(黄)抗震题解答.docVIP

“混凝土结构抗震设计”期末习题解答 答： 1）制定图的方法：将我国国土按经纬度划分为4万多个小块。以每个小块的中心位置为参考的基准点，考察它的“地震环境”，即它周边潜在震源区的方位、离中心点的距离，以及每个潜在震源区今后可能要发生地震震级的大小与发震概率。做出每一个基准点的PGA超越概率分布曲线图，也就是峰值地面加速度超越概率分布曲线图。“PGA图”的具体做法是这样的：在已知了基准点的“地震环境”以后，就可以利用衰减规律计算出某一潜在震源区在不同震级的情况下在基准点处形成的峰值地面加速度值，也就是PGA值，那么这一震级以上的地震超越概率，也就是算出的PGA值的超越概率（关于年超越概率的求法，在抗震讲义的P10页，式1-5）。用同样的方法可以计算出其他潜在震源区在不同震级的情况下，在基准点处的PGA值及其超越概率。将不同的PGA值以及各自对应的超越概率所形成的坐标点，在以PGA为横坐标，N年超越概率为纵坐标的坐标系中描出，并以光滑曲线将这些点连起来，便得到“基准点PGA超越概率分布曲线图”。在得到了每个基准点的PGA超越概率分布曲线图后，从中分别找出50年超越概率为10%的PGA值，也即是重现期为475年的PGA值，我们用来表示。结合国家地震局给出的按所在范围来划分某一基准点落在某一设防烈度区的参考标准，可以确定这4万多个基准点各自应在哪一个设防烈度区，最后也就确定了各个基准点所代表的该地区应属哪一个设防烈度区。将相同设防烈度的区域连成片，也就确定了图。 每一设防烈度区，均有相应于该设防分区的三个不同水准的峰值地面运动加速度，常用“罕遇地震”（相当于50年超越概率为2%~3%),“抗震设防烈度”（50年超越概率为10%）和“多遇地震”（50年超越概率为63%）来表示。其中罕遇地震水准的地面峰值加速度与抗震设防烈度水准的地面峰值加速度之比约为2.0，而抗震设防烈度水准的地面峰值加速度与多遇地震水准的地面峰值加速度之比大概为2.8。因此50年超越概率10%的峰值加速度代表值在该分区峰值加速度上、下限之间处在中间位子。 国家地震局通过用“设计地震分组”来考虑不同地震震级以及震源距对某个场点的单自由度体系弹性加速度地震反应谱曲线的影响。其中，第一分组考虑的是该地区会发生小到中震并且潜在震源区到场点距离较近的这样一个地震环境；第二分组考虑的是该地区会发生中到大震且潜在震源区到场点距离较近的情况； 第三分组考虑的是该地区会发生中到大震且潜在震源区到场点距离偏远的情况。三种“设计地震分组”所代表的拟合后的典型弹性加速度反应谱曲线如下图所示： 图中表示特征周期。由此可以看出，三种设计地震分组各自代表的加速度反应谱曲线的特征周期依次增大，以考虑不同震级和震源距条件下，地震波中、长周期分量所占份额不同的特点。 图1 现以成都地区为例。由《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）附录A，查得成都地区的抗震设防烈度为7度，设计本地地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第三组。由表5.1.4-2，查得本地Ⅱ类场地的特征周期=0.45s，再由表5.1.4-1查得本地多遇水准地震的水平地震影响系数最大值为0.08。如下图所示，可做出时的多遇水准地震的水平地震影响系数曲线。（单位：s) 图2 图中各段曲线的函数表达式分别为： ； ; ; 。 由于地震波各频谱分量所携带的能量不同，从而决定了水平地震影响系数曲线的形状；在前，曲线体现的是一个地震影响系数的平均值水准，在后，曲线体现的是一个地震影响系数的偏大值水准。 答： 如题中所示“单自由度单一塑性铰”体系，当同时考虑由重力荷载代表值产生的轴压力标准值以及由多遇水准地震作用引起的柱端截面最大弯矩，并采用考虑抗震可靠性的设计方法进行柱端截面设计，可保证结构体系在遭受相当于本地“小震”水准的地面晃动时，柱端截面不发生屈服；即使遭受到了相当于本地“中震”水准的地面晃动，柱端截面也不发生屈服；当地震作用进一步加强，柱端截面方才进入屈服。如果采取了较为严格的抗震构造措施，即便是在本地“大震”的激励下，虽然柱端截面已经发生屈服，但当结构达到最大位移状态时，柱端截面仍具有3倍左右的转角位移延性，结构不致发生倒塌。 如果在进行柱端截面设计时，人为地把本地“小震”水准提高，那么在遭受相当于本地“大震”水准的地面晃动时，柱端截面仍可能会进入到屈服后状态。但转角位移延性系数会相应地有所降低。 如题中所示“单自由度单一塑性铰”体系，在进行竖杆截面的抗震设计时，如果采用了严格的抗震措施（引入“柱端弯矩增大系数”和“剪力放大系数”）和抗震构造措施，可以保证结构在遭受当地“大震”水准的地面晃动时，不致