构造措施：通过抗震构造措施来保证形成塑性铰的部位具有足够的塑性变形能力和塑性耗能能力，同时保证结构的整体性。
抗震结构设计复习题
抗震结构设计复习题 一、填空题 1.构造地震为由于地壳运动，推挤地壳岩层使其薄弱部位发生断裂错动而引起的地震。P1 2.建筑的场地类别可依据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度划分为4类。P17 3.《抗震规范》将50年内超越概率为10％的烈度值称为基本地震烈度，超越概率为63.2％的烈度值称为多遇地震烈度。P12 4.丙类建筑房屋应根据抗震设防烈度，结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。 5.柱的轴压比n 定义为n=N/f c A,即柱组合后的轴压力设计值与柱的全截面 面积和混凝土抗压强度设计值乘积之比。 6.震源在地表的投影位置称为震中，震源到地面的垂直距离称为震源深度。 7.地震动的三大要素，分别为最大加速度、频谱特征和强震持时。 8.某二层钢筋混凝土框架结构，集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等G 1=G 2=1200KN ，第一振型Φ12/Φ11=1.618/1,第二振型Φ22/Φ21=-0.618/1，则第一 振型的振型参与系数γj =0.724。P50式（3.87）[由于G 1=G 2,可知m 1=m 2，那么WO γj =X 11+X 12 X 112+ X 122=1+1.618 1+1.618=0.724] 9.多层砌体房屋楼层地震剪力在同一层各墙体间的分配主要取决于楼盖的水平刚度（楼盖类型）和各墙体的侧移刚度及负荷面积。 10.建筑平面形状复杂将加重建筑物震害的原因为扭转效应、应力集中。 11.在多层砌体房屋计算简图中，当基础埋置较深且无地下室时，结构底层层高一般取至室外地面以下500mm 处。 12.某一场地土的覆盖层厚度为80米，场地土的等效剪切波速为200m/s ，则该场地的场地土类别为Ⅲ类场地。 13.动力平衡方程与静力平衡方程的主要区别是，动力平衡方程多惯性力和阻尼力。 14.位于9度地震区的高层建筑的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合为wk w w Evk Ev Ehk Eh GE G S S S S S γ?γγγ+++=。P75 15.楼层屈服强度系数为)(/)()(i V i V i e y y =ξ 指按钢筋混凝土构件实际配筋和材料强度标准值计算的第i 层受剪承载力和按罕遇地震作用下计算的第i 层的弹性地震剪力的比值。P77 16.某一高层建筑总高为50米，丙类建筑，设防烈度为8度，结构类型为框架-抗震墙结构，则其框架的抗震等级为二级，抗震墙的抗震等级为一级。（查表）P103 17.限制构件的剪压比，实质是防止构件混凝土产生脆性的斜压破坏。P117 P121 18.某地区的抗震设防烈度为8度，则其多遇地震烈度约为6.45度，罕遇地震烈度约为9度。 19.框架结构的侧移曲线为剪切型。
建筑结构抗震设计基本知识
单元21 建筑结构抗震设计基本知识 学习目标】 1、能够对抗震的基本概念、抗震设防目标和抗震设计的基本要求知识点掌握。 2、能够具备砌体结构房屋和钢筋混凝土框架房屋、框架剪力墙结构、剪力墙结构房屋的抗 震设计要点，从而为识读平法03G101-1混凝土结构施工图中抗震部分打下基础。 【知识点】 构造地震；地震波；震级；烈度；抗震设防；抗震设计的基本要求；钢筋混凝土框架房屋的抗震规定。 【工作任务】 任务1 建筑结构抗震设计基本知识 【教学设计】通过带领学生观看地震灾害照片，让学生对抗震设计的必要性有一个清楚的认识，从而为识读平法03G101-1混凝土结构施工图中抗震部分打下基础，为今后识读结构 施工图、胜任施工员岗位打下基础。 21.1地震基本知识 21.1.1 地震 21.1.1.1构造地震 地震是由于某种原因引起的地面强烈运动（见图21-1）。是一种自然现象，依其成因，可分为三种类型：火山地震、塌陷地震、构造地震。由于火山爆发，地下岩浆迅猛冲出地面时引起的地面运动，称为火山地震。此类地震释放能量小，相对而言，影响围和造成的破坏程度均比较小；
由于石灰岩层地下溶洞或古旧矿坑的大规模崩塌引起的地面震动，称为塌陷地震。此类地震不仅能量小，数量也小，震源极浅，影响围和造成的破坏程度均较小；由于地壳构造运动推挤岩层，使某处地下岩层的薄弱部位突然发生断裂、错动而引起地面运动，称为构造地震；构造地震的破坏性强影响面广，而且频繁发生，约占破坏性地震总量度的95％以上。因此，在建筑抗震设计中，仅限于讨论在构造地震作用下建筑的设防问题（见图21-2）。 地壳深处发生岩层断裂、错动的部位称为震源（见图21-3）。这个部位不是一个点，而是有一定深度和围的体。震源正上方的地面位置叫震中。震中附近地面震动最厉害，也是破坏最严重的地区，称为震中区。地面某处至震中的水平距离称为震中距。把地面上破坏程度相似的点连成的曲线叫做等震线。震中至震源的垂直距离称为震源深度。 根据震源深度不同，可将构造地震分为浅源地震(震源深度不大于60km)，中源地震(震源深度60～300km)，深源地震(震源深度大于300km)三种。我国发生的绝大部分(地震都属于浅源地震，一般深度为5～40km)。浅源地震造成的危害最大。如大地震的断裂岩层深约1lkm，属于浅源地震，发震构造裂缝带总长8km多，展布围30m，穿过市区东南部，这里就是震中，市铁路两侧47km的区域属于极震区。 21.1.1.2 地震波 当地球的岩层突然断裂时，岩层积累的变形能突然释放，这种地震能量一部分转化为热能，一部分以波的形式向四周传播。这种传播地震能量的波就是地震波。总之，地震波的传播以纵波最快，横波次之，面波最慢。在离震中较远的地方，一般先出现纵波造成房屋的上下颠簸，然
建筑结构抗震设计试卷及答案
土木与水利学院期末试卷 (A) 题号 一 二 三 四 五 六 合计 题分 20 20 48 12 100 得分 阅卷人 一、填空题：(20 分，每空 1 分) 1．一般来说，某地点的地震烈度随震中距的增大而 2．《建筑抗震设计规范》规定，根据建筑使用功能的重要性及设计工 作寿 命期的不同分为 甲 、 乙 、 丙 、 丁 四个抗震设防类别。 3．《建筑抗震设计规范》规定，建筑场地类别根据 等效剪切波速 和 场地覆盖土层厚度 双指标划分为 4 类。 4．震害调查表明，凡建筑物的自振周期与场地土的 卓越周期 接近 时，会导致建筑物发生类似共振的现象，震害有加重的趋势。 5．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 初判法 和 标准贯入试验法 判别。 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．《建筑抗震设计规范》根据房屋的设防烈度、结构类型 和 房屋高 度 ，分别采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算、构造措施要 考试科目：工程结构抗震设计 20～20 学年第一学期 减小 。
求。8．为了保证结构具有较大延性，我国规范通过采用强柱弱梁、强剪弱弯和强节点、强锚固的原则进行设计计算。 二、单项选择题：（20 分，每题2 分）1．地震烈度主要根据下列哪些指标来评定（ C ）。 A．地震震源释放出的能量的大小 B．地震时地面运动速度和加速度的大小C．地震时大多数房屋的震害程度、人的感觉以及其他现象D．地震时震级大小、震源深度、震中距、该地区的土质条件和地形地貌 2．某一场地土的覆盖层厚度为80 米，场地土的等效剪切波速为 200m/s, 则该场地的场地类别为（C ）。 A．Ⅰ类 B ．Ⅱ类C ．Ⅲ类D ．Ⅳ类 3．描述地震动特性的要素有三个, 下列哪项不属于地震动三要素 （D ）。 A.加速度峰值 B. 地震动所包含的主要周期 C. 地震持续时间 D. 地震烈度 4．关于地基土的液化，下列哪句话是错误的（ A ）。 A．饱和的砂土比饱和的粉土更不容易液化 B．土中粘粒含量越高，抗液化能力越强 C．土的相对密度越大，越不容易液化，D．地下水位越低，越不容易液化 5. 根据《规范》规定，下列哪些建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算（D ）。 A.砌体房屋
建筑结构抗震设计试卷及答案
土木与水利学院期末试卷(A) 考试科目：工程结构抗震设计20～20学年第一学期 题号一二三四五六合计题分20 20 48 12 100 得分 阅卷人 一、填空题：（20分，每空1分） 1．一般来说，某地点的地震烈度随震中距的增大而减小。 2．《建筑抗震设计规范》规定，根据建筑使用功能的重要性及设计工作寿命期的不同分为甲、乙、丙、丁四个抗震设防类别。3．《建筑抗震设计规范》规定，建筑场地类别根据等效剪切波速和场地覆盖土层厚度双指标划分为4类。 4．震害调查表明，凡建筑物的自振周期与场地土的卓越周期接近时，会导致建筑物发生类似共振的现象，震害有加重的趋势。 5．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，即初判法和标准贯入试验法判别。 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．《建筑抗震设计规范》根据房屋的设防烈度、结构类型和房屋高
度，分别采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算、构造措施要求。8．为了保证结构具有较大延性，我国规范通过采用强柱弱梁、强剪弱弯和强节点、强锚固的原则进行设计计算。 二、单项选择题：（20分，每题2分） 1．地震烈度主要根据下列哪些指标来评定（ C ）。 A．地震震源释放出的能量的大小 B．地震时地面运动速度和加速度的大小 C．地震时大多数房屋的震害程度、人的感觉以及其他现象 D．地震时震级大小、震源深度、震中距、该地区的土质条件和地形地貌 2．某一场地土的覆盖层厚度为80米，场地土的等效剪切波速为200m/s,则该场地的场地类别为（ C ）。 A．Ⅰ类 B．Ⅱ类 C．Ⅲ类 D．Ⅳ类3．描述地震动特性的要素有三个,下列哪项不属于地震动三要素（ D ）。 A.加速度峰值 B.地震动所包含的主要周期 C.地震持续时间 D. 地震烈度 4．关于地基土的液化，下列哪句话是错误的（ A ）。 A．饱和的砂土比饱和的粉土更不容易液化 B．土中粘粒含量越高，抗液化能力越强 C．土的相对密度越大，越不容易液化， D．地下水位越低，越不容易液化 5.根据《规范》规定，下列哪些建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算（ D ）。 A.砌体房屋
最新13章建筑结构抗震设计基础知识
青岛黄海职业学院教师教案 （编号1）年月日课题第十三章建筑结构抗震设计基本知识 课时 13.1 概述13.2抗震设计的基本要求 教学目的熟悉地震波、震级、烈度的概念；明确建筑抗震设防依据、目标及分类标准；理解抗震概念设计的基本内容和要求 教学重点抗震设防要求 教学难点抗震设防要求 教学关键点地震波、震级、烈度的概念 教具《建筑结构》教材及教案 板书设计第十三章建筑结构抗震设计基本知识 13.1 概述 三、震级 一、构造地震 二、地震波
四、烈度 13.2抗震设计的基本要求 五、抗震设防 青岛黄海职业学院教师教案 教案内容及教学过程提示与补充
课题导入： 地球是一个近似于球体的椭球体，平均半径约6370km，赤道半径约6378km，两极 半径约6357km． 地球内部可分为三大部分：地壳、地幔和地核． 课程新授： 第十三章建筑结构抗震设计基本知识 13.1 概述 一、构造地震 地震按其成因划分为四种类型： 1．火山地震：由于火山爆发而引起的地震； 2．陷落地震：由于地表或者地下岩层突然发生大规模陷落和崩塌而造成的地震； 3．诱发地震：由于人工爆破,矿山开采及工程活动引发的地震； 4．构造地震：由于地球内部岩层的构造变动引起的地震(约占地震发生的90%)—— 是结构抗震的主要研究对象 震源、震中和震中距 地球内部断层错动并引起周围介质振动的部位为震源；震源正上方的地面位置为震 中；地面某处至震中的水平距离为震中距． 二、地震波 地震时振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量，这就是地震波。它包括在地球内部传 播的体波和只限于在地球表面传播的面波。 1.体波 体波中包括有纵波和横波两种形式。 纵波是由震源向外传递的压缩波，这种波质点振动的方向与波的前进方向一致，其特点是 振幅小、传播速度快，能引起地面上下颠簸（竖向振动）。 横波是由震源向外传递的剪切波，其质点振动的方向与波的前进方向垂直，其特点是周 幅大、传播速度较慢，能引起地面水平摇晃。 2.面波 面波是体波经地层界面多次反射传播到地面后，又沿地面传播的次生波。面波的特点是 振幅大，能引起地面建筑的水平振动。面波的传播是平面的，衰减较体波慢，故能传播到很远地震波的传播以纵波最快，横波次之，面波最慢。因此，地震时一般先出现由纵波 引起的上下颠簸，而后出现横波和面波造成的房屋左右摇晃和扭动。 青岛黄海职业学院教师教案 教案内容及教学过程提示与补充
建筑结构抗震设计期末考试习题全集
建筑结构抗震设计期末考试习题全集 1、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。 2、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。 3、地基土抗震承载力：地基土抗震承载力aE a a f f ζ=?，其中ζa 为地基土的抗震承载力调整系数，f a 为深宽修正后的地基承载力特征值。 4、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。 5、砌体的抗震强度设计值：VE N V f f ?=，其中f v 为非抗震设计的砌体抗剪强度设计值，ζN 为砌体抗震抗剪强度的正应力影响系数。 6、剪压比：剪压比为c 0V/f bh ，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。 7、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 瑞利 波和 勒夫 波，对建筑物和地表的破坏主要以 面 波为主。 8、场地类别根据 等效剪切波波速 和 场地覆土层厚度划分为IV 类。 9.在用底部剪力法计算多层结构的水平地震作用时，对于T 1>1.4T g 时，在 结构顶部 附加ΔF n ，其目的是 考虑 高振型 的影响。 10.《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。 11.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。 12.多层砌体房屋的抗震设计中，在处理结构布置时，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 。 13.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 。 14.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。 15.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。 16.工程结构的抗震设计一般包括 结构抗震计算 、抗震概念设计 和抗震构造措施三个方面的内容。 17.《抗震规范》规定，建筑场地类别根据等效剪切波速和场地覆盖土层厚度双指标划分为4类。 18.一般情况下，场地的覆盖层厚度可取地面至土层的剪切波速大于 500m/s 的坚硬土层或岩石顶面的距离。 19.从地基变形方面考虑，地震作用下地基土的抗震承载力比地基土的静承载力 大。 20.地震时容易发生场地土液化的土是:处于地下水位以下的饱和砂土和粉土。 21.目前，求解结构地震反应的方法大致可分为两类：一类是拟静力方法，另一类为直接动力分析法。 22.对砌体结构房屋，楼层地震剪力在同一层墙体中的分配主要取决于楼盖的水平刚度和各墙体的侧移刚度。 23.用地震烈度来衡量一个地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度， 5级以上的地震称为
建筑结构抗震设计试卷(B)用答案
建筑结构抗震设计试卷（B） 一、判断题（每题2分，共20分） 1.震级是反映某一地区的地面和各类建筑物遭到一次地震影响的强弱程度。（） 2.众值烈度比基本烈度小1.55度，罕遇烈度比基本烈度大1.55度。( ) 3.软弱地基对上部结构的影响有增长周期，改变振型和增大阻尼等作用。（） 4.当结构的自振周期与场地的特征周期相同或接近时，结构的地震反应最大。（） 5.在抗震设计中，对烈度为8度和9度的大跨、长悬臂结构，才考虑竖向地震作用。（） 6.地震烈度是表示地震本身大小的尺度。（） 7.地震动的三大要素是最大振幅、频谱和持续时间。（） 8.液化地基根据液化指标划分为三个等级。（） 9.任何结构都要进行两个阶段的抗震设计。（） 10.多层砌体结构房屋在横向水平地震作用下，各道墙的地震剪力的分配，不仅与屋盖刚度有关而且与墙体侧移刚度有关。（） 二、填空题（每空1分，共20分） 1.地震灾害主要表现在、和三个方面。 2.底部剪力法适用于高度不超过，以变形为主，和沿高度分布均匀的结构。 3.地震作用是振动过程中作用在结构上的。 4.求结构基本周期的近似方法有、和。 5.地震影响系数与和有关。 6.框架按破坏机制可分为和。 7.建筑场地的类别是根据和划分为四类。 8.抗震设防标准是依据，一般情况下采用。 9.地震作用的大小不仅与地震烈度的大小有关，而且与建筑物的有关。 三、问答题（每题8分，共40分） 1.“抗震规范”中，“三水准、两阶段的设计方法”是什么？ 2.多层砌体房屋在抗震设计中，结构的选型与布置宜遵守哪些原则？ 3.圈梁、构造柱在砌体结构抗震中的作用是什么？ 4.在框架结构抗震构造措施中，对梁端、柱端为什么要加密箍筋？ 5.什么是隔震？其方法主要有哪些？什么是减震？其方法主要有哪些？ 四、计算题（20分） 某二层钢筋混凝土框架（如下图），集中于楼盖（屋盖）处的重力荷载代表值为：，梁的刚度无限大。其中频率为：，。 第一振型为，第二振型为，已知，场地的特征周期 ，振型参与系数，求： （1）用振型分解反应谱法计算剪力； （2）用底部剪力法计算底层剪力； （3）比较两种方法的计算结果。
工程建筑结构抗震设计试题与答案
建筑结构抗震设计试题 一、名词解释（每题3分，共30分） 1、地震烈度 2、抗震设防烈度 3、场地土的液化 ４、等效剪切波速
5、地基土抗震承载力 6、场地覆盖层厚度 7、重力荷载代表值 8、强柱弱梁
9、砌体的抗震强度设计值 10、剪压比 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。 2、场地类别根据和划分为类。 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，在附加ΔF n，其目的是考虑的影响。
4、《抗震规范》规定，对于烈度为8度和9度的大跨和结构、烟囱和类似的高耸结构以及9度时的等，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、和 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、地震系数表示与之比；动力系数是单质点与的比值。 7、多层砌体房屋的抗震设计中，在处理结构布置时，根据设防烈度限制房屋高宽比目的是 ，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。 ８、用于计算框架结构水平地震作用的手算方法一般 有和。 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 的组合方法来确定。 １０、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 和判别。 三、简答题（每题６分，共30分） １、简述两阶段三水准抗震设计方法。
２、简述确定水平地震作用的振型分解反应谱法的主要步骤。３、简述抗震设防烈度如何取值。 ４、简述框架节点抗震设计的基本原则。 ５、简述钢筋混凝土结构房屋的震害情况。
建筑结构抗震设计的研究
建筑结构抗震设计的研究 发表时间：2018-09-18T16:24:34.330Z 来源：《基层建设》2018年第23期作者：张智民 [导读] 摘要：近年来我国地震频发，强烈的地震造成人身伤亡和财产的巨大损伤，所以建筑结构的抗震设计也越来越受人们所关注。 广州地铁集团有限公司 摘要：近年来我国地震频发，强烈的地震造成人身伤亡和财产的巨大损伤，所以建筑结构的抗震设计也越来越受人们所关注。目前，建筑结构抗震设计研究已成为土木工程行业中的研究前沿，随着近年来新型建筑材料不断涌现，在建筑结构设计方法与应用上出现了很多新思路，新方法，并在传统的抗震设计基础上引入了一些新理念，设计了很多刚度大、耗能能力强的结构体系和结构构件。本文就当前一些最新的研究作一些简述。 关键词：建筑结构；新型建筑材料；抗震设计；刚度；耗能 1 引言 建筑结构在地震作用下会产生振动，过大的结构振动现象不仅会影响到结构物的正常使用，还会造成主体结构的破坏、甚至倒塌。有时虽然主体结构未破坏，但由于建筑饰面、装修或非结构配件、室内昂贵仪器、设备的破坏而导致严重的损失。为了保护人类生命财产的安全，减轻地震灾害，全国地震工程科技人员致力于提高建筑抗震能力的研究，已经形成一套较为完整的抗震设计理论。这种抗震设计理论建立在传统抵御地震灾害思想的基础上，主要是通过增加结构本身的强度、刚度或延性的办法，使所设计的建筑达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目的。传统的抗震理论虽然在很多情况下非常有效，但仍然存在较大的局限性[1]。 2 结构抗震设计应注意的问题 2.1选择有利的抗震场地 选择对建筑抗震有利的场地。首先人们常常看到在具有不同工程地质条件的场地上，建筑物在地震中的破坏程度是明显不同的。地震造成建筑物的破坏，除地震动直接引起的结构破坏外，场地条件也是一个重要的原因。因此，应选择对建筑抗震有利的地段，应避开对抗震不利地段，如软弱场地土，易液化土，条件突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质陡坡、采空区、河岸和边坡边缘，场地土在平面分布上的成因、岩性、状态明显不均匀等地段；当无法避开时，应采取适当的抗震加强措施，应根据抗震设防类别、地基液化等级，分别采取加强地基和上部结构整体性和刚度、部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施。 2.2 抗震的建筑平面和立面布置的选择 （1）建筑形状力求简单规则，平立面不出现凹角的结构。体型简单和规则的建筑，受力性能明确，设计时容易分析结构在地震作用下的实际反应及其内力分析，且结构细部的构造也易于处理。所以这类结构遭遇地震后其震害相对都较轻。反之，建筑体型不规则，平面上曲出凹进，立面上高低错落。易于形成刚度和强度上的突变，引起应力集中或变形集中，也容易形成薄弱环节，往往造成比较严重的危害。 （2）建筑的平、立面刚度和质量分布力求对称。因为不对称结构由于地震作用引起的扭转作用十分明显，在设计时应采取加强措施；周边构件的强度和刚度不对称，布置时应在总体上减小刚度偏心，计算时要充分估计薄弱侧的较大位移及构件的内力和变形。 （3）建筑的质量和刚度变化要均匀。建筑的质量和刚度沿竖向分布往往是不均匀的。 2.3 合理的抗震结构体系选择 合理的抗震结构体系，首先应根据建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、材料和施工等因素，结合技术、经济条件综合考虑抗震结构体系。其次，还应该设计多道抗震防线。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。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丁作。一般情况下，应优先选择不负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或选用轴压比不太大、延性较好的抗震墙等构件，作为第一道抗震防线的抗侧力构件。框架—抗震墙结构体系中的抗震墙、处于第一道防线，当抗震墙在一定强度的地震作用下遭受可允许的损坏，刚度降低而部分退出工作并吸收相当的地震能量后，框架部分起到第二道防线的作用。这种体系的设计既考虑到抗震墙承受大部分的地震力。对于强栓弱梁型的延性框架。另外，该抗震体系还要具备必要的强度，良好的变形能力和耗能能力以及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。最后，要选择合适的材料，减轻结构自重。 2.4 合理的建筑结构参数设计 结构主要靠延性来抵抗较大地震作用下的非弹性变形，因此，地震作用下，结构的延性与结构的强度具有同等重要的意义。为了使钢筋混凝土结构在地震引起的动力反应过程中表现出必要的延性，就必须使塑性变形更多地集中在比较容易保证良好延性性能或者具有一定延性能力的构件上参数设计是进行地震作用和房屋各构件的地震响应计算，包括各墙柱梁板承载力和变形计算。开始计算前，应根据高层结构的实际工作状况，建立正确的计算模型，根据概念设计做必要的简化计算与处理。 3结构构件的抗震优化设计 在结构延性设计中应保证结构关键构件的延性优于整个结构以保证结构的整体延性性能的要求，因此，在抗震设计中需要对一些延性要求高的部位的结构构件进行优化设计，以保证其良好的延性性能。以下是几种常用的构件的优化设计方案： 3.1框架梁塑性铰外移 传统钢筋混凝土框架梁的塑性铰出现在始于柱面的梁端。将塑性铰从柱面移开一定距离，可以避免梁端钢筋屈服，从而不仅可以避免钢筋屈服后向节点核心区发展，引起粘结破坏，还能改善核心区的性能。如图1所示
建筑结构抗震设计(第三版)习题解答1-5章
第一章的习题答案 1.震级是衡量一次地震强弱程度（即所释放能量的大小）的指标。地震烈 度是衡量一次地震时某地区地面震动强弱程度的尺度。震级大时，烈度就高；但某地区地震烈度同时还受震中距和地质条件的影响。 2.参见教材第10面。 3.大烈度地震是小概率事件，小烈度地震发生概率较高，可根据地震烈度 的超越概率确定小、中、大烈度地震；由统计关系：小震烈度＝基本烈度－1.55度；大震烈度＝基本烈度＋1.00度。 4.概念设计为结构抗震设计提出应注意的基本原则，具有指导性的意义； 抗震计算为结构或构件达到抗震目的提供具体数据和要求；构造措施从结构的整体性、锚固连接等方面保证抗震计算结果的有效性以及弥补部分情况无法进行正确、简洁计算的缺陷。 5.结构延性好意味可容许结构产生一定的弹塑性变形，通过结构一定程度 的弹塑性变形耗散地震能量，从而减小截面尺寸，降低造价；同时可避免产生结构的倒塌。 第二章的习题答案 1.地震波中与土层固有周期相一致或相近的波传至地面时，其振幅被放 大；与土层固有周期相差较大的波传至地面时，其振幅被衰减甚至完全过滤掉了。因此土层固有周期与地震动的卓越周期相近， 2.考虑材料的动力下的承载力大于静力下的承载力；材料在地震下地基承 载力的安全储备可低于一般情况下的安全储备，因此地基的抗震承载力高于静力承载力。 3.土层的地质年代；土体中的粘粒含量；地下水位；上覆非液化土层厚度； 地震的烈度和作用时间。 4.a 中软场地上的建筑物抗震性能比中硬场地上的建筑物抗震性能要差 （建筑物条件均同）。 b. 粉土中粘粒含量百分率愈大,则愈容易液化. c．液化指数越小，地震时地面喷水冒砂现象越轻微。 d．地基的抗震承载力为承受竖向荷载的能力。