建筑结构抗震MOOC思考题汇总

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1、土木工程专业建筑结构抗震单元作业（共 10页）目录第 1 章单元作业 3第 2 章单元作业 3第 3 章单元作业 4第 4 章单元作业 4第 5 章单元作业 5第 6 章单元作业 6第 7 章单元作业 7第 8 章单元作业 8第 9 章单元作业 8第 10 章单元作业 8第 11 章单元作业 9第1章单元作业一 简答题1. 什么是震级，什么是烈度，烈度与震级有什么联系？答：1.震级是表征地震释放能量大小的指标，是地震预报和地震工程研究的重要参数。2. 烈度是表征地表振动强度的指标，与震级和震中距有关。3. 一般而言，震级越大，烈度越高。一次地震只有一个震级，但同一次地震在不同地 区的烈度大小却

2、不一样。可以说，震级是烈度的指标之一，对烈度产生一定影响，却不绝对； 烈度不能反过来影响震级。2. 请按照地震成因简述地震的分类答：根据地震成因的不同地震可以分为：（1）构造地震，即地球构造运动引发的地震；（2） 火山地震，即火山爆发时岩浆猛烈喷出而造成的地面振动；（3）塌陷地震，即洞穴坍塌引 起的局部小范围地震；（4）人为地震，如因核爆炸引起的局部地面振动，或者大型水库蓄 水和排水造成应力突然变化导致岩石错动而引起的振动。其中，构造地震约占 95%以上， 发生频率高、影响范围广、对工程建设的影响大。3. 地震波记录中有三个重要的特性对工程设计和研究有重要意义，分别是什么？分别有什 么影响？答

3、：三个重要的特性分别是：峰值、频谱特性和持续时间。峰值：决定地震的强度；频谱特 性：决定地震波的卓越频率；持续时间：持续地震的总能量。第 2 章单元作业一 简答题1、何为抗震概念设计？涉及哪些方面？请谈谈你对抗震概念设计目的和意义的理解。答：抗震概念设计为根据地震作用水平，选择合适的结构体系、材料及细部构造，以到达合 理的抗震设计目的。涉及方面有建筑场地的选择，结构体系的选择，平面、立面布置的规则 性，结构的动力特性的确定，传力机制的可靠性等。抗震概念设计可以在源头上避免或减轻 不利于抗震设计因素的影响，有助于获得结构抗震性能方面的最有利组合，为设计过程中的 数值计算创造有利条件。2、建筑结构

4、的抗震性能化设计的出发点是什么？其具体的控制目标是如何设置的？答：建筑结构抗震有“小震不坏，中震可修，大震不倒”的基本性能要求，抗震性能化设计 为这一指导原则确立了更为细致且便于工程设计的量化指标。对于不同的建筑结构，在设防 等级、性能发挥，震后修复方面有不同的要求，抗震性能化设计立足于承载力和变形能力， 通过对结构构件提出不同的性能要求，结合构造措施的选取，便于满足针对具体工程使用功 能上的专门要求。具体控制目标的设置时，对不同性能要求的结构，根据地震等级的不同 设置具体的控制目标。主要控制目标分为承载力、变形能力、构造措施等方面，以针对不同 的性能目标，实现结构的地震破坏程度、承载力下降、

5、变形幅度的控制目标。第 3 章单元作业一 简答题、1. 底部剪力法的适用条件是什么？答：结构在地震作用下的反应以第一振型为主，且第一振型近似为直线时，底部剪力法适 用。具体到建筑结构表现为：结构的质量和刚度沿高度范围分布较均匀；房屋总高度不 大于40m；建筑结构在地震作用下以剪切变形为主;建筑结构的地震扭转作用可以忽略。2. 结构抗震设计有几种方法？请列举，并简述每种方法。答：静力法，将地震作用产生的惯性力作为静力考虑结构效应的方法； 底部剪力法，适用于以第一振型为主，且振型近似为直线的结构，是振型分解法的特例; 振型分解和反应谱法，将结构的振动作用分解为不同振型下效果的叠加，根据不同振型间

6、耦合的程度，又可分为SRSS法和CQC法； 时程分析法：研究结构在地震波过程中的反应过程，适用于较复杂结构和需进行弹塑性分 析的结构。3. 地震影响系数与什么因素有关？答：由a的计算公式知，其与地震设防烈度、场区振动动特性(卓越周期)、场地条件、结 构自振周期、结构阻尼比等因素有关。4. 请阐述何为振型的正交性。答:振型的正交性即对任意两个频率的振型,都同时关于质量矩阵正交和关于刚度矩阵正交, 其物理意义是不同频率的振型不受其他振型的干扰，是振型分解法的前提条件。5. 为什么在地震作用下结构除发生平移振动外，还会发生或多或少的扭转振动？答：当在同一平面内，结构的质量中心和刚度中心不一致时，结构

7、平面各处的振动圆频率 w=sqrt (km)不同，各质点位移不同步，产生扭转分量。第 4 章单元作业一 简答题1. 试述软弱场地和坚硬场地的振动特点？ 答：场地表层土对地震波有滤波和局部放大作用。由于滤波作用，软弱场地会过滤掉与自身 自振频率相差较大的频率，保留并局部放大较长周期的地震波；同理，坚硬场地会保留并局 部放大较短周期的地震波。2. 在地基抗震验算中，为什么需要对承载力进行调整？答：从经济角度考虑，地震发生具有偶然性,相应抗震设计的可靠度指标可予以降低；从工 程角度考虑，地震作用下土的动力强度高于静载作用下，承载力有所提升。3. 地基土的液化对地面和建筑有哪些危害？如何判别地基土的液

8、化？答：地基土液化会使土体抗剪强度减小，地面产生喷砂冒水、地陷等，其上建筑物倾斜、下 沉甚至倒塌。地基土的判别可分为初步判别和标准贯入试验判别，初步判别根据地基土形成 的地质年代、组成成分、密实程度、地震烈度、埋深及地下水位情况等进行判断，当判别为 可能发生液化时，再通过标准贯入试验具体判断。第 5 章单元作业一 简答题1. 多层和高层钢筋混凝土结构房屋主要有哪几种结构体系?各有何特点及适用范围？ 答：主要体系有： 框架体系，结构简单，平面布置灵活，自振周期较长，侧向刚度小，适用于层数较少的建 筑； 剪力墙体系，侧向刚度大，抗震性能好，但自重较大，平面布置受限，适用于较高的建筑； 框架-剪力墙

9、体系，结合了框架和剪力墙的特点，抗侧刚度大，平面布置较灵活； 核心筒体系，抗侧刚度大，整体性好，适用于超高层建筑。2. 多层和高层钢筋混凝土结构房屋的震害主要有哪些表现？答：与场地产生类共振而整体破坏； 结构整体性不足而整体破坏； 平面布置不规则，结构扭曲破坏； 竖向布置不规则，产生薄弱层，薄弱层破坏； 临近房屋碰撞破坏； 结构设计施工不合理，产生节点、柱、梁或非结构构件的局部破坏； 地基液化失效。3. 如何确定多层和高层钢筋混凝土结构房屋的抗震等级？抗震等级有什么用途？答：抗震等级的确定因素有：场地类别、区域设防烈度、建筑设防类别、建筑结构类型、房 屋高度、是否存在房屋不规则、是否米用减隔震

10、体系等。建筑结构构件可根据抗震等级的不同而采用不同的计算原则，如内力调整措施，并采取不同 的抗震构造措施。4. 框架结构抗震设计的基本原则是什么?如何实现“强柱弱梁、强剪弱弯和强节点弱构件” 延性设计方法？答：框架结构抗震设计的基本原则是“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件”实现延性设计方法的措施有作用效应调整和抗震构造措施，效应调整包括对节点、梁、柱的 轴力、弯矩、剪力等按照抗震等级，乘以相应的调整系数，构造措施主要是保证截面尺寸、 箍筋配置等的要求。5. 抗震墙为何要设置边缘构件?如何确定其范围，采取哪些构造措施？答：边缘构件可以提高墙肢端部极限承载能力，继而提高墙体的承载能力，限制裂缝的发

11、 展，提高墙体的反复作用下的变形能力。边缘构件可按照墙肢轴压比分为约束边缘构件和构 造边缘构件，类型不同依据相关规范确定其尺寸，边缘构件的构造措施包括截面配筋率、体 积配箍率等。第 6 章单元作业一 简答题1. 什么是构造柱？什么是圈梁？一般认为，构造柱和圈梁是最重要的构造措施，请简述构 造柱和圈梁对砌体房屋有哪些有利影响？答：构造柱是在砌体房屋规定部位，按构造配筋，并按先砌墙后浇筑混凝土柱的顺序制成的 混凝土柱。圈梁是房屋沿砌体墙水平方向设置的封闭状并按构造配筋的混凝土梁式构件。构 造柱与圈梁一起对砌体墙片乃至整栋房屋产生一种约束作用，使墙体在侧向及竖向变形下仍 具有良好的竖向及侧向承载力，

12、提高墙片的往复变形能力，提高整个墙片及房屋的抗倒塌能 力。2. 下面照片是 2008年汶川地震中收集到的砌体结构房屋内承重窗间纵墙的破坏情况，请谈 谈你对这种结构震害成因的认识和如何预防或减轻这种震害的看法。答：图示墙体出现交叉X形斜裂缝，该破坏形式是由于墙体抗剪强度不足，主拉应力超过 砌体强度而产生的剪切破坏。减轻这种震害的方式有：1提高砌体的强度；2在窗间墙侧设 置构造柱或芯柱，提高对墙体的约束； 3.设置圈梁或采用配筋砌体，提高房屋整体性； 4.合 理设置窗间墙的高宽比。第7章单元作业一 简答题1. 钢结构房屋在地震中的震害主要有哪些形式？答：钢结构房屋主要破坏形式有：构件破坏：如支撑压

13、屈、梁柱局部失稳、母材断裂等； 节点破坏：如支撑连接破坏等；结构整体破坏：如地基失效等； 非结构构件破坏：如屋面板、檩条、楼梯段破坏等。2. 多高层钢结构有哪几种常用结构体系？试分析其抗震性能与优缺点。答：框架结构：力学模型简单、传力路径明确、延性好，但抗侧刚度较差； 框架-支撑（剪力墙）结构：结构抗侧刚度提高较大，具有两道抗震防线； 筒体结构：结构整体性好，有很高的抗侧刚度和承载力。3. 如何考虑重力二阶效应对多高层钢结构的影响？答：重力二阶效应是柱子等构件由于端部位移大，重心偏离轴线而引起的柱子底部的弯矩; 当楼面任一层以上全部重力荷载与该楼层地震层间位移的乘积，大于该楼层地震剪力与楼层

14、层高乘积的 1/10 时，应计入二阶效应。4. 框架-支撑结构体系中的消能梁段有什么作用？如何设置？答：消能梁段是指偏心支撑框架中斜杆与梁交点和柱之间的区段或同一跨内相邻两个斜杆 与梁交点之间的区段，主要用于对抗地震作用力，在地震的作用下当消能梁段屈服后其余区 段的结构仍然处于弹性受力状态，先于主要结构构件屈服，形成较高的塑性耗能能力，提供 结构抗震的第一道防线；消能梁端设置于框架-偏心支撑结构体系中，支撑构件与梁相交， 支撑与梁交点之间或交点与柱之间的梁段形成消能梁段。第 8 章单元作业一 简答题1. 传统木结构良好的抗震性能得益于什么构造？答：中国古代木结构建筑的梁柱节点多采用榫卯连接，柱

15、脚节点采用平直浮搁柱脚连接, 在地震作用下，通过榫卯节点的变形和柱脚节点的滑移实现结构的延性和耗能能力，达到消 能减震的作用，实现了良好的抗震性能。2. 木结构的抗震思想区别于钢筋混凝土结构的地方在于？答：钢筋混凝土结构的抗震思想是三强三弱，即“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”， 通过构件的塑性变形实现结构的延性与耗能。但是木材本身是脆性材料，变形能力弱，因此 木结构，包括传统木结构和现代木结构，其结构延性主要通过节点的变形来实现，而非构件 自身的变形，可以说是“弱节点强构件”第 9 章单元作业一 简答题1. 当建筑物的使用和功能要求两个非结构构件连接在一起时，如何确定连接部件的性能目 标？答：当建筑物的使用和功能要求两个非结构构件连接在一起时，应按较高的性能要求进行抗 震设计。其中一个非结构构件的连接损坏时，应保证不致引起与之相连接的有较高要求的非 结构构件失效。第 10 章单元作业简答题1. 基础隔震的原理是什么？答：1. 一方面，安装了隔震装置的建筑物在水平方向移动将更加灵活，有较长的基础周期， 从而减小结构地震作用，降低了地震能量的输入。对于地面运动频率较高的地震，效果尤为 明