抗震設計復習題

1、一、 計算題 1、某兩層鋼筋混凝土框架，集中于樓蓋和屋蓋處的重力荷載代表值相等，每層層高皆為4.0m，各層的層間剛度相同；類場地，設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.10g，設計分組為第二組，結構的阻尼比為。（1）求結構的自振頻率和振型，并驗證其主振型的正交性（2）試用振型分解反應譜法計算框架的樓層地震剪力解1）：（1）計算剛度矩陣 （2）求自振頻率 （3）求主振型 當 當 （4）驗證主振型的正交性 質量矩陣的正交性 剛度矩陣的正交性解2）：由表3.2查得：類場地，第二組，Tg=0.40s 由表3.3查得：7度多遇地震 第一自振周期第二自振周期（1）相應于第一振型自振周期的地震影響系數：

2、第一振型參與系數 于是： 第一振型的層間剪力： （2）相應于第二振型自振周期的地震影響系數： 第二振型參與系數 于是： 第二振型的層間剪力： （3）由SRSS法，計算各樓層地震剪力： 2、某兩層鋼筋混凝土框架，集中于樓蓋和屋蓋處的重力荷載代表值相等，每層層高皆為4.0m，框架的自振周期；各層的層間剛度相同；類場地，7度第二組（，結構的阻尼比為，試按底部剪力法計算框架的樓層地震剪力，并驗算彈性層間位移是否滿足要求（）。解：（1）求結構總水平地震作用： （2）求作用在各質點上的水平地震作用 （3）求層間剪力 （4）驗算層間彈性位移 （滿足） （滿足） 3、某三層鋼筋混凝土框架，集中于樓蓋處的重力荷

3、載代表值分別為，每層層高皆為5.0m，層間側移剛度均為40MN/m，框架的基本自振周期；類場地，8度第二組，設計基本加速度為0.30g，結構的阻尼比為，試按底部剪力法計算框架的樓層地震剪力，并驗算彈性層間位移是否滿足規范要求。（1）求結構總水平地震作用： （2）求作用在各質點上的水平地震作用 （3）求層間剪力 （4）驗算彈性位移滿足規范要求/4、二質點體系如圖所示，各質點的重力荷載代表值分別為m1=60t， m2=50t，層高如圖所示。該結構建造在設防烈度為8度、場地土特征周期Tg=0.25s的場地上，其水平地震影響系數最大值分別為max =0.16（多遇地震）和max=0.90（罕遇地震）。

4、已知結構的主振型和自振周期分別為 0.358s 0.156s 要求：用底部剪力法計算結構在多遇地震作用下各層的層間地震剪力。提示：k2k1m2m14m4m0.1s時，； 5時，； 且時， ; 時, 解：， 二、選擇題1、抗震規范給出的設計反應譜中，當結構自振周期在0.1sTg之間時，譜曲線為（ A ） A水平直線 B.斜直線 C.拋物線 D.指數曲線2、實際地震烈度與下列何種因素有關？ （ B ）A.建筑物類型 B.離震中的距離 C.行政區劃 D.城市大小3、規范規定不考慮扭轉影響時，用什么方法進行水平地震作用效應組合的計算？（ B ） A.完全二次項組合法（CQC法） B. 平方和開平方法（

5、SRSS法 ） C.杜哈米積分 D. 振型分解反應譜法 4、基底剪力法計算水平地震作用可用于下列何種建筑? ( C ) A.40米以上的高層建筑 B.自振周期T1很長(T1>4s)的高層建筑 C. 垂直方向質量、剛度分布均勻的多層建筑 D. 平面上質量、剛度有較大偏心的多高層建筑5、地震系數k與下列何種因素有關？( A )A.地震基本烈度 B.場地卓越周期 C.場地土類別 D.結構基本周期6、9度區的高層住宅豎向地震作用計算時，結構等效總重力荷載Geq為（ C ）A. 0.85(1.2恒載標準值GK+1.4活載標準值QK) B. 0.85(GK+Qk) C. 0.75(GK+0.5QK)

6、 D. 0.85(GK+0.5QK)7、框架結構考慮填充墻剛度時,T1與水平彈性地震作用Fe有何變化?( A ) A.T1,Fe B.T1,Fe C.T1,Fe D.T1,Fe8、抗震設防區框架結構布置時，梁中線與柱中線之間的偏心距不宜大于（ A ） A柱寬的1/4 B柱寬的1/8 C梁寬的1/4 D梁寬的1/89、 土質條件對地震反應譜的影響很大，土質越松軟，加速度譜曲線表現為（ A ） A譜曲線峰值右移 B譜曲線峰值左移 C譜曲線峰值增大 D譜曲線峰值降低10、震中距對地震反應譜的影響很大，在烈度相同的條件下，震中距越遠，加速度譜曲線表現為（ A ） A譜曲線峰值右移 B譜曲線峰值左移 C

7、譜曲線峰值增大 D譜曲線峰值降低11、為保證結構“大震不倒”，要求結構具有 ( C )A. 較大的初始剛度 B.較高的截面承載能力 C.較好的延性 D.較小的自振周期T112、樓層屈服強度系數沿高度分布比較均勻的結構，薄弱層的位置為 （ D ）A.最頂層 B.中間樓層 C. 第二層 D. 底層 13、多層磚房抗側力墻體的樓層水平地震剪力分配 ( B )A.與樓蓋剛度無關 B.與樓蓋剛度有關 C.僅與墻體剛度有關 D.僅與墻體質量有關 14、場地特征周期Tg與下列何種因素有關?( C ) A.地震烈度 B.建筑物等級 C.場地覆蓋層厚度 D.場地大小15、關于多層砌體房屋設置構造柱的作用，下列哪

8、句話是錯誤的 （ D ）A 可增強房屋整體性，避免開裂墻體倒塌B 可提高砌體抗變形能力C 可提高砌體的抗剪強度D 可抵抗由于地基不均勻沉降造成的破壞16、考慮內力塑性重分布，可對框架結構的梁端負彎矩進行調幅 （ B ） A梁端塑性調幅應對水平地震作用產生的負彎矩進行 B梁端塑性調幅應對豎向荷載作用產生的負彎矩進行 C梁端塑性調幅應對內力組合后的負彎矩進行 D梁端塑性調幅應只對豎向恒荷載作用產生的負彎矩進行17、水平地震作用標準值Fek的大小除了與質量,地震烈度,結構自振周期有關外,還與下列何種因素有關? ( B ) A.場地平面尺寸 B.場地特征周期 C.荷載分項系數 D.抗震等級18、表征地

9、震動特性的要素有三個，下列哪項不屬于地震動要素（ B ）A.加速度峰值 B.地震烈度 C.頻譜特性 D.地震持時19、震級大的遠震與震級小的近震對某地區產生相同的宏觀烈度，則對該地區產生的地震影響是 （ B ）A 震級大的遠震對剛性結構產生的震害大B 震級大的遠震對柔性結構產生的震害大C 震級小的近震對柔性結構產生的震害大D震級大的遠震對柔性結構產生的震害小20、地震烈度主要根據下列哪些指標來評定 （ C ） A地震震源釋放出的能量的大小 B地震時地面運動速度和加速度的大小 C地震時大多數房屋的震害程度、人的感覺以及其他現象D地震時震級大小、震源深度、震中距、該地區的土質條件和地形地貌21、一

10、般情況下，工程場地覆蓋層的厚度應按地面至剪切波速大于多少的土層頂面的距離確定 （ D ） A200m/s B300m/s C400m/s D500m/s22、關于地基土的液化，下列哪句話是錯誤的 （A） A 飽和的砂土比飽和的粉土更不容易液化B 地震持續時間長，即使烈度低，也可能出現液化C 土的相對密度越大，越不容易液化D 地下水位越深，越不容易液化23、某地區設防烈度為7度，乙類建筑抗震設計應按下列要求進行設計 （D ） A地震作用和抗震措施均按8度考慮 B地震作用和抗震措施均按7度考慮 C地震作用按8度確定，抗震措施按7度采用 D地震作用按7度確定，抗震措施按8度采用24、框架柱軸壓比過高

11、會使柱產生（ B ） A大偏心受壓構件 B小偏心受壓構件 C剪切破壞 D扭轉破壞25、鋼筋混凝土丙類建筑房屋的抗震等級應根據那些因素查表確定 （ B ） A抗震設防烈度、結構類型和房屋層數 B抗震設防烈度、結構類型和房屋高度 C抗震設防烈度、場地類型和房屋層數 D抗震設防烈度、場地類型和房屋高度26、縱波、橫波和面波（L波）之間的波速關系為 （ A ）AVP > VS > VL BVS > VP > VL CVL > VP > VS DVP > VL> VS27、位于軟弱場地上,震害較重的建筑物是: （ A ）A.木樓蓋等柔性建筑 B.單層框架結

12、構 C.單層廠房結構 D.多層剪力墻結構28、強剪弱彎是指: （ B ） A.抗剪承載力Vu大于抗彎承載力Mu B.剪切破壞發生在彎曲破壞之后 C.設計剪力大于設計彎矩 D.柱剪切破壞發生在梁剪切破壞之后29、下列結構延性哪個延性在抗震設計時要求最高 （ D ） A.結構總體延性 B.結構樓層的延性 C.構件的延性 D.關鍵桿件的延性30、強柱弱梁是指: （ B ） A.柱線剛度大于梁線剛度 B.柱抗彎承載力大于梁抗彎承載力 C.柱抗剪承載力大于梁抗剪承載力 C.柱配筋大于梁配筋三、簡答題1、 工程結構抗震設防的三個水準是什么？如何通過兩階段設計方法來實現？ 答：抗震設防的三個水準 ：第一水準

13、：當遭受低于本地區抗震設防烈度的多遇地震影響時，一般不受損壞或不需修理仍可繼續使用；第二水準：當遭受相當于本地區抗震設防烈度的地震影響時，可能損壞，經一般修理或不需修理仍可繼續使用； 第三水準：當遭受高于本地區抗震設防烈度的罕遇地震影響時，不致倒塌或發生危及生命的嚴重破壞。兩階段設計方法：第一階段設計：對結構和構件進行多遇地震作用下的承載能力驗算和彈性變形驗算；第二階段設計：對有明顯薄弱層的不規則部位和有特殊要求的結構進行罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算并采取相應的構造措施。什么是小震、中震和大震。答：小震指該地區50年內超越概率約為63.2%的地震烈度，即眾值烈度，又稱為多遇地震。 中震指該地

14、區50年內超越概率約為10%的地震烈，又稱為基本烈度或設防烈度。 大震指該地區50年內超越概率為2%3%左右的地震烈度，又為稱為罕遇地震。2、 抗震設計中為什么要限制各類結構體系的最大高度和高寬比？答：隨著多層和高層房屋高度的增加，結構在地震作用以及其他荷載作用下產生的水平位移迅速增大，要求結構的抗側移剛度必須隨之增大。不同類型的結構體系具有不同的抗側移剛度，因此具有各自不同的合理使用高度。 房屋的高寬比是對結構剛度、整體穩定、承載能力和經濟合理性的宏觀控制。震害表明，房屋高寬比大，地震作用產生的傾覆力矩會造成基礎轉動，引起上部結構產生較大側移，影響結構整體穩定。同時傾覆力矩會在混凝土框架結構

15、兩側柱中引起較大軸力，使構件產生壓曲破壞；會在多層砌體房屋墻體的水平截面產生較大的彎曲應力，使其易出現水平裂縫，發生明顯的整體彎曲破壞。3、 簡述現行抗震規范計算地震作用所采用的三種計算方法及其適用范圍。答：現行抗震規范計算地震作用所采用的三種計算方法為：底部剪力法，振型分解反應譜法和時程分析法。適用條件：（1） 高度不超過40米，以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構，以及近似于單質點體系的結構，可采用底部剪力法計算。（2） 除上述結構以外的建筑結構，宜采用振型分解反應譜法。（3） 特別不規則的建筑、甲類建筑和規范規定的高層建筑，應采用時程分析法進行補充計算。4、 什么是動力系數

16、、地震系數和水平地震影響系數？三者之間有何關系？答：動力系數是單質點彈性體系的最大絕對加速度反應與地震地面運動最大加速度的比值 地震系數是地震地面運動最大加速度與重力加速度的比值 水平地震影響系數是單質點彈性體系的最大絕對加速度反應與重力加速度的比值 水平地震影響系數是地震系數與動力系數的乘積5、 什么是鞭端效應，設計時如何考慮這種效應？ 答：地震作用下突出建筑物屋面的附屬小建筑物，由于質量和剛度的突然變小，受高振型影響較大，震害較為嚴重，這種現象稱為鞭端效應； 設計時對突出屋面的小建筑物的地震作用效應乘以放大系數3，但此放大系數不往下傳。6、 框架梁抗震設計時應遵循的原則？如何在設計中實現“

17、強剪弱彎”？答： 強柱弱梁，梁端先于柱出現塑性鉸,同時塑性鉸區段有較好的延性和耗能能力強剪弱彎，梁形成塑性鉸后仍有足夠的受剪承載力強節點、強錨固，妥善解決梁縱筋錨固問題為保證強剪弱彎，應使構件的受剪承載力大于構件彎曲屈服時實際達到的剪力值，對一、二、三級框架梁，梁端截面組合的剪力設計值調整為： 7、 簡述“強柱弱梁”的概念以及實現“強柱弱梁”的主要措施 答： 強柱弱梁概念為使梁端先于柱端產生塑性鉸，控制構件破壞的先后順序，形成合理的破壞機制。 在截面抗震驗算中，為保證強柱弱梁，建筑抗震設計規范規定： 對一、二、三級框架的梁柱節點處，（除框架頂層和柱軸壓比小于0.15及框支梁與框支柱的節點外），

18、柱端組合的彎矩設計值應符合： 其中為柱端彎矩增大系數，（一級為取1.4,二級取1.2,三級取1.1）8、 簡述提高框架梁延性的主要措施？ 答：（1）“強剪弱彎”，使構件的受剪承載力大于構件彎曲屈服時實際達到的剪力值，以保證框架梁先發生延性的彎曲破壞，避免發生脆性的剪切破壞； （2）梁端塑性鉸的形成及其轉動能力是保證結構延性的重要因素：一方面應限制梁端截面的縱向受拉鋼筋的最大配筋率或相對受壓區高度，另一方面應配置適當的受壓鋼筋 （3）為增加對混凝土的約束，提高梁端塑性鉸的變形能力，必須在梁端塑性鉸區范圍內設置加密封閉式箍筋，同時為防止縱筋過早壓屈，對箍筋間距也應加以限制。 （4）對梁的截面尺寸加

19、以限制，避免脆性破壞。9、 砌體結構中設置鋼筋混凝土構造柱和圈梁的作用？答：設置鋼筋混凝土構造柱的作用：加強房屋的整體性，提高砌體的受剪承載力(10%-30%)，對砌體有約束作用, 提高砌體的變形能力，提高房屋的抗震性能。設置圈梁的作用：增加縱橫墻體的連接，加強整個房屋的整體性；圈梁可箍住樓蓋，增強其整體剛度；減小墻體的自由長度，增強墻體的穩定性；可提高房屋的抗剪強度，約束墻體裂縫的開展；抵抗地基不均勻沉降，減小構造柱計算長度。10、 什么是地基液化現象？影響地基液化的因素？答：飽和的粉土和砂土，在地震時由于顆粒之間的孔隙水不可壓縮而無法排出，使得孔隙水壓力增大，土體顆粒的有效垂直壓應力減小，

20、顆粒局部或全部處于懸浮狀態，土體的抗剪強度接近于零，呈現出液態化的現象。影響因素： 土層的地質年代：地質年代越古老，越不易液化土的組成：級配良好的砂土不易液化粉土中粘粒含量超過一定限值時，不易液化土層的相對密度：土層的相對密度越大，越不易液化土層的埋深：埋深越大，越不易液化地下水位的深度：地下水位越深，越不易液化地震烈度和地震持續時間：烈度越高，持續時間越長，越易液化11、 強柱弱梁、強剪弱彎的實質是什么？如何通過截面抗震驗算來實現？答：（1）使梁端先于柱端產生塑性鉸，控制構件破壞的先后順序，形成合理的破壞機制 （2）防止梁、柱端先發生脆性的剪切破壞，以保證塑性鉸有足夠的變形能力 在截面抗震驗

21、算中，為保證強柱弱梁，建筑抗震設計規范規定： 對一、二、三級框架的梁柱節點處，（除框架頂層和柱軸壓比小于0.15及框支梁與框支柱的節點外），柱端組合的彎矩設計值應符合： 其中為柱端彎矩增大系數，（一級為取1.4,二級取1.2,三級取1.1）為保證強剪弱彎，應使構件的受剪承載力大于構件彎曲屈服時實際達到的剪力值，對一、二、三級框架梁，梁端截面組合的剪力設計值調整為： 對一、二、三級框架柱，柱端截面組合的剪力設計值調整為： 12、 什么叫軸壓比？為什么要限制柱的軸壓比？ 答：軸壓比： 柱組合的軸向壓力設計值與柱的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設計值乘積之和 軸壓比大小是影響柱破壞形態和變形性能的重

22、要因素，受壓構件的位移延性隨軸壓比增加而減小，為保證延性框架結構的實現，應限制柱的軸壓比。剪壓比 答：剪壓比為，指構件截面上平均剪應力與混凝土軸心抗壓強度設計值的比值，用以反映構件截面上承受名義剪應力的大小。限制梁柱的剪壓比，主要是為了防止梁柱混凝土過早發生斜壓破壞。13、 為什么要限制多層砌體房屋抗震橫墻間距？ 答：(1)橫墻間距過大，會使橫墻抗震能力減弱，橫墻間距應能滿足抗震承載力的要求。 （2）橫墻間距過大，會使縱墻側向支撐減少，房屋整體性降低 （3）橫墻間距過大，會使樓蓋水平剛度不足而發生過大的平面內變形，從而不能有效地將水平地震作用均勻傳遞給各抗側力構件，這將使縱墻先發生出平面的過大

23、彎曲變形而導致破壞，即橫墻間距應能保證樓蓋傳遞水平地震作用所需的剛度要求。14、 在什么情況下結構會產生扭轉振動？如何采取措施避免或降低扭轉振動？答：體型復雜的結構，質量和剛度分布明顯不均勻、不對稱的結構，在地震作用下會產生扭轉，主要原因是結構質量中心和剛度中心不重合 措施：建筑平面布置應簡單規整 質量中心和剛度中心應盡量一致 對復雜體型的建筑物應予以處理 15、 什么是剪壓比，為什么要限制剪壓比？答：剪壓比是截面內平均剪應力與混凝土抗壓強度設計值之比。剪壓比過大,混凝土會過早發生斜壓破壞,箍筋不能充分發揮作用,它對構件的變形能力也有顯著影響，因此應限制梁端截面的剪壓比。16、 什么是震級？什

24、么是地震烈度？如何評定震級和烈度的大小？答：震級是表示地震本身大小的等級，它以地震釋放的能量為尺度，根據地震儀記錄到的地震波來確定。地震烈度是指某地區地面和各類建筑物遭受一次地震影響的強弱程度，它是按地震造成的后果分類的。震級的大小一般用里氏震級表達地震烈度是根據地震烈度表，即地震時人的感覺、器物的反應、建筑物破壞和地表現象劃分的。17、 抗震設計時，為什么要對框架梁柱端進行箍筋加密？答： 梁柱端箍筋加密：加強對混凝土的約束，提高梁柱端塑性鉸的變形能力， 提高構件的延性和抗震性能，同時避免縱筋的受壓屈曲18、 多層砌體房屋中，為什么樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處？ 答：（1）樓梯間橫墻間距

25、較小，水平方向剛度相對較大，承擔的地震作用亦較大，而樓梯間墻體的橫向支承少，受到地震作用時墻體最易破壞（2）房屋端部和轉角處，由于剛度較大以及在地震時的扭轉作用，地震反應明顯增大，受力復雜，應力比較集中；另外房屋端部和轉角處所受房屋的整體約束作用相對較弱，樓梯間布置于此，約束更差，抗震能力降低，墻體的破壞更為嚴重19、 采用底部剪力法計算房屋建筑地震作用的適用范圍？在計算中，如何考慮長周期結構高振型的影響？ 答：剪力法的適用條件： （1）房屋結構的質量和剛度沿高度分布比較均勻 （2）房屋的總高度不超過40m （3）房屋結構在地震運動作用下的變形以剪切變形為主 （4）房屋結構在地震運動作用下的扭

26、轉效應可忽略不計 為考慮長周期高振型的影響，建筑抗震設計規范規定：當房屋建筑結構的基本周期時，在頂部附加水平地震作用，取 再將余下的水平地震作用分配給各質點： 結構頂部的水平地震作用為和之和20、 鋼筋混凝土框架房屋因建筑、結構布置不當產生的震害有哪些表現？引起震害的原因是什么？ 答：（1）建筑平面形狀復雜，由于扭轉效應、應力集中震害加重（2）房屋立面凹進凸出，可導致建筑物豎向質量和剛度突變，使結構某些部位的地震反應過于劇烈，加重震害（3）房屋高寬比較大，底層框架柱可能因地震傾覆力矩引起的巨大壓力或拉力而發生剪壓或受拉破壞（4）防震縫設置不當，若防震縫寬度不夠，相鄰建筑物易發生碰撞而造成破壞（5）結構物在平面質量與剛度分布不均勻（如抗側力構件分布不恰當），使房屋質量中心與剛度中心不重合，引起扭轉作用和局部應力集中，加重震害（6）結構物沿豎向質量與剛度分布不均勻，在地震中往往會形成薄弱層，產生較大的應力集中或塑性變形，造成破壞24、簡述確定水平地