第一篇:提高建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的措施
提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的措施
摘要:隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,建筑抗震設(shè)防已是工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)面臨的迫切任務(wù),建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員為防止、減少地震給建筑造成的危害,就需要分析研究如何合理地提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。從目前抗震設(shè)計(jì)現(xiàn)狀出發(fā),找出結(jié)構(gòu)安全與經(jīng)濟(jì)合理的最佳結(jié)合點(diǎn),找出合理有效的抗震設(shè)計(jì)方法。
一、建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的影響因素
1.1 建造場(chǎng)地的選址不正確
當(dāng)建筑物的建造場(chǎng)地在軟土、液化土等土壤分布不均等 場(chǎng)地時(shí),在地震發(fā)生時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致建筑物的崩塌和下陷,這 是由于地基內(nèi)土壤存在軟弱粘性的土壤和不均勻的土層造成 的,特別是在填土的區(qū)域,特別是在建筑物建設(shè)時(shí)如果無法 避開土地和地形地勢(shì)的影響,應(yīng)該對(duì)地基進(jìn)行加固處理和建 筑結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)。1.2 建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不科學(xué)
當(dāng)發(fā)生較大的地震災(zāi)害時(shí),建筑結(jié)構(gòu)的延性能力的性能十分重要,某種程度上來說,建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性能力能夠產(chǎn)生更大的抗震能力。建筑結(jié)構(gòu)的延性能力主要是通過破壞部分次要的建筑構(gòu)件來減輕地震對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)所造成的破壞,達(dá)到對(duì)建筑物整體的保護(hù)作用。延性構(gòu)件能夠很好的在地震發(fā)生時(shí)產(chǎn)生非彈性的形變,最大限度地將地震能力轉(zhuǎn)移至自身,其抗震性能和產(chǎn)生的作用甚至高于建筑結(jié)構(gòu)的抗震強(qiáng)度,但是在對(duì)于建筑延性構(gòu)件的設(shè)計(jì)上往往存在很多的問題。在地震災(zāi)害發(fā)生時(shí),以鋼筋混凝土為主的框架梁往往會(huì)最先出現(xiàn)形變,在對(duì)建筑起支撐作用的支柱變形出現(xiàn)稍晚。如果在延性框架上的設(shè)計(jì)缺乏合理,沒有正確的選擇一個(gè)可以受到強(qiáng)力作用的形變構(gòu)件,建筑結(jié)構(gòu)延性構(gòu)件還沒有發(fā)揮其延性就遭到破壞,沒有一定的消耗地震發(fā)生對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的破壞力,那么就無法保證框架的對(duì)地震能量的消耗,從而對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成破壞。
二、提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的措施 2.1建筑場(chǎng)地的選取
建筑地形以及建筑物地處的地質(zhì)情況,將直接影響建筑抗震性能。因此,抗震規(guī)范明確規(guī)定建筑物應(yīng)盡可能避開對(duì)建筑抗震不利的地段如:斷層錯(cuò)動(dòng)、河岸滑坡、地層陷落等,任何情況下均不得在抗震危險(xiǎn)地段上建造可能引起人員傷亡或較大經(jīng)濟(jì)損失的建筑物。因此,在進(jìn)行建筑選址時(shí),應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)勘察、搞清地形、地質(zhì)情況。2.2建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性
建筑物自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是直接影響到建筑物的抗震性能。從工程實(shí)踐結(jié)果表明,對(duì)于復(fù)雜的平面布置,建筑物會(huì)出現(xiàn)質(zhì)心與剛心不重合,在地震作用下結(jié)構(gòu)將會(huì)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),從而加劇地震的破壞作用。對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員來說,所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)遵循形狀規(guī)則和簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)對(duì)稱,而且結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿足豎向均勻性原則,從而可以有利于降低扭轉(zhuǎn)力、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件能保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)、降低材料的耗用。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,要求結(jié)構(gòu)平面布置盡可能地使結(jié)構(gòu)的剛心和質(zhì)心相一致。在建筑立面上應(yīng)盡可能的降低結(jié)構(gòu)重心,避免頭重腳輕,出現(xiàn)結(jié)構(gòu)薄弱連接、剛度突變,受鞭梢效應(yīng),致使在地震時(shí)發(fā)生傾倒。
2.3建筑施工材料選取以及質(zhì)量
建筑物在地震時(shí)所受到的地震作用與結(jié)構(gòu)剛度成正比,即質(zhì)量越大的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其將受到的地震影響力也就越大。因此在進(jìn)行建筑物構(gòu)件選材時(shí),在保證建筑安全性的同時(shí),為改善建筑的抗震性能,應(yīng)盡可能的減少建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。2.4設(shè)置多道設(shè)防的抗震結(jié)構(gòu)體系
抗震建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性、設(shè)防烈度、房屋高度、場(chǎng)地、地基、基礎(chǔ)、材料和施工等因素,經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件比較綜合確定。首先宜有多道抗震防線,應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)體系喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承裁能力。多道抗震防線,是指在一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系中,一部分延性好的構(gòu)件在地震作用下,首先達(dá)到屈服,充分發(fā)揮其吸收和耗散地震能量的作用,即擔(dān)負(fù)起第一道抗震防線的作用,其他構(gòu)件則在第一道抗震防線屈服后才依次屈服,從而形成第二、第三或更多道抗震防線,這樣的結(jié)構(gòu)體系對(duì)保證結(jié)構(gòu)的抗震安全性是非常有效的。2.5保證結(jié)構(gòu)的延性抗震能力
合理選擇了建筑結(jié)構(gòu)后,就需要通過抗震措施來保證結(jié)構(gòu)確實(shí)具有所需的延性抗震能力從而保證結(jié)構(gòu)在中震、大震下實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)防目標(biāo),系統(tǒng)的抗震措施包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容。強(qiáng)柱弱梁:人為增大柱相對(duì)于梁的抗彎能力,使鋼筋混凝土框架在大震下,梁端塑性鉸出現(xiàn)較早,在達(dá)到最大非線性位移時(shí)塑性轉(zhuǎn)動(dòng)較大;而柱端塑性鉸出現(xiàn)較晚,在達(dá)到最大非線性位移時(shí)塑性轉(zhuǎn)動(dòng)較小,甚至根本不出現(xiàn)塑性鉸。從而保證框架具有一個(gè)較為穩(wěn)定的塑性耗能機(jī)構(gòu)和較大的塑性耗能能力。強(qiáng)剪弱彎:剪切破壞基本上沒有延性,一旦某部位發(fā)生剪切破壞,該部位就將徹底退出結(jié)構(gòu)抗震能力對(duì)于柱端的剪切破壞還可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節(jié)點(diǎn)的組合剪力值,使結(jié)構(gòu)能在大震下的交替非彈性變形中其任何構(gòu)件都不會(huì)先發(fā)生剪切破壞。
三、建筑結(jié)構(gòu)性能抗震設(shè)計(jì)
采用合理的抗震性能目標(biāo)和合理的結(jié)構(gòu)措施進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。除了抗震設(shè)計(jì)方法,基于性能的抗震設(shè)計(jì)理論還包括目標(biāo)性能的確定,它是整個(gè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,主要包括以下三個(gè)方面:
3.1地震設(shè)防水準(zhǔn)
在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi),定義一組參照的地震風(fēng)險(xiǎn)和相應(yīng)的設(shè)計(jì)水平,是基于性能設(shè)計(jì)理論的一個(gè)重要目標(biāo)?;谛阅艿脑O(shè)計(jì)理論應(yīng)追求能控制結(jié)構(gòu)可能發(fā)生的所有地震波譜的破壞水準(zhǔn),為此,需要根據(jù)不同重現(xiàn)期選擇所有可能發(fā)生的對(duì)應(yīng)于不同等級(jí)的地震動(dòng)參數(shù)的波譜,這些具體的地震動(dòng)參數(shù)稱為地震設(shè)防水準(zhǔn),分為常遇、偶遇、罕遇和稀遇地震,并給出了其重現(xiàn)期和超越概率。
3.2結(jié)構(gòu)的性能水平及其量化指標(biāo)
結(jié)構(gòu)的抗震性能水平表示結(jié)構(gòu)在特定的某一地震水準(zhǔn)下一種有限程度的破壞,包括結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞以及因它們破壞引起的后果主要用結(jié)構(gòu)易損性、結(jié)構(gòu)功能性和人員安全性來表達(dá)。按照不同的地震動(dòng)水平,結(jié)構(gòu)的性能水準(zhǔn)可分為四級(jí),即功能完好、功能連續(xù)、控制破壞與損失、保證安全。其中,簡(jiǎn)化的三級(jí)性能水準(zhǔn),即可繼續(xù)使用、修復(fù)后可再使用保證安全。
3.3抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)性能
結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)性能是針對(duì)某一地震設(shè)防水準(zhǔn)而期望達(dá)的抗震性能等級(jí),抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)性能的建立需要綜合考慮場(chǎng)地特征、結(jié)構(gòu)功能與重要性、投資與效益、震后損失與恢復(fù)重建、潛在的歷史或文化價(jià)值、社會(huì)效益及業(yè)主的承受能力等諸多因素。我國(guó)抗震規(guī)范的目標(biāo)性能實(shí)際是:小震不壞,中震可修,大震不倒。
四、各種結(jié)構(gòu)類型建筑物抗震設(shè)計(jì) 4.1砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)
砌體結(jié)構(gòu)由于其取材容易,而且其工程成本較低,也是我國(guó)農(nóng)村建筑的主要結(jié)構(gòu)類型之一。但鑒于砌體結(jié)構(gòu)中,砌體自身的的抗拉、抗彎以及抗剪強(qiáng)度較多,因此結(jié)構(gòu)自身的整體性較差而造成砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能并不優(yōu)越。從建筑物震害情況表明,砌體結(jié)構(gòu)在地震中的破壞性較為廣泛。對(duì)于砌體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)來說,由于結(jié)構(gòu)形式不合理、抗震措施不足、施工質(zhì)量沒有保障等都是導(dǎo)致砌體結(jié)構(gòu)抗震性能較差的主要因素 4.2框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)
框架結(jié)構(gòu)由梁和柱以剛接或鉸接相連接而構(gòu)成承重體系的結(jié)構(gòu)。其在地震中主要表現(xiàn)的震害現(xiàn)象為:柱端出鉸、柱端剪切破壞、節(jié)點(diǎn)的破壞。而框架柱的破壞是致使了建筑物的局部或整體倒塌的關(guān)鍵所在。從鋼筋混凝土柱的破壞位置方面看,典型破壞位置有:柱頂破壞、柱中部破壞、柱底破壞、短柱破壞、柱梁節(jié)點(diǎn)處破壞。為此對(duì)于框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制其抗震設(shè)計(jì)理念:“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件,強(qiáng)剪弱彎”。
4.3非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)
在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,不考慮承重以及風(fēng),地震等側(cè)向力載的構(gòu)件稱為非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,如框架填充墻、圍護(hù)墻、樓梯等。但這些非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震中卻較易出現(xiàn)倒塌現(xiàn)象,為有效地避免這些非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震中產(chǎn)生的不利倒塌,非結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)該和主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接和錨固。高烈度區(qū)建筑結(jié)構(gòu)震害多以房屋嚴(yán)重破壞和倒塌為主,作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的墻體也不可避免隨主體結(jié)構(gòu)垮塌或發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞。我們?nèi)缛暨M(jìn)行一些必要的構(gòu)造設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)可靠度等即可加強(qiáng)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和主體的連接,有效地提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能。
結(jié)束語:
抗震設(shè)計(jì)已經(jīng)成為建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮的環(huán)節(jié),通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),可合理有效地使建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到最佳安全狀態(tài)。在合理確定結(jié)構(gòu)型式和體系后,結(jié)構(gòu)的布置就成為建筑抗震的重要問題,所以一定要做好結(jié)構(gòu)方案,做好抗震設(shè)計(jì)。
第二篇:建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)課后習(xí)題答案
武漢理工大學(xué)《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》復(fù)試
第1章 緒論
1、震級(jí)和烈度有什么區(qū)別和聯(lián)系?
震級(jí)是表示地震大小的一種度量,只跟地震釋放能量的多少有關(guān),而烈度則表示某一區(qū)域的地表和建筑物受一次地震影響的平均強(qiáng)烈的程度。烈度不僅跟震級(jí)有關(guān),同時(shí)還跟震源深度、距離震中的遠(yuǎn)近以及地震波通過的介質(zhì)條件等多種因素有關(guān)。一次地震只有一個(gè)震級(jí),但不同的地點(diǎn)有不同的烈度。
2.如何考慮不同類型建筑的抗震設(shè)防? 規(guī)范將建筑物按其用途分為四類:
甲類(特殊設(shè)防類)、乙類(重點(diǎn)設(shè)防類)、丙類(標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類)、丁類(適度設(shè)防類)。1)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類,應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用,達(dá)到在遭遇高于當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度的預(yù)估罕遇地震影響時(shí)不致倒塌或發(fā)生危及生命安全的嚴(yán)重破壞的抗震設(shè)防目標(biāo)。2)重點(diǎn)設(shè)防類,應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強(qiáng)其抗震措施;但抗震設(shè)防烈度為9度時(shí)應(yīng)按比9度更高的要求采取抗震措施;地基基礎(chǔ)的抗震措施,應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。同時(shí),應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用。3)特殊設(shè)防類,應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強(qiáng)其抗震措施;但抗震設(shè)防烈度為9度時(shí)應(yīng)按比9度更高的要求采取抗震措施。同時(shí),應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)的結(jié)果且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求確定其地震作用。4)適度設(shè)防類,允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低其抗震措施,但抗震設(shè)防烈度為6度時(shí)不應(yīng)降低。一般情況下,仍應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用。
3.怎樣理解小震、中震與大震?
小震就是發(fā)生機(jī)會(huì)較多的地震,50年年限,被超越概率為63.2%; 中震,10%; 大震是罕遇的地震,2%。
4、概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算、構(gòu)造措施三者之間的關(guān)系?
建筑抗震設(shè)計(jì)包括三個(gè)層次:概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算、構(gòu)造措施。概念設(shè)計(jì)在總體上把握抗震設(shè)計(jì)的基本原則;抗震計(jì)算為建筑抗震設(shè)計(jì)提供定量手段;構(gòu)造措施則可以在保證結(jié)構(gòu)整體性、加強(qiáng)局部薄弱環(huán)節(jié)等意義上保證抗震計(jì)算結(jié)果的有效性。他們是一個(gè)不可割裂的整體。5.試討論結(jié)構(gòu)延性與結(jié)構(gòu)抗震的內(nèi)在聯(lián)系。
延性設(shè)計(jì):通過適當(dāng)控制結(jié)構(gòu)物的剛度與強(qiáng)度,使結(jié)構(gòu)構(gòu)件在強(qiáng)烈地震時(shí)進(jìn)入非彈性狀態(tài)后仍具有較大的延性,從而可以通過塑性變形吸收更多地震輸入能量,使結(jié)構(gòu)物至少保證至少“壞而不倒”。延性越好,抗震越好.在設(shè)計(jì)中,可以通過構(gòu)造措施和耗能手段來增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的延性,提高抗震性能。
第2章 場(chǎng)地與地基
1、場(chǎng)地土的固有周期和地震動(dòng)的卓越周期有何區(qū)別和聯(lián)系?
由于地震動(dòng)的周期成分很多,而僅與場(chǎng)地固有周期T接近的周期成分被較大的放大,因此場(chǎng)地固有周期T也將是地面運(yùn)動(dòng)的主要周期,稱之為地震動(dòng)的卓越周期。
2、為什么地基的抗震承載力大于靜承載力?
地震作用下只考慮地基土的彈性變形而不考慮永久變形。地震作用僅是附加于原有靜荷載上 的一種動(dòng)力作用,并且作用時(shí)間短,只能使土層產(chǎn)生彈性變形而來不及發(fā)生永久變形,其結(jié)果是地震作用下的地基變形要比相同靜荷載下的地基變形小得多。因此,從地基變形的角度來說,地震作用下地基土的承載力要比靜荷載下的靜承載力大。另外這是考慮了地基土在有限次循環(huán)動(dòng)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(gè)因素。
3、影響土層液化的主要因素是什么? ⑴土的類型、級(jí)配和密實(shí)程度
⑵土的初始應(yīng)力狀態(tài)(地震作用時(shí),土中孔隙水壓力等于固結(jié)水壓力是產(chǎn)生土體液化的必要條件)
⑶震動(dòng)的特性(地震的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間)⑷先期振動(dòng)歷史
或者:土層地質(zhì)年代;土的顆粒組成及密實(shí)程度;埋置深度、地下水;地震烈度和持續(xù)時(shí)間。
第3章 結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析與抗震計(jì)算
1、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)計(jì)算有幾種方法?各種方法在什么情況下采用? 底部剪力法、振型分解反應(yīng)譜法、時(shí)程分析法、靜力彈塑性法
⑴高度不超過40m、以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu),以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu),可采用底部剪力法等簡(jiǎn)化方法。⑵除⑴外的建筑結(jié)構(gòu),宜采用振型分解反應(yīng)譜法。
⑶特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和表3—10所列高度范圍的高層建筑,應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算,可取多條時(shí)程曲線計(jì)算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的較大值。
2.什么是地震作用?什么是地震反應(yīng)? 地震作用:結(jié)構(gòu)所受最大的地震慣性力;
地震反應(yīng):由地震動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形、位移及結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度與加速度等統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)。是地震動(dòng)通過結(jié)構(gòu)慣性引起的。
3、什么是地震反應(yīng)譜?什么是設(shè)計(jì)反應(yīng)譜?它們有何關(guān)系?
地震反應(yīng)譜:為便于求地震作用,將單自由度體系的地震最大絕對(duì)加速度、速度和位移與其自振周期T的關(guān)系定義為地震反應(yīng)譜。
設(shè)計(jì)反應(yīng)譜:地震反應(yīng)譜是根據(jù)已發(fā)生的地震地面運(yùn)動(dòng)記錄計(jì)算得到的,而工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)需考慮的是將來發(fā)生的地震對(duì)結(jié)構(gòu)造成的影響。工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)不能采用某一確定地震記錄的反應(yīng)譜,考慮到地震的隨機(jī)性、復(fù)雜性,確定一條供設(shè)計(jì)之用的反應(yīng)譜,稱之為設(shè)計(jì)反應(yīng)譜。
設(shè)計(jì)抗震反應(yīng)譜和實(shí)際地震反應(yīng)譜是不同的,實(shí)際地震反應(yīng)譜能夠具體反映1次地震動(dòng)過程的頻譜特性,而抗震設(shè)計(jì)反應(yīng)譜是從工程設(shè)計(jì)的角度,在總體上把握具有某一類特征的地震動(dòng)特性。地震反應(yīng)譜為設(shè)計(jì)反應(yīng)譜提供設(shè)計(jì)依據(jù)。
4、計(jì)算地震作用時(shí)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量或重力荷載應(yīng)怎樣???
質(zhì)量:連續(xù)化描述(分布質(zhì)量)、集中化描述(集中質(zhì)量); 進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí),所考慮的重力荷載,稱為重力荷載代表值。結(jié)構(gòu)的重力荷載分恒載(自重)和活載(可變荷載)兩種?;钶d的變異性較大,我國(guó)荷載規(guī)范規(guī)定的活載標(biāo)準(zhǔn)值是按50年最大活載的平均值加0.5~1.5倍的均方差確定的,地震發(fā)生時(shí),活載不一定達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的水平,一般小于標(biāo)準(zhǔn)值,因此計(jì)算重力荷載代表值時(shí)可對(duì)活載折減??拐鹨?guī)范規(guī)定:
GE?Dk???iLki。
??gxmax5、什么是地震系數(shù)和地震影響系數(shù)?它們有什么關(guān)系? F?mggSa(T)?Gk?(T)??gxmax??(3-41)
其中k???gxmaxg—地震系數(shù),通過地震系數(shù)可將地震動(dòng)振幅對(duì)地震反應(yīng)譜的影響分離出來,是確定地震烈度的一個(gè)定量指標(biāo)。?(T)—?jiǎng)恿ο禂?shù)。
?(T)?k?(T)
α為地震影響系數(shù),是多次地震作用下不同周期T,相同阻尼比ζ的理想簡(jiǎn)化的單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)加速度反應(yīng)與重力加速度之比。
6、為什么軟場(chǎng)地的錯(cuò)誤!未找到引用源。>硬場(chǎng)地的錯(cuò)誤!未找到引用源。?為什么遠(yuǎn)震錯(cuò)誤!未找到引用源。>近震錯(cuò)誤!未找到引用源。?
場(chǎng)地特征周期是根據(jù)覆蓋層厚度d和土層等效剪切波速Vs按公式T=4d/Vs計(jì)算的周期,而軟場(chǎng)地的Vs小于硬場(chǎng)地的Vs,遠(yuǎn)震的Vs小于近震Vs,故之。
7、一般結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行哪些抗震驗(yàn)算?以達(dá)到什么目的?
為滿足“小震不壞 中震可修 大震不倒”的抗震要求,規(guī)范規(guī)定進(jìn)行下列內(nèi)容的抗震驗(yàn)算:
①多遇地震下結(jié)構(gòu)允許彈性變形驗(yàn)算,以防止非結(jié)構(gòu)構(gòu)件(隔墻、幕墻、建筑裝飾等)破壞。②多遇地震下強(qiáng)度驗(yàn)算,以防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞。
③罕遇地震下結(jié)構(gòu)的彈塑性變形驗(yàn)算,以防止結(jié)構(gòu)倒塌?!爸姓鹂尚蕖笨拐鹨?,通過構(gòu)造措施加以保證。
8、結(jié)構(gòu)彈塑性地震位移反應(yīng)一般應(yīng)采用什么方法計(jì)算?什么結(jié)構(gòu)可采用簡(jiǎn)化方法計(jì)算?
逐步積分法。其簡(jiǎn)化方法適用于不超過12層且層剛度無突變的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)和填充墻鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、不超過20層且層剛度無突變的鋼框架結(jié)構(gòu)及單層鋼筋混凝土柱廠房。
9、什么是樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)?怎樣計(jì)算?
樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)ξy為按構(gòu)件實(shí)際配筋和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的樓層i抗剪承載力和按罕遇地震作用下樓層i彈性地震剪力的比值。ξy計(jì)算:?y(i)?
10、怎樣判斷結(jié)構(gòu)薄弱層和部位?
對(duì)于
Vy(i)。Ve(i)?y沿高度分布不均勻的框架結(jié)構(gòu),在地震作用下一般發(fā)生塑性變形集中現(xiàn)象,即塑性變形集中發(fā)生在某一或某幾個(gè)樓層(圖3-36),發(fā)生的部位為層,稱之為結(jié)構(gòu)薄弱層。原因是,?y最小或相對(duì)較小的樓
?y較小的樓層在地震作用下會(huì)率先屈服,這些樓層屈后將引起卸載作用,限制地震作用進(jìn)一步增加,從而保護(hù)其他樓層不屈服。
判別:①對(duì)于?y沿高度分布均勻的框架結(jié)構(gòu),分析表明,此時(shí)一般結(jié)構(gòu)底層的層間變形最大,因而可將底層當(dāng)做結(jié)構(gòu)薄弱層。②對(duì)于?y沿高度分布不均勻的框架結(jié)構(gòu),取該系數(shù)最
小的樓層。③對(duì)于單層鋼筋混凝土柱廠房,薄弱層一般出現(xiàn)在上柱。多層框架結(jié)構(gòu)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)?y沿高度分布均勻與否,可通過參數(shù)a判別。
11、哪些結(jié)構(gòu)需要考慮豎向地震作用?
設(shè)防烈度為8度和9度區(qū)的大跨度屋蓋結(jié)構(gòu),長(zhǎng)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。
12、為什么抗震設(shè)計(jì)截面承載力可以提高?
地震作用時(shí)間很短,快速加載時(shí),材料強(qiáng)度會(huì)有所提高。進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力加以調(diào)整(提高),主要考慮下列因素: ⑴動(dòng)力荷載下材料強(qiáng)度比靜力荷載下高;
⑵地震是偶然作用,結(jié)構(gòu)的抗震可靠度要求可比承受其他荷載的可靠度要求低。
13、進(jìn)行時(shí)程分析時(shí),怎樣選用地震波? P86 最好選用本地歷史上的強(qiáng)震記錄,如果沒有這樣的記錄,也可選用震中距和場(chǎng)地條件相近的其他地區(qū)的強(qiáng)震記錄,或選用主要周期接近的場(chǎng)地卓越周期或其反應(yīng)譜接近當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)反應(yīng)譜的人工地震波。
第4章 多層砌體結(jié)構(gòu)抗震
1、怎樣理解多層磚房震害的一般規(guī)律?
1.剛性樓蓋房屋,上層破壞輕、下層破壞重;柔性樓蓋房屋,上層破壞重、下層破壞輕; ? 2.橫墻承重房屋的震害輕于縱墻承重房屋;
? 3.堅(jiān)實(shí)地基上的房屋震害輕于軟弱地基和非均勻地基上的震害; ? 4.預(yù)制樓板結(jié)構(gòu)比現(xiàn)澆樓板結(jié)構(gòu)破壞重; ? 5.外廊式房屋往往地震破壞較重;
? 6.房屋兩端、轉(zhuǎn)角、樓梯間、附屬結(jié)構(gòu)震害較重。
2、怎樣考慮多層砌體結(jié)構(gòu)抗震的垂直地震作用?
一般來說,垂直地震作用對(duì)多層砌體結(jié)構(gòu)所造成的破壞比例相對(duì)較小。P98/
3、在多層砌體中設(shè)置圈梁的作用是什么?
①加強(qiáng)縱橫墻的連接,加強(qiáng)整個(gè)房屋的整體性;②圈梁可箍住樓蓋,增強(qiáng)其整 體剛度;③減小墻體的自由長(zhǎng)度,增強(qiáng)墻體的穩(wěn)定性;④可提高房屋的抗剪強(qiáng) 度,約束墻體裂縫的開展;⑤抵抗地基不均勻沉降,減小構(gòu)造柱計(jì)算長(zhǎng)度。
4、怎樣理解底部框架房屋底部框架設(shè)計(jì)原則?
因底部剛度小,上部剛度大,豎向剛度急劇變化,抗震性能較差。為了防止底部因變形集中而發(fā)生嚴(yán)重的震害,在抗震設(shè)計(jì)中必須在結(jié)構(gòu)底部加設(shè)抗震墻,不得采用純框架布置。采用兩道防線的思想進(jìn)行設(shè)計(jì),即在結(jié)構(gòu)彈性階段,不考慮框架柱的抗剪貢獻(xiàn),而由抗震墻承擔(dān)全部縱橫向的地震剪力。在結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段后,考慮到抗震墻的損傷,由抗震墻和框架柱共同承擔(dān)地震剪力。
第5章 鋼混結(jié)構(gòu)抗震
1、什么是剛度中心?什么是質(zhì)量中心?應(yīng)如何處理好二者的關(guān)系?
剛心就是指結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的中心,也就是各構(gòu)件的剛度乘以距離除以總的剛度;
質(zhì)心就是指結(jié)構(gòu)各構(gòu)件質(zhì)量的中心;
質(zhì)心和剛心離的越近越好,最好是重合,否則會(huì)產(chǎn)生比較大的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。因?yàn)榈卣鹨鸬膽T性力作用在樓層平面的質(zhì)量中心,而樓層平面的抗力則作用在其剛度中心,二者的作用線不重合時(shí)就會(huì)產(chǎn)生扭矩,其值等于二者作用線之間的距離乘以樓層慣性力的值。
2、總水平地震作用在結(jié)構(gòu)中如何分配?其中用到哪些假定?
根據(jù)各柱或各榀抗側(cè)力平面結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度進(jìn)行地震作用引起的層剪力的分配。假定地震沿結(jié)構(gòu)平面的兩個(gè)主軸方向作用于結(jié)構(gòu); 假定樓層屋蓋在其平面內(nèi)的剛度為無窮大。
3、多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)劃分的依據(jù)是什么?有何意義?
根據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度將抗震等級(jí)劃分為四級(jí),一級(jí)最高。劃分的目的是控制鋼筋混凝土的等級(jí)及用量,造成不必要的浪費(fèi)和不足。
4、為什么要限制框架柱的軸壓比?
當(dāng)n較小時(shí),為大偏心受壓構(gòu)件,呈延性破壞;當(dāng)n較大時(shí),為小偏心受壓構(gòu)件,受壓邊砼先達(dá)到極限壓應(yīng)變,呈脆性破壞。并且當(dāng)軸壓比較大時(shí),箍筋對(duì)延性的影響變小,為保證地震時(shí)柱的延性,故限之。
5、抗震設(shè)計(jì)為什么要滿足“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”的原則?如何滿足這些原則?
6、框架結(jié)構(gòu)在什么部位應(yīng)加密箍筋?有何作用?
在梁中有集中荷載的地方,在梁的兩端,柱的上下端均需要加密箍筋。
梁端箍筋加密:保證梁端塑性鉸區(qū)的抗剪強(qiáng)度;約束混凝土以提高梁端塑性鉸區(qū)的變形能力。柱端箍筋加密:增加柱端截面的抗剪強(qiáng)度;約束混凝土以提高抗剪強(qiáng)度及變形能力;為縱向鋼筋提供側(cè)向支撐,防止縱筋壓曲。
7、對(duì)水平地震作用的彎矩可以調(diào)幅嗎?為什么?
不應(yīng)進(jìn)行調(diào)幅,地震作用引起的內(nèi)力均不應(yīng)進(jìn)行調(diào)幅。因?yàn)檎{(diào)幅后會(huì)減小節(jié)點(diǎn)和構(gòu)件的抗剪承載力,不安全。
8、框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)應(yīng)滿足哪些抗震設(shè)計(jì)要求? 1)梁板對(duì)節(jié)點(diǎn)區(qū)的約束作用
2)軸壓力對(duì)節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土抗剪強(qiáng)度和節(jié)點(diǎn)延性的影響 3)剪壓比和配箍率對(duì)節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土抗剪強(qiáng)度的影響 4)梁縱筋滑移對(duì)結(jié)構(gòu)延性的影響 5)節(jié)點(diǎn)剪力設(shè)計(jì)值
6)節(jié)點(diǎn)受剪承載力的設(shè)計(jì)要求
9、確定抗震墻等效剛度的原則是什么?其中考慮了哪些因素?
對(duì)高層建筑中的剪力墻等構(gòu)件,通常用位移的大小來間接反映結(jié)構(gòu)剛度的大小。在相同的水平荷載作用下,位移小的結(jié)構(gòu)剛度大;反之位移大的結(jié)構(gòu)剛度小。
如果剪力墻在某一水平荷載作用下的頂點(diǎn)位移為u,而某一豎向懸臂受彎構(gòu)件在相同的水平荷載作用下也有相同的水平位移u,則可以認(rèn)為剪力墻與豎向懸臂受彎構(gòu)件具有相同的剛度,故可采用豎向懸臂受彎構(gòu)件的剛度作為剪力墻的等效剛度,它綜合反映了剪力墻彎曲變形、剪切變形和軸向變形等的影響。
10、分析框架-抗震墻結(jié)構(gòu)時(shí),用到了哪些假定? 用微分方程法進(jìn)行近似計(jì)算(手算)時(shí)的基本假定:(a)不考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。
(b)樓板在自身平面內(nèi)的剛度為無限大,各抗側(cè)力單元在水平方向無相對(duì)變形。
(c)對(duì)抗震墻,只考慮彎曲變形而不計(jì)剪切變形;對(duì)框架,只考慮整體剪切變形而不計(jì)整體彎曲變形(即不計(jì)桿件的軸向變形)。
(d)結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量沿高度的分布比較均勻。(e)各量沿房屋高度為連續(xù)變化。
第6章 鋼結(jié)構(gòu)抗震
1.多高層鋼結(jié)構(gòu)梁柱剛性連接斷裂破壞的主要原因是什么?
⑴焊縫缺陷⑵三軸應(yīng)力影響⑶構(gòu)造缺陷⑷焊縫金屬?zèng)_擊韌性低 2.鋼框架柱發(fā)生水平斷裂破壞的可能原因是什么?
豎向地震使柱中出現(xiàn)動(dòng)拉力,由于應(yīng)變速率高,使材料變脆;加上焊縫和截面彎矩與剪力的不利影響,造成柱水平斷裂。
3.為什么樓板與鋼梁一般應(yīng)采用栓釘或其他元件連接?
進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)多遇地震作用下的反應(yīng)分析時(shí),可考慮現(xiàn)澆混凝土樓板與鋼梁的共同作用。此時(shí)樓板可作為梁翼緣的一部來計(jì)算梁的彈性截面特性。故在設(shè)計(jì)中應(yīng)保證樓板與鋼梁間有可靠的連接措施。
4.為什么進(jìn)行罕遇地震結(jié)構(gòu)反應(yīng)分析時(shí),不考慮樓板與鋼梁的共同作用?
進(jìn)行多高層鋼結(jié)構(gòu)罕遇地震反應(yīng)分析時(shí),考慮到此時(shí)樓板與梁的連接可能遭到破壞,則不應(yīng)考慮樓板與梁的共同工作。
5.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?
相鄰樓層質(zhì)量比、剛度比;
立面收進(jìn)尺寸的比例;
任意樓層抗側(cè)力構(gòu)件的總的受剪承載力; 考慮柱的軸向變形;
計(jì)入梁柱節(jié)點(diǎn)域剪切變形;
高層鋼結(jié)構(gòu)的位移影響; 鋼框架的長(zhǎng)細(xì)比和寬厚比。
6.在同樣的設(shè)防烈度條件下,為什么多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的地震作用大于多高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)? 延性好?
7.對(duì)于框架—支撐結(jié)構(gòu)體系,為什么要求框架任一樓層所承擔(dān)的地震剪力不得小于一定的數(shù)值?
鋼支撐或混凝土心筒部分的剛度大,可能承擔(dān)整體結(jié)構(gòu)絕大部分地震作用力。但其延性較差,為發(fā)揮鋼框架部分延性好的作用,承擔(dān)起第二道結(jié)構(gòu)抗震防線的責(zé)任,要求鋼框架的抗震承載力不能太小,故要求框架任一樓層所承擔(dān)的地震剪力不得小于一定的數(shù)值。8.抗震設(shè)計(jì)時(shí),支撐斜桿的承載力為什么折減?
考慮支撐在地震反復(fù)軸力作用下的特征,即:支撐在反復(fù)軸力作用下,屈曲荷載逐漸下降,下降的幅度與支撐長(zhǎng)細(xì)比有關(guān),支撐長(zhǎng)細(xì)比有關(guān)越大下降幅度越大。故折減之,用受循環(huán)荷載時(shí)的強(qiáng)度降低系數(shù)折減。
9.防止框架梁柱連接脆性破壞可采取什么措施?
①嚴(yán)格控制焊接工藝操作,減少焊接缺陷;②焊縫沖擊韌性不能過低。③適當(dāng)加大梁腹板下部的割槽口,提高焊縫質(zhì)量;④補(bǔ)充腹板與抗剪連接板之間的焊縫;⑤采用梁端加蓋板和加腋,或梁柱采用全焊方式來加強(qiáng)連接的強(qiáng)度;⑥利用節(jié)點(diǎn)域的塑性變形能力,為此節(jié)點(diǎn)域可設(shè)計(jì)成先于梁端屈服。⑦可利用“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”的抗震設(shè)計(jì)概念,將梁端附近截面局部削弱,如梁端狗骨式設(shè)。
10.中心支撐鋼框架抗震設(shè)計(jì)應(yīng)注意哪些問題? 計(jì)算地震作用下人行支撐和V型斜桿的內(nèi)力時(shí)地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值乘以1.5; 支撐桿件長(zhǎng)細(xì)比寬厚比; 宜采用雙軸對(duì)稱截面
8度以上抗震結(jié)構(gòu)可采用帶有消能裝置的中心支撐體系。
11.偏心支撐鋼框架抗震設(shè)計(jì)應(yīng)注意哪些問題? 偏心支撐框架的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)保證罕遇地震下結(jié)構(gòu)屈服發(fā)生消能梁段上;
消能梁段腹板不得加焊貼板提高其承載力,不得在腹板上開洞;
為保證塑性變形過程中消能梁段的腹板不發(fā)生局部屈曲,按規(guī)定在梁腹板兩側(cè)設(shè)置加勁肋; 內(nèi)力調(diào)整;
5層以上結(jié)構(gòu)采用偏心支撐框架時(shí),頂層可不設(shè)偏心梁段。
第7章 單廠抗震
1. 單層廠房主要有哪些地震破壞現(xiàn)象?(請(qǐng)簡(jiǎn)略答)主要是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞。
?型天窗是廠房抗震的薄弱部位,震害主要表現(xiàn)為支撐桿件失穩(wěn)彎曲,支撐與天窗立柱連接節(jié)點(diǎn)被拉脫,天窗立柱根部開裂或折斷等。屋面板錯(cuò)動(dòng)滑落,甚至引起屋架的失穩(wěn)倒塌。
廠房受縱向水平地震作用時(shí)的破壞程度重于受橫向地震作用時(shí)的破壞程度。主要的破壞形式有:(1)天窗兩側(cè)豎向支撐斜桿拉斷,節(jié)點(diǎn)破壞(2)屋面板與屋架的連接焊縫剪斷,屋面板從屋架上滑脫墜地。屋架的震害主要是端頭混凝土酥裂掉角、支撐大型屋面板的支墩折斷、端節(jié)間上弦剪斷等。(3)屋面的破壞或屋蓋的倒塌。柱根處也會(huì)發(fā)生沿廠房縱向的水平斷裂。(4)縱向圍護(hù)磚墻出現(xiàn)斜裂縫。柱的局部震害則較常見:主要有:(1)上柱柱身變截面處酥裂或折斷。(2)柱頂與屋面梁的連接處由于受力復(fù)雜易發(fā)生剪裂、壓酥、拉裂或錨筋拔出、鋼筋彎折等震害。(3)由于高振型的影響,高低跨兩個(gè)屋蓋產(chǎn)生相反方向的運(yùn)動(dòng),使中柱柱肩產(chǎn)生豎向拉裂。(4)下柱下部出現(xiàn)橫向裂縫或折斷,后者會(huì)造成倒塌等嚴(yán)重后果。(5)柱間支撐產(chǎn)生壓屈。2. 單層廠房質(zhì)量集中的原則是什么?
房屋的質(zhì)量一般是分布的。當(dāng)采用有限自由度模型時(shí),通常需把房屋的質(zhì)量集中到樓蓋或屋蓋處;集中質(zhì)量一般位于屋架下弦(柱頂)處。計(jì)算結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性時(shí),應(yīng)根據(jù)“周期等效”的原則;計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震作用時(shí),對(duì)于排架柱應(yīng)根據(jù)柱底“彎矩相等”的原則,對(duì)于剛性剪力墻應(yīng)根據(jù)墻底“剪力相等”的原則,經(jīng)過換算分析后確定。
3. “無吊車單層廠房有多少不同的屋蓋標(biāo)高,就有多少個(gè)集中質(zhì)量”,這種說法對(duì)嗎? 不對(duì)。等高排架可簡(jiǎn)化為單自由度體系。不等高排架,可按不同高度處屋蓋的數(shù)量和屋蓋之間的連接方式,簡(jiǎn)化成多自由度體系。例如,當(dāng)屋蓋位于兩個(gè)不同高度處時(shí),可簡(jiǎn)化為二自由度體系。圖7-錯(cuò)誤!未找到引用源。示出了在三個(gè)高度處有屋蓋時(shí)的計(jì)算簡(jiǎn)圖。應(yīng)注意的是,在圖7-錯(cuò)誤!未找到引用源。中,當(dāng)H1=H2時(shí),仍為三質(zhì)點(diǎn)體系。4. 在什么情況下考慮吊車橋架的質(zhì)量?為什么? 吊車橋架對(duì)排架的自振周期影響很小。因此,在計(jì)算自振周期時(shí)可不考慮其對(duì)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量的貢獻(xiàn)。這樣做一般是偏于安全的。這是因?yàn)榈踯嚇蚣苁蔷植抠|(zhì)量,此局部質(zhì)量不能有效地對(duì)整體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性產(chǎn)生可觀的影響; 確定廠房的地震作用時(shí),對(duì)設(shè)有橋式吊車的廠房,除將廠房重力荷載按前述彎矩等效原則集中于屋蓋標(biāo)高處外,還應(yīng)考慮吊車橋架的重力荷載。因?yàn)闃蚣苁莻€(gè)較大的動(dòng)質(zhì)量,地震時(shí)會(huì)引起廠房的強(qiáng)烈的局部震動(dòng)。
5. 什么情況下可不進(jìn)行廠房橫向和縱向的截面抗震驗(yàn)算? 按規(guī)范規(guī)定采取構(gòu)造措施的單層磚柱廠房,當(dāng)符合下列條件時(shí),可不進(jìn)行橫向或縱向截面抗震驗(yàn)算:(1)7度I、II類場(chǎng)地,柱頂標(biāo)高不超過4.5m,且結(jié)構(gòu)單元兩端均有山墻的單跨及等高多跨磚柱廠房,可不進(jìn)行橫向和縱向抗震驗(yàn)算。(2)7度I、II類場(chǎng)地,柱頂標(biāo)高不超過6.6m,兩側(cè)設(shè)有厚度不小于240mm且開洞截面面積不超過50%的外縱墻、結(jié)構(gòu)單元兩端均有山墻的單跨廠房,可不進(jìn)行縱向抗震驗(yàn)算。
6. 單層廠房橫向抗震計(jì)算一般采用什么計(jì)算模型?
廠房的橫向抗震計(jì)算應(yīng)考慮屋蓋平面內(nèi)的變形,按圖7-錯(cuò)誤!未找到引用源。所示的多質(zhì)點(diǎn)
空間結(jié)構(gòu)模型計(jì)算。按平面排架計(jì)算時(shí),應(yīng)把計(jì)算結(jié)果乘以調(diào)整系數(shù),以考慮空間工作和扭轉(zhuǎn)的影響。
7. 單層廠房橫向抗震計(jì)算應(yīng)考慮哪些因素進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整? 按平面排架計(jì)算廠房的橫向地震作用時(shí),排架的基本自振周期應(yīng)考慮縱墻及屋架與柱連接的固結(jié)作用;考慮空間工作和扭轉(zhuǎn)影響的內(nèi)力調(diào)整;高低跨交接處上柱地震作用效應(yīng)的調(diào)整; 吊車橋架引起的地震作用效應(yīng)增大系數(shù)。
8. 單層廠房縱向抗震計(jì)算有哪些方法?試簡(jiǎn)述各種方法的步驟與要點(diǎn)。
空間分析法:適用于任何類型的廠房。要點(diǎn):屋蓋模型化為有限剛度的水平剪切梁,各質(zhì)量均堆聚成質(zhì)點(diǎn),堆聚的程度視結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度以及需要計(jì)算的內(nèi)容而定。一般需用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。同一柱列的柱頂縱向水平位移相同,且僅關(guān)心縱向水平位移時(shí),則可對(duì)每一縱向柱列只取一個(gè)自由度,把廠房連續(xù)分布的質(zhì)量分別按周期等效原則(計(jì)算自振周期時(shí))和內(nèi)力等效原則(計(jì)算地震作用時(shí))集中至各柱列柱頂處,并考慮柱、柱間支撐、縱墻等抗側(cè)力構(gòu)件的縱向剛度和屋蓋的彈性變形,形成“并聯(lián)多質(zhì)點(diǎn)體系”的簡(jiǎn)化的空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型。步驟:柱列的側(cè)移剛度和屋蓋的剪切剛度;結(jié)構(gòu)的自振周期和振型;各階振型的質(zhì)點(diǎn)水平地震作用;各階振型的質(zhì)點(diǎn)側(cè)移;柱列脫離體上各階振型的柱頂?shù)卣鹆?;各柱列柱頂處的水平地震力?/p>
修正剛度法:此法是把廠房縱向視為一個(gè)單自由度體系,求出總地震作用后,再按各柱列的修正剛度,把總地震作用分配到各柱列。此法適用于單跨或等高多跨鋼筋混凝土無檁和有檁屋蓋廠房。①?gòu)S房縱向的基本自振周期;①柱列地震作用的計(jì)算;③構(gòu)件地震作用的計(jì)算 柱列法:對(duì)縱墻對(duì)稱布置的單跨廠房和采用輕型屋蓋的多跨廠房,可用柱列法計(jì)算。此法以跨度中線劃界,取各柱列獨(dú)立進(jìn)行分析,使計(jì)算得到簡(jiǎn)化。擬能量法:此法適用于不等高的鋼筋混凝土彈性屋蓋廠房。①基本自振周期的計(jì)算②柱列地震作用。
9. 柱列法的適用條件是什么?
當(dāng)磚柱廠房為縱墻對(duì)稱布置的單跨廠房或具有輕型屋蓋的多跨廠房時(shí),各柱列或具有相同的位移,或相互間聯(lián)系較弱。這時(shí),可把廠房沿每跨的縱向中線切開,對(duì)每個(gè)柱列分別進(jìn)行抗震分析,這種分析方法就稱為柱列法。
10.柱列的剛度如何計(jì)算?其中用到哪些假定?
柱的縱向側(cè)移剛度,柱間縱墻的縱向側(cè)移剛度與柱間支撐的側(cè)移剛度求和。假定:各桿相交處均為鉸接;略去截面應(yīng)力較小的豎桿和水平桿的變形,只考慮鋼斜桿的軸向變形。11.簡(jiǎn)述廠房柱間支撐的抗震設(shè)置要求。
廠房柱間支撐的構(gòu)造,應(yīng)符合下列要求:(1)柱間支撐應(yīng)采用型鋼,支撐形式宜采用交叉式,其斜桿與水平面的交角不宜大于55°。(2)支撐桿件的長(zhǎng)細(xì)比,不宜超過表7-錯(cuò)誤!未找到引用源。的規(guī)定。(3)下柱支撐的下節(jié)點(diǎn)位置和構(gòu)造措施,應(yīng)保證將地震作用直接傳給基礎(chǔ)(圖7-錯(cuò)誤!未找到引用源。);當(dāng)6度和7度不能直接傳給基礎(chǔ)時(shí),應(yīng)考慮支撐對(duì)柱和基礎(chǔ)的不利影響;(4)交叉支撐在交叉點(diǎn)應(yīng)設(shè)置節(jié)點(diǎn)板,其厚度不應(yīng)小于10mm,斜桿與交叉節(jié)點(diǎn)板應(yīng)焊接,與端節(jié)點(diǎn)板宜焊接。
12.為什么要控制柱間支撐交叉斜桿的最大長(zhǎng)細(xì)比? 在同一高度的兩根交叉斜桿一根受拉,另一根受壓;受壓斜桿與受拉斜桿的應(yīng)力比值因斜桿的長(zhǎng)細(xì)比不同而不同。當(dāng)斜桿的長(zhǎng)細(xì)比?>200時(shí),壓桿將較早地受壓失穩(wěn)而退出工作,故限之。
13.屋架(屋面梁)與柱頂?shù)倪B接有哪些形式?各有何特點(diǎn)?
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。焊接連接的構(gòu)造接近剛性,變形能力差。故8度時(shí)宜采用螺栓,9度時(shí)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。14.墻與柱如何連接?其中考慮了哪些因素?
單層鋼筋混凝土柱廠房的砌體隔墻和圍護(hù)墻應(yīng)符合下列要求:(1)內(nèi)嵌式砌體隔墻與柱宜脫開或柔性連接,并應(yīng)采取措施使墻體穩(wěn)定,隔墻頂部應(yīng)設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土壓頂梁。(2)廠房的砌體圍護(hù)墻宜采用外貼式并與柱(包括抗風(fēng)柱)可靠拉結(jié),一般墻體應(yīng)沿墻高每隔500mm與柱內(nèi)伸出的2?6水平鋼筋拉結(jié)(3)砌體圍護(hù)墻在下列部位應(yīng)設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁。
第8章 隔震、減震、結(jié)構(gòu)控制
1. 試從結(jié)構(gòu)抗震思想的演變探討結(jié)構(gòu)抗震的發(fā)展方向。
剛性結(jié)構(gòu)體系———柔性結(jié)構(gòu)體系————延性結(jié)構(gòu)(通過適當(dāng)控制結(jié)構(gòu)物的剛度與強(qiáng)度,使結(jié)構(gòu)構(gòu)件在強(qiáng)烈地震時(shí)進(jìn)入非彈性狀態(tài)后仍具有較大的延性,從而可以通過塑性變形消耗地震能量,使結(jié)構(gòu)物至少保證“壞而不倒”,這就是對(duì)“延性結(jié)構(gòu)體系”的基本要求。)以隔震、減震、制振技術(shù)為特色的結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐,便是這種努力的結(jié)果。2. 為什么硬土地基采用隔震措施較軟土地基效果好? 3. 阻尼耗能在結(jié)構(gòu)減震中的應(yīng)用范圍有哪些?
阻尼器通常安裝在支撐處、框架與剪力墻的連接處、梁柱連接處、以及上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)連接處等有相對(duì)變形或相對(duì)位移的地方。有代表性的阻尼器主要有兩類,一類是與速度相關(guān)的粘彈型阻尼器;另一類是以摩擦或金屬屈服為特征的位移相關(guān)型阻尼器。4. TMD會(huì)增大主體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)嗎?
5. 主動(dòng)控制有哪些缺點(diǎn)?怎樣克服這些缺點(diǎn)? 利用外部能源,在結(jié)構(gòu)受地震激勵(lì)而運(yùn)動(dòng)的過程中,實(shí)時(shí)地施加控制力、改變結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性,以減小結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)。對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)施主動(dòng)控制,相當(dāng)于改變了結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性,增大了結(jié)構(gòu)剛度與阻尼、減小了地震作用,從而達(dá)到減震目的。主動(dòng)拉索控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于:(1)施加控制力所需能量相對(duì)較小;(2)拉索本身是結(jié)構(gòu)的構(gòu)件,因而不必對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行較大的改動(dòng)。
第三篇:建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)題完全總結(jié)(上)
7、地震波包括在地球內(nèi)部傳播的體波和只限于在地球表面?zhèn)鞑サ拿娌?,其中體波包括 縱波(P)波和
橫(S)波,而面波分為 瑞利 波和
勒夫
波,對(duì)建筑物和地表的破壞主要以 面 波為主。
8、場(chǎng)地類別根據(jù)
等效剪切波波速 和
場(chǎng)地覆土層厚度劃分為IV類。
13.用于計(jì)算框架結(jié)構(gòu)水平地震作用的手算方法一般有 反彎點(diǎn)法 和
D值法。
15.為了減少判別場(chǎng)地土液化的勘察工作量,飽和沙土液化的判別可分為兩步進(jìn)行,即
初步判別
和
標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)
判別。
16.工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)一般包括
結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算
、抗震概念設(shè)計(jì)
和抗震構(gòu)造措施三個(gè)方面的內(nèi)容。18.一般情況下,場(chǎng)地的覆蓋層厚度可取地面至土層的剪切波速大于 500m/s
的堅(jiān)硬土層或巖石頂面的距離。
26.根據(jù)土層剪切波速的范圍把土劃分為堅(jiān)硬土、中硬土、中軟土、軟弱土四類。
1、天然地震主要有(構(gòu)造地震)與(火山地震)。
2、地震波傳播速度以(縱波)最快,(橫波)次之,(面波)最慢。
3、地震動(dòng)的三要素:(峰值);(頻率);(持續(xù)時(shí)間)。
4、多層土的地震效應(yīng)主要取決于三個(gè)基本因素:(覆蓋土層厚度)(剪切波速)(阻尼比)。
5、結(jié)構(gòu)的三個(gè)動(dòng)力特性是:(自振周期)(振型)(巖土阻抗比)。
7、框架按破壞機(jī)制可分為:(梁鉸機(jī)制)(柱鉸機(jī)制)。
8、柱軸壓比的定義公式為:(n=N/(fcAc))。
1、震源在地表的投影位置稱為
震中,震源到地面的垂直距離稱為
震源深度。
2、某一場(chǎng)地土的覆蓋層厚度為80米,場(chǎng)地土的等效剪切波速為200m/s,則該場(chǎng)地的場(chǎng)地類別為 Ⅲ類場(chǎng)地。
3、丙類鋼筋混凝土房屋應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防烈度、房屋高度 和
結(jié)構(gòu)類型
查表采用不同的抗震等級(jí)。
4、某地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為8度,則其多遇地震烈度為
6.45 度,罕遇地震烈度為
9度。
5、框架結(jié)構(gòu)防震縫的寬度不小于
mm。6、7度區(qū)一多層砌體房屋,采用普通粘土磚砌筑,則其房屋的總高度不宜超過 米,層數(shù)不宜超過
層。
填空題
地震按其成因可劃分為(構(gòu)造地震)、(火山地震)、(塌陷地震)和(誘發(fā)地震)四種類型。地震按震源深淺不同可分為(淺源地震)、(中源地震)、(深源地震)。地震波可分為(體波)和(面波)。體波包括(縱波)和(橫波)??v波的傳播速度比橫波的傳播速度(快)。
造成建筑物和地表的破壞主要以(面波)為主。地震強(qiáng)度通常用(震級(jí))和(烈度)等反映。震級(jí)相差一級(jí),能量就要相差(32)倍之多。一般來說,離震中愈近,地震影響愈(大),地震烈度愈(高)。
建筑的設(shè)計(jì)特征周期應(yīng)根據(jù)其所在地的(設(shè)計(jì)地震分組)和(場(chǎng)地類別)來確定。設(shè)計(jì)地震分組共分(3)組,用以體現(xiàn)(震級(jí))和(震中距)的影響。抗震設(shè)防的依據(jù)是(抗震設(shè)防烈度)。
地震現(xiàn)象表明,縱波使建筑物產(chǎn)生(垂直振動(dòng)),剪切波使建筑物產(chǎn)生(水平振動(dòng)),而面波使建筑物既產(chǎn)生(垂直振動(dòng))又產(chǎn)生(水平振動(dòng))。面波分為(瑞雷波)和(樂甫波)。
《規(guī)范》按場(chǎng)地上建筑物的震害輕重程度把建筑場(chǎng)地劃分為對(duì)建筑抗震(有利)、(不利)和(危險(xiǎn))的地段。我國(guó)《抗震規(guī)范》指出建筑場(chǎng)地類別應(yīng)根據(jù)(等效剪切波速)和(覆蓋層厚度)劃分為四類。飽和砂土液化的判別分為兩步進(jìn)行,即(初步判別)和(標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別)。場(chǎng)地的液化等級(jí)根據(jù)(液化指數(shù))來劃分。
目前,工程中求解結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的方法大致可分為兩種,即(底部剪力法)和(振型分解反應(yīng)譜法)。根據(jù)建筑使用功能的重要性,按其受地震破壞時(shí)產(chǎn)生的后果,將建筑分為(甲類)、(乙類)、(丙類)、(丁類)四個(gè)抗震設(shè)防類別。
建筑結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算包括(截面抗震驗(yàn)算)和(抗震變形驗(yàn)算)。
結(jié)構(gòu)的變形驗(yàn)算包括(多遇地震作用下的抗震變形驗(yàn)算)和(罕遇地震作用下薄弱層的彈塑性變形驗(yàn)算)。選擇結(jié)構(gòu)體系,要考慮(抗震設(shè)防烈度)和(設(shè)計(jì)基本地震加速度取值)的關(guān)系。選擇結(jié)構(gòu)體系時(shí),要注意選擇合理的(結(jié)構(gòu)構(gòu)件)及(抗震結(jié)構(gòu)體系)。地震區(qū)的框架結(jié)構(gòu),應(yīng)設(shè)計(jì)成延性框架,遵守(強(qiáng)柱弱梁)、(強(qiáng)剪弱彎)、(強(qiáng)節(jié)點(diǎn))、(強(qiáng)錨固)等設(shè)計(jì)原則。在工程手算方法中,常采用(D值法)和(反彎點(diǎn)法)進(jìn)行水平地震作用下框架內(nèi)力的分析。豎向荷載下框架內(nèi)力近似計(jì)算可采用(分層法)和(彎矩二次分配法)??蚣芙Y(jié)構(gòu)最佳的抗震機(jī)制是(總體機(jī)制)??蚣荏w系的節(jié)點(diǎn)常采用(剛接)節(jié)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)的變形縫有(伸縮縫)、(溫度縫)和(沉降縫)。多層和高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)包括(框架結(jié)構(gòu))、(框架—抗震墻結(jié)構(gòu))、(抗震墻結(jié)構(gòu))及(筒體結(jié)構(gòu))等結(jié)構(gòu)體系。(防止倒塌)是多層砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)的重要問題。高層鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系主要有(純框架體系)、(筒體體系)、(框架支撐體系)或(框架剪力墻體系)??蚣?支撐體系的支撐類型有(中心支撐)和(偏心支撐)。防止板件失穩(wěn)的有效方法是限制它的(高厚比)。屋蓋體系中,應(yīng)盡可能選用(有撐)屋蓋。
1.地震現(xiàn)象表明,縱波使建筑物產(chǎn)生(上下顛簸),剪切波使建筑物產(chǎn)生(水平方向搖晃),而面波則使建筑物既產(chǎn)生(上下顛簸)又產(chǎn)生(左右搖晃)。
2.一般來講,震級(jí)大,斷層錯(cuò)位的沖擊時(shí)間長(zhǎng),震中距離遠(yuǎn),場(chǎng)地土層松軟、厚度大的地方,其地面運(yùn)動(dòng)加速度反應(yīng)譜的主要峰點(diǎn)偏于(較長(zhǎng)的周期);相反,震級(jí)小,斷層錯(cuò)位的沖擊時(shí)間短,震中距離近,場(chǎng)地土層堅(jiān)硬、厚度薄的地方,其地面運(yùn)動(dòng)加速度反應(yīng)譜的主要峰點(diǎn)則一般偏于(較短的周期)。
3.地震的不平穩(wěn)性取決于(震級(jí))、(震源特性)、(震中距)、和(地震波傳播介質(zhì)的特性)等因素。
4.就建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)而言,地震地面運(yùn)動(dòng)的一般特征可用(地面運(yùn)動(dòng)最大加速度)、(地面運(yùn)動(dòng)周期特性)和(強(qiáng)震的持續(xù)時(shí)間)三個(gè)參數(shù)來描述。
5.一般認(rèn)為,加速度反應(yīng)譜曲線最高峰點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的周期為(地震動(dòng)卓越周期)。
6.抗震規(guī)范規(guī)定建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求,不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。不規(guī)則主要有(平面)不規(guī)則和(豎向)不規(guī)則。
7.《 抗震規(guī)范 》要求,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)必須設(shè)計(jì)成(延性結(jié)構(gòu))。只有結(jié)構(gòu)具有合理的(剛度)、(足夠的承載力)以及(較強(qiáng)的變形能力),才能真正實(shí)現(xiàn)“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)。
8.由于面波的能量比體波要(大),所以造成建筑物和地表的破壞時(shí)以(面波)為主。9.地震按震源的深淺,可分為(淺源地震)、(中源地震)、和(深源)地震。10.地震宏觀調(diào)查告訴我們:地質(zhì)年代愈古老久遠(yuǎn),地層的(固結(jié)程度)、(結(jié)構(gòu)性)也就愈好,抗(液化)的能力也就愈強(qiáng)。
11.房屋在地震波的作用下既顛簸,又搖晃,這時(shí)房屋既受到垂直方向的地震作用,又受到水平方向的地震所用,我們分別稱之為(豎向地震作用)和(水平地震作用)。12.地震時(shí),嚴(yán)重不均勻地基容易產(chǎn)生(裂縫)、(土體滑動(dòng))、(不均勻沉降)等地基失效現(xiàn)象,從而使房屋開裂,變形或傾倒。
13.地震波包括在地球內(nèi)部傳播的體波和只限于在地球表面?zhèn)鞑サ拿娌?,其中體波包括(縱)波和(橫)波,而面波分為(瑞雷)波和(洛夫)波,對(duì)建筑物和地表的破壞主要以(面)波為主。
14.由于同一次地震對(duì)不同地點(diǎn)的影響是不一樣的,因此,烈度就會(huì)隨震中距的遠(yuǎn)近而有所不同。一般情況是離震中越(遠(yuǎn)),地震烈度越(?。?。
15.國(guó)內(nèi)外的地震經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)表明,搞好新建工程的(抗震設(shè)防),對(duì)原有未經(jīng)抗震設(shè)防的工程進(jìn)行(抗震加固)等,是減輕地震災(zāi)害的最直接、有效的途徑。
16.《 抗震規(guī)范 》規(guī)定,抗震設(shè)防烈度為(6)度及以上地區(qū)的建筑,必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。17.地震地面運(yùn)動(dòng)的周期特性對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)具有重要的影響。人類已經(jīng)知道任何建筑物都有其自振周期,假若地震地面運(yùn)動(dòng)周期以長(zhǎng)周期為主,則它將引起(長(zhǎng)周期柔性建筑物)的強(qiáng)烈地震反應(yīng);反之,若地震地面運(yùn)動(dòng)周期特性以短周期為主,則它對(duì)(短周期剛性建筑物)的危害就比較大。這就是(共振效應(yīng))的結(jié)果。
18.飽和砂土或飽和粉土在靜載作用下具有一定的承載能力,但是,在強(qiáng)烈的地震作用下容易產(chǎn)生(液化)現(xiàn)象。其抗剪強(qiáng)度幾乎等于(零),地基承載能力完全(喪失),建筑物如同處于液體之上,往往造成下陷、浮起、傾倒、開裂等難以修復(fù)的破壞。
19.各類建筑場(chǎng)地都有自己的卓越周期,如果地震波中某個(gè)分量的(振動(dòng)周期)與場(chǎng)地的(卓越周期)接近或相等,則地震波中這個(gè)分量的振動(dòng)將被放大而形成(類共振)現(xiàn)象。如果建筑物的自振周期有和場(chǎng)地的卓越周期相接近,又會(huì)引起(建筑物)與(地面)的類共振現(xiàn)象,這就形成了雙共振現(xiàn)象。
20.歷次震害表明,地震時(shí)多層混合結(jié)構(gòu)故房屋的破壞,隨著房屋(高度)、(層數(shù))的增加而加重,房屋(倒塌率)幾乎與房屋高度、層數(shù)成正比。
21.地震地面運(yùn)動(dòng)的周期特性對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)具有重要的影響。人類已經(jīng)知道任何建筑物都有其自振周期,假若地震地面運(yùn)動(dòng)周期以長(zhǎng)周期為主,則它將引起(長(zhǎng)周期柔性建筑物)的強(qiáng)烈地震反應(yīng);反之,若地震地面運(yùn)動(dòng)周期特性以短周期為主,則它對(duì)(短周期剛性建筑物)的危害就比較大。這就是(共振效應(yīng))的結(jié)果。22.一般情況下,應(yīng)在結(jié)構(gòu)的(兩個(gè)主軸)方向上分別考慮結(jié)構(gòu)的水平地震作用并進(jìn)行抗震驗(yàn)算;各方向的水平地震作用主要有該方向上的(抗側(cè)力構(gòu)件)來分擔(dān)。
23.地面運(yùn)動(dòng)最大加速度無疑與震害有密切關(guān)系。一般來說,地面運(yùn)動(dòng)最大加速度值增大,則地面建筑震害(加重)。
24.抗震規(guī)范規(guī)定建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求,不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。不規(guī)則主要有(平面)不規(guī)則和(豎向)不規(guī)則。
25.地震波包括在地球內(nèi)部傳播的體波和只限于在地球表面?zhèn)鞑サ拿娌?,其中體波包括(縱)波和(橫)波,而面波分為(瑞雷)波和(洛夫)波,對(duì)建筑物和地表的破壞主要以(面)波為主。
26.場(chǎng)地土是指場(chǎng)地范圍的地基土,一般情況下是由多種性質(zhì)不同的土層組成。場(chǎng)地土的剛性一般用土的(等效剪切波速)表示。
27.建筑的場(chǎng)地類別,根據(jù)土層(等效剪切波速)和(場(chǎng)地覆蓋層厚度)分類。28.根據(jù)場(chǎng)地土的性質(zhì)和厚度不同,其卓越周期也不相同。堅(jiān)硬場(chǎng)地土的卓越周期比軟弱場(chǎng)地土的卓越周期(短);基巖以上的土層越厚,場(chǎng)地土的卓越周期越(長(zhǎng))。29.目前,確定地震作用的方法有(靜力法)、(反應(yīng)譜方法)、(擬靜力法)和(時(shí)程分析方法)等方法。
30.天然地基上()類場(chǎng)地的抗震承載力驗(yàn)算采用(擬靜力法)。此法假定地震作用如同(靜力)作用,然后在靜力作用條件下驗(yàn)算地基及基礎(chǔ)的(承載力)和地基的(穩(wěn)定性)。
31.地面運(yùn)動(dòng)最大加速度無疑與震害有密切關(guān)系。一般來說,地面運(yùn)動(dòng)最大加速度值增大,則地面建筑震害(加重)。
1.地震震級(jí):衡量一次地震釋放能量大小的尺度。
2.地震烈度:地震對(duì)地表和工程結(jié)構(gòu)影響的強(qiáng)弱程度,是衡量地震引起后果的一種尺度。3.震中烈度:震中去的地震烈度最大,稱之為震中烈度。4.特大地震:地震等級(jí)M>8的地震。
5.震中烈度:震中去的地震烈度最大,稱之為震中烈度。
6.地震作用:地震時(shí)作用在房屋上的慣性力,稱為地震作用,也稱為地震力。
7.抗震概念設(shè)計(jì):基于震害經(jīng)驗(yàn)建立的抗震基本設(shè)計(jì)原則和思想,包括工程結(jié)構(gòu)總體布置和細(xì)部構(gòu)造。
8.場(chǎng)地覆蓋層厚度:由地面至剪切波速大于規(guī)定值的土層或堅(jiān)硬土頂面的距離。
9.場(chǎng)地土的卓越周期:地震波的某個(gè)分量在穿過場(chǎng)地土?xí)r被放大的最多,這個(gè)行波分量的周期稱為場(chǎng)地土的卓越周期。
10.“三水準(zhǔn)” : 小震不壞,中震可修,大震不倒。
12.抗震構(gòu)造措施:根據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)原則,一般不需計(jì)算,為提高工程結(jié)構(gòu)抗震性能而必須采取的細(xì)部構(gòu)造措施。
12.雙共振現(xiàn)象:在建筑物的自振周期與建筑場(chǎng)地的卓越周期接近時(shí),地震波中周期與場(chǎng)地卓越周期接近的行波分量被放大二次的現(xiàn)象。
13.隔震設(shè)計(jì):進(jìn)行隔震的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)稱為隔震設(shè)計(jì)。
14.消能減震設(shè)計(jì):在建筑物的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)中設(shè)置消能部件,通過消能元件局部變形提供附加阻尼,吸收與消耗地震能量。
1.震源到震中的垂直距離稱為震源距(×)
2.建筑場(chǎng)地類別主要是根據(jù)場(chǎng)地土的等效剪切波速和覆蓋厚度來確定的(√)
3.地震基本烈度是指一般場(chǎng)地條件下可能遭遇的超越概率為10%的地震烈度值(×)4.結(jié)構(gòu)的剛心就是地震慣性力合力作用點(diǎn)的位置
(×)
5.設(shè)防烈度為8度和9度的高層建筑應(yīng)考慮豎向地震作用(×)6.受壓構(gòu)件的位移延性將隨軸壓比的增加而減小
(√)
7.砌體房屋中,滿足一定高寬比要求的構(gòu)造柱可不單獨(dú)設(shè)置基礎(chǔ)
(√)8.多層砌體房屋采用底部剪力法計(jì)算時(shí),可直接取?1?0.65?max(×)
9、為防止地基失效,提高安全度,地基土的抗震承載力應(yīng)在地基土靜承載力的基礎(chǔ)上乘以小于1的調(diào)整系數(shù)(×)
10、防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時(shí),宜按需要較寬防震縫的結(jié)構(gòu)類型和較低房屋高度確定縫寬(√)
1、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的存在,不會(huì)影響主體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。(X)
2、場(chǎng)地類比是根據(jù)土層等效剪切波速和場(chǎng)地覆蓋層厚度綜合確定。(√)
3、一般工程結(jié)構(gòu)均為欠阻尼狀態(tài)。(√)
4、地震動(dòng)振幅越大,地震反應(yīng)譜值越大。(√)
5、當(dāng)結(jié)構(gòu)周期較長(zhǎng)時(shí),結(jié)構(gòu)的高階振型地震作用影響不能忽略。(√)
6、多遇地震下的強(qiáng)度驗(yàn)算,以防止結(jié)構(gòu)倒塌。(X)
7、砌體房屋震害,剛性屋蓋是上層破壞輕,下層破壞重。(√)
8、柱的軸力越大,柱的延性越差。(√)
9、抗震墻的約束邊緣構(gòu)件包括暗柱、端柱和暗梁。(X)
10、排架結(jié)構(gòu)按底部剪力法計(jì)算,單質(zhì)點(diǎn)體系取全部重力荷載代表值。(√)1.構(gòu)造地震分布最廣,危害最大。(√)2.體波可以在地球內(nèi)部和外部傳播。(X)
3.橫波向外傳播時(shí),其介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的前進(jìn)方向相垂直。(√)4.地震現(xiàn)象表明,橫波使建筑物產(chǎn)生上下顛簸。(X)5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.一般來說,離震中愈近,地震影響愈大,地震烈度愈小。(X)縱波的特點(diǎn)是周期較長(zhǎng),振幅較大。(X)橫波只能在固體內(nèi)傳播。(√)
對(duì)應(yīng)于一次地震,震級(jí)只有一個(gè),烈度也只有一個(gè)。(X)
震害表明,堅(jiān)硬地基上,柔性結(jié)構(gòu)一般表現(xiàn)較好,而剛性結(jié)構(gòu)有的表現(xiàn)較差。(√)一般來講,震害隨場(chǎng)地覆蓋層厚度的增加而減輕。(X)
地基土的抗震承載力小于地基土的靜承載力。(X)
結(jié)構(gòu)的自振周期隨其質(zhì)量的增加而減小,隨剛度的增加而加大。(X)
一般而言,房屋愈高,所受到的地震力和傾覆力矩愈大,破壞的可能性也愈大。(√)彎曲構(gòu)件的延性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于剪切構(gòu)件的延性。(X)在同等設(shè)防烈度和房屋高度的情況下,對(duì)于不同的結(jié)構(gòu)類型,其次要抗側(cè)力構(gòu)件抗震要求可低于主要抗側(cè)力構(gòu)件。(√)在進(jìn)行梁端彎矩調(diào)幅時(shí),可先進(jìn)行豎向荷載和水平荷載的梁端彎矩組合后再進(jìn)行調(diào)幅。(X)鋼筋混凝土構(gòu)造柱可以先澆柱,后砌墻。(X)構(gòu)造柱必須單獨(dú)設(shè)置基礎(chǔ)。(X)
地震時(shí)內(nèi)框架房屋的震害要比全框架結(jié)構(gòu)房屋嚴(yán)重,比多層磚房要輕。(X)中心支撐與偏心支撐相比具有較大的延性。(X)
耗能梁段的屈服強(qiáng)度越高,屈服后的延性越好,耗能能力越大。(X)
1.構(gòu)造地震分布最廣,危害最大。()2.體波可以在地球內(nèi)部和外部傳播。(x)
3.橫波向外傳播時(shí),其介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的前進(jìn)方向相垂直。()4.地震現(xiàn)象表明,橫波使建筑物產(chǎn)生上下顛簸。(x)
5.一般來說,離震中愈近,地震影響愈大,地震烈度愈小。(x)6.縱波的特點(diǎn)是周期較長(zhǎng),振幅較大。(x)7.橫波只能在固體內(nèi)傳播。()
8.對(duì)應(yīng)于一次地震,震級(jí)只有一個(gè),烈度也只有一個(gè)。(x)
9.震害表明,堅(jiān)硬地基上,柔性結(jié)構(gòu)一般表現(xiàn)較好,而剛性結(jié)構(gòu)有的表現(xiàn)較差。()10.一般來講,震害隨場(chǎng)地覆蓋層厚度的增加而減輕。(x)
11.地震作用對(duì)軟土的承載力影響較小,土越軟,在地震作用下的變形就越小。(x)12.地基土的抗震承載力小于地基土的靜承載力。(x)
13.結(jié)構(gòu)的自振周期隨其質(zhì)量的增加而減小,隨剛度的增加而加大。(x)
14.一般而言,房屋愈高,所受到的地震力和傾覆力矩愈大,破壞的可能性也愈大。()15.建筑物的高寬比越大,地震作用下的側(cè)移越大,地震引起的傾覆作用越嚴(yán)重。()
16.一般而言,在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,對(duì)結(jié)構(gòu)中重要構(gòu)件的延性要求,低于對(duì)結(jié)構(gòu)總體的延性要求;對(duì)構(gòu)件中關(guān)鍵桿件或部位的延性要求,又低于對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的延性要求。(x)17.彎曲構(gòu)件的延性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于剪切構(gòu)件的延性。(x)
18.在同等設(shè)防烈度和房屋高度的情況下,對(duì)于不同的結(jié)構(gòu)類型,其次要抗側(cè)力構(gòu)件抗震要求可低于主要抗側(cè)力構(gòu)件。()
19.在進(jìn)行梁端彎矩調(diào)幅時(shí),可先進(jìn)行豎向荷載和水平荷載的梁端彎矩組合后再進(jìn)行調(diào)幅。(x)20.鋼筋混凝土構(gòu)造柱可以先澆柱,后砌墻。(x)21.構(gòu)造柱必須單獨(dú)設(shè)置基礎(chǔ)。(x)
22.地震時(shí)內(nèi)框架房屋的震害要比全框架結(jié)構(gòu)房屋嚴(yán)重,比多層磚房要輕。(x)23.中心支撐與偏心支撐相比具有較大的延性。(x)
24.耗能梁段的屈服強(qiáng)度越高,屈服后的延性越好,耗能能力越大。(x)
1.質(zhì)量和剛度明顯不對(duì)稱、不均勻的結(jié)構(gòu),應(yīng)考慮水平地震作用的扭轉(zhuǎn)影響。
()
2.在計(jì)算地震作用時(shí),多質(zhì)點(diǎn)體系的高階振型發(fā)揮的貢獻(xiàn)比低階振型小。
()
3.堅(jiān)實(shí)地基上的房屋震害重于軟弱地基和非均勻地基上的房屋震害。(x)4.多層砌體房屋應(yīng)優(yōu)先采用縱墻承重體系。
(x)5.鋼筋混凝土框架柱的軸壓比越大,抗震性能越好。(x)6.一般體系阻尼比越小,體系地震反應(yīng)譜值越大。()7.地基的抗震承載力一定大于靜承載力。()
8.地震波的傳播速度,以橫波最快,面波次之,縱波最慢。(x)
9.框架-抗震墻結(jié)構(gòu)中抗震第一道防線是剪力墻。()
10.在同等場(chǎng)地、烈度條件下,鋼結(jié)構(gòu)房屋的震害較鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的震害要大。
(x)
第四篇:建筑結(jié)構(gòu)抗震分析與減震控制學(xué)習(xí)心得
建筑結(jié)構(gòu)抗震分析與減震控制學(xué)習(xí)心得
這學(xué)期通過十二周的學(xué)習(xí),對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)抗震分析與減震控制這門課有了更深的認(rèn)識(shí),對(duì)于抗震和減震有了更深入的了解,下面就此這門課的學(xué)習(xí)心得做一下敘述。
地震是一種突發(fā)性的自然災(zāi)害,強(qiáng)烈地震在瞬間就能對(duì)地面建筑造成嚴(yán)重破壞。我國(guó)是一個(gè)多地震的國(guó)家,地震分布區(qū)較廣,歷次地震表明,地震對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)造成的損失是巨大的。但是由于以前學(xué)習(xí)的課程涉及到地震問題很少,所以對(duì)于地震問題認(rèn)識(shí)不足。
為了預(yù)防地震災(zāi)害,減輕地震損失,眾多的學(xué)者對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)抗震及減震控制進(jìn)行了一些列的研究,逐漸的形成了結(jié)構(gòu)抗震分析理論及結(jié)構(gòu)減震控制理論。結(jié)構(gòu)抗震是目前建筑工程必須解決的問題之一,衡量一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)是否具有生命力,抗震能力是一個(gè)重要指標(biāo),但是歷次地震表明,結(jié)構(gòu)抗震理論存在著明顯的缺陷,主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)在大震作用下僅能保證不發(fā)生倒塌,但是破壞非常嚴(yán)重,這對(duì)于較高要求的建筑是難以滿足需要的由此提出了結(jié)構(gòu)減震概念來解決問題。它是通過調(diào)整結(jié)構(gòu)自振周期,或者增大結(jié)構(gòu)阻尼,或者施加外力作用以大大減小結(jié)構(gòu)地震反應(yīng),確保結(jié)構(gòu)本身及結(jié)構(gòu)中人、設(shè)備、儀器、裝修的安全并能處于正常使用狀態(tài),從而產(chǎn)生了隔震體系、消能減震體系、被動(dòng)調(diào)諧減震體系、主動(dòng)控制體系等。通過學(xué)習(xí)之后,感覺這本書還是有很多的特點(diǎn):為結(jié)構(gòu)抗震及減震控制研究提供理論工具,同時(shí)注意理論與實(shí)踐結(jié)合;邏輯性很強(qiáng),大量采用數(shù)學(xué)、力學(xué)原理;通過經(jīng)驗(yàn)總結(jié),吸收了國(guó)內(nèi)外最新研究成果。
這門課程的學(xué)習(xí),主要是領(lǐng)會(huì)到了兩個(gè)方面的知識(shí),一是結(jié)構(gòu)抗震分析理論,包括扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振型分解反應(yīng)譜法、時(shí)程分析法、靜力彈塑性分析、彈性結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動(dòng)分析、結(jié)構(gòu)延性分析五部分。作者結(jié)合自己的研究成果,詳細(xì)闡述了結(jié)構(gòu)抗震理論的一些重要內(nèi)容,如梁、柱、墻及連梁?jiǎn)卧獎(jiǎng)偠染仃嚨慕?,結(jié)構(gòu)彈性及彈塑性剛度矩陣建立,結(jié)構(gòu)延性分析中剪切變形的影響以及結(jié)構(gòu)抗震能力評(píng)估等。扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)振型分解反應(yīng)譜法又包括剛度中心與質(zhì)量中心,單層偏心結(jié)構(gòu)的振動(dòng)多層偏心結(jié)構(gòu)的振動(dòng),偏心結(jié)構(gòu)的地震作用,結(jié)構(gòu)時(shí)程分析主要概括構(gòu)件恢復(fù)力模型結(jié)構(gòu)時(shí)程分析模型和剛度矩陣、質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣,地震波的選取與調(diào)整,恢復(fù)力模型臨界點(diǎn)的判別;結(jié)構(gòu)的靜力分析主要是荷載模式和二次矩的影響考慮;彈性隨機(jī)振動(dòng)分析主要是隨機(jī)過程的數(shù)字特征、性質(zhì),單自由度線性彈性體系的隨機(jī)地震分析,地面運(yùn)動(dòng)加速度譜密度,多自由度線彈性體系隨機(jī)地震分析;結(jié)構(gòu)延性部分介紹的是單調(diào)荷載作用下的延性,材料截面的變形性能以及各個(gè)構(gòu)件之間的關(guān)系,還有就是抗震能力評(píng)估。第二就是結(jié)構(gòu)減震控制理論,主要包括結(jié)構(gòu)隔震反應(yīng)分析、結(jié)構(gòu)消能與被動(dòng)調(diào)諧減震分析、結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制等。作者結(jié)合自己的研究成果,介紹了結(jié)構(gòu)減震控制的基本原理和分析方法,提出了隔震反應(yīng)譜,給出了隔震結(jié)構(gòu)、消能減震結(jié)構(gòu)、被動(dòng)調(diào)諧減震結(jié)構(gòu)的實(shí)用計(jì)算方法,另外作者在結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制分析中,提出了能同時(shí)控制結(jié)構(gòu)位移、速度、加速度的線性最優(yōu)控制算法和瞬時(shí)最優(yōu)控制算法。;在結(jié)構(gòu)隔震分析中,有夾層橡膠墊的力學(xué)性能分析,隔震結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析模型及振東方程,單自由度體系隔震效果分析,多自由度隔震結(jié)構(gòu)振動(dòng)方程的求解,隔震結(jié)構(gòu)的實(shí)際計(jì)算;結(jié)構(gòu)消能與被動(dòng)調(diào)諧減震分析有消能減震的能量原理、分類以及優(yōu)越性,結(jié)構(gòu)消能減震機(jī)理,消能減震結(jié)構(gòu)分析方法,減震耗能裝置的恢復(fù)力模型,結(jié)構(gòu)被動(dòng)調(diào)諧減震控制,單質(zhì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)直接承受簡(jiǎn)諧的減震控制原理,單質(zhì)點(diǎn)體系基底受地震激勵(lì)的調(diào)諧減震控制,多質(zhì)點(diǎn)體系基底受地震激勵(lì)的調(diào)諧減震控制,多質(zhì)點(diǎn)調(diào)諧減震結(jié)構(gòu)地震作用的實(shí)用計(jì)算,結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制主要有主動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成,主動(dòng)控制的減震機(jī)理,最優(yōu)控制算法。通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí),逐漸的形成了結(jié)構(gòu)抗震分析理論及結(jié)構(gòu)減震控制理論。再加上,老師在授課的時(shí)候結(jié)合自己的工程實(shí)踐例子給我們講解,使得我們對(duì)于知識(shí)的理解和學(xué)習(xí)層次分明、由淺入深、重點(diǎn)突出,采用大量的數(shù)學(xué)、力學(xué)原理,闡述結(jié)構(gòu)抗震分析的基本理論,通過基本原理再去介紹結(jié)構(gòu)減震控制的基本原理,再通過總結(jié),對(duì)于微分形式進(jìn)行改進(jìn)。
在學(xué)習(xí)的工程中也學(xué)到了一些知識(shí)的更新,知識(shí)的積累,例如有一部分的內(nèi)容,隔震結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)相比的特點(diǎn):提高結(jié)構(gòu)地震安全性和舒適感,一般基底隔震結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)是傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)的四分之一到十二分之一;大大減小了結(jié)構(gòu)的破壞程度,在中、小地震作用下,隔震結(jié)構(gòu)基本沒有損壞,仍處于彈性狀態(tài),罕遇地震作用下,隔震結(jié)構(gòu)一般僅發(fā)生在部分破壞,不至倒塌;降低房屋結(jié)構(gòu)造價(jià),雖然隔震裝置增加約百分之五造價(jià),但是由于地震時(shí)上部結(jié)構(gòu)的地震作用大大降低,使得上部結(jié)構(gòu)截面及配筋減少,構(gòu)造措施施工簡(jiǎn)單,隔震結(jié)構(gòu)總造價(jià)仍可降低。統(tǒng)計(jì)表明,7度區(qū)可節(jié)省1%~3%,8度區(qū)可節(jié)省5%~15%,9度區(qū)可節(jié)省10%~20%;可保持儀器設(shè)備的正常使用。
通過學(xué)習(xí)這門課程,確實(shí)對(duì)于結(jié)構(gòu)的抗震分析和減震控制有了比較深刻的認(rèn)識(shí),對(duì)于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有了關(guān)于抗震和減震的思維,為以后的學(xué)習(xí)方向和工作做了鋪墊。
第五篇:建筑結(jié)構(gòu) 教學(xué)設(shè)計(jì)
《建筑結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教學(xué)背景
一座建筑物的美好的藝術(shù)形象,包括建筑的構(gòu)圖、比例、色彩、質(zhì)感和空間感等因素。建筑藝術(shù)主要通過視覺給人以美的享受,這與其他視覺藝術(shù)有相似之處。建筑可以像音樂那樣喚起人們莊嚴(yán)、雄偉、幽靜、歡快等情緒,有人把美好的建筑物喻為“凝固的音樂”。
二、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
(1)了解建筑的定義、類型、特色等基礎(chǔ)知識(shí);(2)學(xué)習(xí)根據(jù)建筑物制作相應(yīng)的圖樣;
(3)學(xué)會(huì)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)制作圖樣制作組裝相應(yīng)的建筑模型。
2、過程與方法
(1)通過欣賞、評(píng)價(jià)的方式,感受建筑物所展現(xiàn)的藝術(shù)美;(2)通過對(duì)比分析,了解南北方建筑物的差異;
(3)通過小組合作探究的形式,設(shè)計(jì)并制作建筑結(jié)構(gòu)的制作圖樣,并組裝建筑模型。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)培養(yǎng)學(xué)生善于觀察、欣賞身邊事物的學(xué)習(xí)方式;(2)培養(yǎng)學(xué)生分工協(xié)作、動(dòng)手實(shí)踐的能力;
三、教學(xué)重難點(diǎn)(1)教學(xué)重點(diǎn)
感受建筑結(jié)構(gòu)組合的藝術(shù),并學(xué)習(xí)制作建筑結(jié)構(gòu)部件與組裝建筑模型。
(2)教學(xué)難點(diǎn)
設(shè)計(jì)并制作建筑結(jié)構(gòu)制作圖樣,并根據(jù)圖樣組裝建筑模型。
四、教學(xué)過程
第一課時(shí)
(一)興趣導(dǎo)入
以播放《建筑藝術(shù)》這一視頻短片導(dǎo)入課程,引起學(xué)生的興趣,使他們直觀地感受到建筑的藝術(shù)美。
(二)基礎(chǔ)概述
簡(jiǎn)單介紹建筑的定義、對(duì)象、類型。
1、定義:
根據(jù)羅馬時(shí)代的建筑家維特魯威所著的現(xiàn)存最早的建筑理論書《建筑十書》的記載,建筑包含的要素應(yīng)兼?zhèn)溆茫╱tilitas,實(shí)用)、強(qiáng)(firmitas,堅(jiān)固)、美(venustas,美觀)的特點(diǎn),為了實(shí)現(xiàn)這些特點(diǎn),應(yīng)確立藝術(shù)的且科學(xué)的觀點(diǎn)。
2、對(duì)象:
建筑的對(duì)象大到包括區(qū)域規(guī)劃、城市規(guī)劃、景觀設(shè)計(jì)等等綜合的環(huán)境設(shè)計(jì)構(gòu)筑、社區(qū)形成前的相關(guān)營(yíng)造過程,小到室內(nèi)的家具、小物件等的制作。而其通常的對(duì)象為一定場(chǎng)地內(nèi)的單位。
3、類型:
(1)按建筑的使用功能分類:居民建筑、公共建筑、工業(yè)建筑、農(nóng)業(yè)建筑等。
(2)按建筑的規(guī)模分類:大量性建筑、大型性建筑等。(3)按建筑層數(shù)分類:低層建筑、多層建筑、高層建筑等。
(三)對(duì)比學(xué)習(xí)
1、對(duì)比傳統(tǒng)建筑與現(xiàn)代建筑
(1)以圖片為媒介,和學(xué)生一起賞析對(duì)比中國(guó)傳統(tǒng)建筑與現(xiàn)代建筑的特點(diǎn)。
中國(guó)傳統(tǒng)建筑以木結(jié)構(gòu)建筑為主,西方的傳統(tǒng)建筑以磚石結(jié)構(gòu)為主?,F(xiàn)代的建筑則是以鋼筋混凝土為主。
具有樸素淡雅的風(fēng)格,主要以茅草、木材、磚瓦為建筑材料,以木架構(gòu)為結(jié)構(gòu)方式(柱、梁、枋、檁、椽等構(gòu)件古建筑),按照結(jié)構(gòu)需要的實(shí)際大小、形狀和間距組合在一起。這種建筑結(jié)構(gòu)方式反映了古代宗法社會(huì)結(jié)構(gòu)的清晰、有序和穩(wěn)定。由于木質(zhì)材質(zhì)制作的梁柱不易形成巨大的內(nèi)部空間,古代建筑便巧妙地利用外埠自然空間,組成庭院。庭院是建筑的基本單位,它既是封閉的,又是開放的;既是人工的,又是自然的,可以俯植花草樹木,仰觀風(fēng)云日月,成為古人“天人合一”觀念的又一表現(xiàn),也體現(xiàn)了中國(guó)人既含蓄內(nèi)向,又開拓進(jìn)取的民族性格。古代稍大一些的建筑都是由若干個(gè)庭院組成的建筑群,單個(gè)建筑物和庭院沿一定走向布置,有主有次,有重點(diǎn)有過渡,成為有層次、有縱深的空間,呈現(xiàn)出一種中國(guó)人所追求的整體美和深邃美。其中宮殿、寺廟一類比較莊嚴(yán)的建筑,往往沿著中軸線一個(gè)接一個(gè)地縱向布置主要建筑物,兩側(cè)對(duì)稱的布置次要建筑物,布局平衡舒展,引人入勝。
古人很早就能運(yùn)用平衡、和諧、對(duì)稱、明暗軸線等設(shè)計(jì)手法,達(dá)到美觀的效果。中式建筑重藝術(shù)裝飾,但不復(fù)雜,只在主要部位作重點(diǎn)裝飾,如窗檐、門楣、屋脊等,布局多為均衡式方向發(fā)展,不重高層建筑,至佛教傳入后,出現(xiàn)了樓閣佛塔,高建筑才得以盛行。建筑的一切藝術(shù)加工也都是對(duì)結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)件的加工,如色彩、裝飾與構(gòu)件結(jié)合,構(gòu)成了豐富絢麗的藝術(shù)成就,雕梁畫棟,形體優(yōu)美而色彩斑斕;楹聯(lián)匾額,激發(fā)意趣而遐想無窮。
中式建筑品類繁盛,包括宮殿、陵園、寺院、宮觀、園林、橋梁、塔剎等。(2)感悟建筑藝術(shù)
通過視覺給人以美的感受。同時(shí),建筑藝術(shù)是一種立體藝術(shù)形式,故建筑藝術(shù)形象具有特殊的反映社會(huì)生活、精神面貌和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的功能。歷代建筑藝術(shù)與它所處的歷史時(shí)代、地理氣候、民族文化和生活習(xí)俗密切相關(guān),同時(shí)受到材料、結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)的制約。中國(guó)建筑體系是以木結(jié)構(gòu)為特色的獨(dú)立的建筑,在城市規(guī)劃、建筑組群、單體建筑以及材料、結(jié)構(gòu)等方面的藝術(shù)處理均取得了輝煌的成就。尤其近現(xiàn)代中國(guó)建筑藝術(shù),則在繼承優(yōu)秀傳統(tǒng)和吸收當(dāng)今世上建筑藝術(shù)長(zhǎng)處的實(shí)踐中,不斷發(fā)展,有所創(chuàng)新。
2、對(duì)比南北方民居建筑
(1)提問:就你所見到的、了解的知識(shí),小組討論交流:南北方民居建筑各有什么特點(diǎn)?(2)南方民居:
南方建筑的特點(diǎn)有:江南的一些小鎮(zhèn),大都是一條小河流過,兩岸都是青灰色的小房子,一水的馬頭墻,青灰瓦,安安靜靜的。一般的民居都是從門口進(jìn)去,便是一個(gè)天井,旁邊有一個(gè)石水槽,那是洗衣服和洗菜的地方,往前便是一個(gè)廚房,很大,連餐廳都包括在內(nèi)了,向左一轉(zhuǎn),便是一個(gè)木樓梯,走上樓去,那里有幾間臥室。從樓上可以俯視樓下的天井,由青石板鋪就,那里在夏天時(shí)可謂是花團(tuán)錦簇,到冬天則是小孩子打雪仗的好地方。當(dāng)然,這只是一種模式,各家會(huì)根據(jù)自家的特點(diǎn)來設(shè)計(jì)房屋。
南方地區(qū)的住宅院落很小,四周房屋練成一體,南方民居多使用穿斗式結(jié)構(gòu),房屋組合比較靈活。
在南方,房屋的山墻形似馬頭,南方建筑多粉墻黛瓦,顏色淡雅。南方水資源較為豐富,水從門前屋后流過,水也是一種景致。有錢人家喜歡住房連著花園,這就是園林,南方園林不需要很大的地盤,卻能營(yíng)造出仙境。其中無非是游廊,漏窗,卻能營(yíng)造出對(duì)景,接境等名堂。(3)北方民居
北方建筑的特點(diǎn):北方民居主要以四合院為主,布局基本是院落庭院式布局。以北京四合院為例,基本上分為大門、影壁、垂花門、大院、正房(坐北朝南)、后罩房,正房的東西兩側(cè)是廂房,正房和廂房有耳旁,在剛進(jìn)大門的第一進(jìn)院落有倒座房(坐南朝北),這是北京標(biāo)準(zhǔn)三進(jìn)院四合院的大體布局,北方民居基本上都是四合院建筑,只不過因?yàn)榈乩砦恢貌煌?,在不同的地方所表現(xiàn)的也有不同。
(四)總結(jié)思考
本節(jié)課主要討論交流了關(guān)于建筑的基本內(nèi)容,對(duì)比分析了傳統(tǒng)建筑與現(xiàn)代建筑、南方民居與北方民居的特點(diǎn),在比較中感受了建筑藝術(shù)美的所在。下節(jié)課我們將從建筑結(jié)構(gòu)方面,學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)制作圖樣,進(jìn)一步感悟其中組合的藝術(shù)。
第二課時(shí)
設(shè)計(jì)并制作建筑結(jié)構(gòu)部件
1、人員分配:
每小組內(nèi)自由組合為兩組,三人一起完成學(xué)習(xí)任務(wù)。
2、動(dòng)手實(shí)踐任務(wù):各組設(shè)計(jì)制作自己的建筑模型。
參考課本上第三頁的建筑結(jié)構(gòu)制作圖樣,發(fā)揮想象,設(shè)計(jì)具有小組特色的建筑結(jié)構(gòu)制作圖樣,并制作成部件。完成快的小組可進(jìn)行建筑模型的組裝工作。
制作要求:設(shè)計(jì)的建筑模型應(yīng)符合相對(duì)應(yīng)的實(shí)際需要,具有建筑特色,在作品展示時(shí)向大家講述,并接受提問。
第三課時(shí)
組裝建筑模型并成果展示
1、組裝建筑模型
上節(jié)課,各小組制作了建筑結(jié)構(gòu)的各種部件,這節(jié)課,就請(qǐng)各小組在20分鐘內(nèi),利用已有的部件任意組裝建筑模型,并最后完善自己的模型。
2、成果展示
各小組帶著自己的建筑模型,向大家展示并介紹其特色之處,其他同學(xué)可提問。
3、總結(jié)評(píng)價(jià)
在各小組展示完后,老師進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)。
第四課時(shí) 紙柱承重比賽 活動(dòng)目標(biāo):
1、通過設(shè)計(jì)和制作紙結(jié)構(gòu),培養(yǎng)學(xué)生觀察、設(shè)計(jì)和動(dòng)手制作的能力。
2、通過測(cè)試和改進(jìn)紙結(jié)構(gòu),培養(yǎng)學(xué)生比較、分析和實(shí)驗(yàn)的能力。
3、學(xué)生準(zhǔn)備:觀察生活中常見建筑的承重柱子的形狀和結(jié)構(gòu)。
4、教師準(zhǔn)備:了解不同形狀柱子的承重能力,準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)材料,如A4紙、透明膠、剪刀、直尺等?;顒?dòng)過程:
一、情境導(dǎo)入
1、同學(xué)們!上課之前老師問你們一個(gè)問題,你們想不想也來當(dāng)一回小小建筑師,來親自體驗(yàn)一下柱子承重的樂趣呢?
2、板書活動(dòng)內(nèi)容:紙柱承重比賽
二、制作結(jié)構(gòu)(比賽要求)
1、既然是比賽,那就有比賽規(guī)則,請(qǐng)同學(xué)們按制作要求和規(guī)則來做。
2、明確了制作要求和比賽規(guī)則后,你想要做一個(gè)什么樣的紙柱來參加比賽呢?開動(dòng)你的小腦筋想一想,看看誰的想法最奇特,與眾不同,在小組里交流一個(gè),可以畫出設(shè)計(jì)圖。好,誰想好了,來和大家說一說。
3、比賽,就要體現(xiàn)公平,所以各小組要在相同的時(shí)間,用同樣的材料制作出你們的參賽作品,每個(gè)小組在規(guī)定時(shí)間內(nèi)按照比賽要求制作出一個(gè)或幾個(gè)紙柱,選出你們小組認(rèn)為最優(yōu)秀的、承重力最強(qiáng)的來參加比賽,紙柱制作時(shí)間為10分鐘。
4、現(xiàn)在計(jì)時(shí)開始,就請(qǐng)各小組同學(xué)趕快行動(dòng)吧,看看誰的設(shè)計(jì)是最棒的。
三、紙柱承重比賽
四、比賽疑問
1、同學(xué)們,在剛才的比賽中,你有什么發(fā)現(xiàn)?到底什么樣的紙結(jié)構(gòu)承重能力更強(qiáng)一些呢?
經(jīng)過認(rèn)真的觀察與思考,我們發(fā)現(xiàn)雙層的紙結(jié)構(gòu)比單層的承重能力強(qiáng),封閉式的紙結(jié)構(gòu)比開放式的承重能力強(qiáng),分體式的紙結(jié)構(gòu)比獨(dú)立式承重能力強(qiáng)。
通過實(shí)踐,我們知道了,紙柱承重力的大小與形狀結(jié)構(gòu)、承重面積和擺放的方法等因素都有關(guān)系。
五、拓展鏈接、課外延伸
小小的紙柱中也蘊(yùn)含著許多的科學(xué)道理,只要你用心觀察、勤動(dòng)腦,生活處處皆學(xué)問。同學(xué)們,廣闊的生活空間也是我們學(xué)習(xí)的課堂。在以后的學(xué)習(xí)道路上,希望你們勤于學(xué)習(xí),勇于探索,未來的建筑長(zhǎng)廊之上,一定會(huì)有你們濃墨重彩的一筆
即將下課,老師再給大家留一個(gè)思考題,希望聰明的你回去后想一想:紙如果不受大小、多少的限制,你還可以把它做成什么形狀的物體來使它的承重力增強(qiáng)呢?課后,同學(xué)們利用課余時(shí)間把它制作出來,下節(jié)課我們可以集中展示一下,好不好!