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1、-第3章 结构地震反应分析与抗震计算-第 3 页第3章 结构地震反应分析与抗震计算1、结构抗震设计计算有几种方法？各种方法在什么情况下采用？底部剪力法、振型分解反应谱法、时程分析法、静力弹塑性法高度不超过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。除外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。特别不规则的建筑、甲类建筑和表310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，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。2.什么是地震作用？什么是地震反应？地震作用：结构所受最大的地震惯性
2、力；地震反应：由地震动引起的结构内力、变形、位移及结构运动速度与加速度等统称为结构地震反应。是地震动通过结构惯性引起的。3、什么是地震反应谱？什么是设计反应谱？它们有何关系？地震反应谱：为便于求地震作用，将单自由度体系的地震最大绝对加速度、速度和位移与其自振周期T的关系定义为地震反应谱。设计反应谱：地震反应谱是根据已发生的地震地面运动记录计算得到的，而工程结构抗震设计需考虑的是将来发生的地震对结构造成的影响。工程结构抗震设计不能采用某一确定地震记录的反应谱，考虑到地震的随机性、复杂性，确定一条供设计之用的反应谱，称之为设计反应谱。设计抗震反应谱和实际地震反应谱是不同的，实际地震反应谱能够具体反
3、映1次地震动过程的频谱特性，而抗震设计反应谱是从工程设计的角度，在总体上把握具有某一类特征的地震动特性。地震反应谱为设计反应谱提供设计依据。4、计算地震作用时结构的质量或重力荷载应怎样取？ 质量：连续化描述（分布质量） 、集中化描述（集中质量）；进行结构抗震设计时，所考虑的重力荷载，称为重力荷载代表值。结构的重力荷载分恒载（自重）和活载（可变荷载）两种。活载的变异性较大，我国荷载规范规定的活载标准值是按50年最大活载的平均值加0.51.5倍的均方差确定的，地震发生时，活载不一定达到标准值的水平，一般小于标准值，因此计算重力荷载代表值时可对活载折减。抗震规范规定：5、什么是地震系数和地震影响系数
4、？它们有什么关系?（3-41）其中地震系数，通过地震系数可将地震动振幅对地震反应谱的影响分离出来，是确定地震烈度的一个定量指标。动力系数。 为地震影响系数，是多次地震作用下不同周期T，相同阻尼比的理想简化的单质点体系的结构加速度反应与重力加速度之比。6、为什么软场地的硬场地的？为什么远震近震？场地特征周期是根据覆盖层厚度d和土层等效剪切波速Vs按公式T4d/Vs计算的周期，而软场地的Vs小于硬场地的Vs，远震的Vs小于近震Vs，故之。7、一般结构应进行哪些抗震验算？以达到什么目的？ 为满足“小震不坏 中震可修 大震不倒”的抗震要求，规范规定进行下列内容的抗震验算：多遇地震下结构允许弹性变形验算
5、，以防止非结构构件（隔墙、幕墙、建筑装饰等）破坏。多遇地震下强度验算，以防止结构构件破坏。罕遇地震下结构的弹塑性变形验算，以防止结构倒塌。“中震可修”抗震要求，通过构造措施加以保证。8、结构弹塑性地震位移反应一般应采用什么方法计算？什么结构可采用简化方法计算？ 逐步积分法。其简化方法适用于不超过12层且层刚度无突变的钢筋混凝土框架结构和填充墙钢筋混凝土框架结构、不超过20层且层刚度无突变的钢框架结构及单层钢筋混凝土柱厂房。9、什么是楼层屈服强度系数？怎样计算？ 楼层屈服强度系数y为按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层i抗剪承载力和按罕遇地震作用下楼层i弹性地震剪力的比值。 y计算： 。10
6、、怎样判断结构薄弱层和部位？对于沿高度分布不均匀的框架结构，在地震作用下一般发生塑性变形集中现象，即塑性变形集中发生在某一或某几个楼层（图3-36），发生的部位为最小或相对较小的楼层，称之为结构薄弱层。原因是，较小的楼层在地震作用下会率先屈服，这些楼层屈后将引起卸载作用，限制地震作用进一步增加，从而保护其他楼层不屈服。判别：对于沿高度分布均匀的框架结构，分析表明，此时一般结构底层的层间变形最大，因而可将底层当做结构薄弱层。对于沿高度分布不均匀的框架结构，取该系数最小的楼层。 对于单层钢筋混凝土柱厂房，薄弱层一般出现在上柱。多层框架结构楼层屈服强度系数沿高度分布均匀与否，可通过参数a判别。11、
7、哪些结构需要考虑竖向地震作用？设防烈度为8度和9度区的大跨度屋盖结构，长悬臂结构，烟囱及类似高耸结构和设防烈度为9度区的高层建筑，应考虑竖向地震作用。12、为什么抗震设计截面承载力可以提高？地震作用时间很短，快速加载时，材料强度会有所提高。进行结构抗震设计时，对结构构件承载力加以调整（提高），主要考虑下列因素：动力荷载下材料强度比静力荷载下高；地震是偶然作用，结构的抗震可靠度要求可比承受其他荷载的可靠度要求低。13、进行时程分析时，怎样选用地震波？ P86最好选用本地历史上的强震记录，如果没有这样的记录，也可选用震中距和场地条件相近的其他地区的强震记录，或选用主要周期接近的场地卓越周期或其反应谱接近当地设计反应谱的人工地震波。