大作业2016年上

2016年建筑结构抗震大作业题目

要求：（1）请在大作业答题纸上作答，所有答案一律填写在答题纸上。 （2）请按照现行抗震规范GB 50011-2010作答，因教材及课件是依据旧规范编制的，凡与现行规范矛盾的地方，都以现行规范为准。

（3）大作业提交时仅提交答题纸，题目不需要提交，请在答题纸前自行加上大作业的封面。

（4）问答题不能不加思考地直接复制网上的资料。

一. 单项选择题（每题1分，20题，共20分）

1. 建筑抗震设计中所提到的地震主要指（ ）。

A. 构造地震 B. 火山地震 C. 陷落地震 D. 诱发地震

2. 一个地区的地震基本烈度是指该地区在设计基准期50年内，一般场地条件下，可能遭遇超越概率为（ ）的地震烈度值。

A. 63.2% B. 50% C. 10% D. 2-3% 3．抗震设防的依据（ ）。

A．地震震级 B．抗震设防烈度 C．地震烈度 D．抗震等级 4. 筑抗震设计第二阶段是指（ ）。

A. 大震作用下弹塑性变形验算 B. 小震弹性作用下承载力计算 C. 小震弹性作用下变形验算 D. 中震弹塑性作用下承载力计算 5. 关于地震震级和地震烈度，下列说法正确的是（ ）。

A. 两者都是表达地震发生时能量的大小； B. 一次地震只有一个震级一个烈度；

C. 一次地震只有一个震级，但不同地区的地震烈度不同；

D. 震级表达地震时建筑物的破坏程度，烈度表达地震释放的能量大小。 6. 为保证结构“大震不倒”，要求结构具有（ ）。

A. 较大的初始刚度 B. 较高的截面承载能力 C. 较好的延性 D. 较小的自振周期 7. 地基土抗震承载力一般（ ）地基土静承载力。

A．高于 B. 等于 C. 小于 D. 不一定高于 8. 下列哪项不是影响场地土液化的因素（ ）。

A. 土层的地质年代 B. 土的组成 C. 土层的埋深和地下水位 D. 土的承载力 9. 结构的地震反应和下列哪个因素无关（ ）。

A. 结构的自振周期 B. 结构的阻尼

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C. 结构的抗震等级 D. 地震的震级 10. 关于竖向地震作用，下列说法正确的是（ ）。

A. 所有的房屋都应考虑竖向地震作用

B. 竖向地震作用不和水平地震作用同时考虑 C. 9度区高层建筑应考虑竖向地震作用

D. 一般大型、重要的建筑应考虑竖向地震作用

11．钢筋混凝土结构受弯构件的承载力抗震调整系数为（ ）。

A． 0.75 B. 0.80 C.0.85 D. 0.90 12. 根据抗震规范GB50011-2010，下列建筑中属于结构竖向不规则的是（ ）。

A．有较大的楼层错层；

B．某层的侧向刚度小于相邻上一楼层的75%； C．楼板的尺寸和平面刚度急剧变换

D．某层的受剪承载力小于相邻上一层的80%

13. 对于框架-剪力墙结构，起第二道抗震防线的是（ ）。

A. 框架 B. 剪力墙 C. 不好确定 D. 哪个都可以 14. 水平地震作用下的框架内力分析，手算时通常采用（ ）法。

A. D值 B. 分层法 C. 弯矩分配法 D. 位移法 15. 指出下列哪项关于砌体房屋抗震计算为不正确论述（ ）。

A．多层砌体房屋的抗震计算，可采用底部剪力法；

B．多层砌体房屋，可只选择承载面积较大或竖向应力较小的墙段进行截面抗剪验算； C．进行地震剪力分配和截面验算时，墙段的层间抗侧力等效刚度可只考虑剪切变形； D. 各类砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度应采用fvE。 16. 多层砌体房屋应优先采用（ ）承重体系。

A．纵墙 B.横墙 C. 纵横墙混合 D.底部框架，上部砖混 17. 位于坚硬场地上，震害较重的建筑物是（ ）。

A. 柔性建筑物 B. 刚性建筑物 C. 多高层框架 D. 超高层结构 18. 对于多层钢筋混凝土房屋防震缝的设置，下列说法错误的是（ ）。

A. 宜尽量争取不设防震缝；

B. 体型复杂的建筑，必须设置防震缝； C. 设置防震缝与否根据实际需要而定；

D. 设置防震缝时，应将建筑分成规则结构的单元 19. 框架结构的层间弹性侧移角限值为（ ）。

A. 1/50 B. 1/00 C. 1/200 D. 1/550 20. 下列关于地震区框架节点的设计说法不正确的是（ ）。

A．框架节点的设计应考虑“强节点弱构件”原则；

B．抗震等级为一、二、三、四级时，节点核心区均应进行抗震验算，并满足构造措施要求；

C．框架节点核心区应加强钢筋的锚固作用；

D．节点核心区混凝土强度等级不宜低于框架柱的混凝土强度等级

二. 计算填空题（每题5分，4题，共20分）

1. 在抗震设防地区，某建筑场地覆盖层各土层的厚度h及剪切波速vs如下：

2

Ⅰ.表层土： h=3.0m , vs=150m/s Ⅱ.第二层土：h=4.2m , vs=180m/s Ⅲ.第三层土：h=6.0m , vs=240m/s Ⅳ.第四层土：h=5.2m , vs=280m/s

该场地的等效剪切波速为（ ）。

2. 某4层框架，各层荷载如下：第2-4层楼面恒载500kN，天面恒载520kN；第2-4层楼面活载300kN，天面活载120kN，天面雪荷载100kN，则该框架总的重力荷载代表值为（ ）kN。 3. 用振型组合法计算内力时，假设前三阶振型计算得到的某截面的剪力值为150kN、50kN和15kN，则该截面的剪力组合值应取（ ）kN。 4. 某柱端在重力荷载代表值下的弯矩为120kN.m，在水平地震作用下的弯矩为250kN.m，则该柱端在重力荷载代表值和水平地震作用下的弯矩组合值为（ ）kN.m。

三． 问答题（每题20分，2题，共40分）

1. 广州市天河区的一所中学要建一栋10层高的教学楼，场地类型为Ⅱ类，采用钢筋混凝

土框架的结构形式，楼层层高除首层为3.9米外，其他楼层均为3.6米，请问该结构在进行抗震设计时，“小震”对应的地震影响系数应该取多少？抗震等级为几级？框架柱的轴压比限值应该取多少？（要求详细给出判断依据）（20分） 2. 一些设计人员认为对于钢筋混凝土构件，只要在合理配筋范围内（大于最小配筋率，小于最大配筋率），配筋越多越安全， 因此有时会故意增大钢筋混凝土构件的配筋面积。请问在进行钢筋混凝土框架结构的抗震设计时，人为加配框架梁的支座负筋（即超配筋），是否合理？为什么？

四．计算题 （20分）

某三层框架结构，底层层高为3.6米，第二、三层层高为3.0米；第一、二、三层的总侧移刚度D1、D2和D3分别为2100、2200、2000 kN/mm；各层重力荷载代表值为：G1=2500 kN， G2=2300kN，G3=2100kN。已知结构的基本自振周期为0.38 s，场地特征周期Tg=0.25s，地震设防烈度为7度，设计基本加速度为0.10 g，试计算该结构在水平地震作用下的顶点位移。

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2016年建筑结构抗震大作业答题纸

注意：所有答案一律写在答题纸上。

一. 单项选择题（每题1分，20题，共20分）

1 A 11 A 2 A 3 B 13 A 4 A 5 C 6 C 16 B 7 A 17 B 8 D 9 C 19 D 10 C 20 B 12 D 14 A 15 D 18 B

二. 计算填空题（每题5分，4题，共20分）

1 211.726m/s 2 2520 3 158.82 4 469

三． 问答题（每题20分，2题，共40分）

1.答：学校位于广州市天河区，抗震设防烈度是7度，学校是民用建筑，属于丙类建筑，按本地区设防烈度考虑,又因为小震对应的是多遇地震，所以根据《建筑抗震设计规范》（以下简称规范）（GB50011-2010）表5.1.4-1，“小震”对应的地震影响系数应是0.08。

中学是10层高的钢筋混凝土框架的结构形式，高度=1×3.9+9×3.6=36.3m＞35m，据课件表5-2-1，抗震等级为二级，据规范表6.3.6，框架柱的轴压比限值0.75。 2. 答：《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），梁的钢筋配置是有一定的要求的。从工程实用的设计和使用角度来说，超筋结构是安全的。超筋结构的缺点，一是当荷载超过设计荷载时，结构产生无先兆的脆性破坏；二是不经济，钢筋没有完全发挥其应有的作用。 从设计的角度来说，实际荷载超过设计荷载的情况是不可能发生的，因为在计算设计荷载时已经考虑了实际荷载可能的超出范围，并且在结构计算时利用各种分项系数予以了保证。如果出现了实际荷载超过设计荷载而使结构破坏，属极其偶然的罕见事件，这是设计所无法保证的（除非设计者对设计荷载计算错误），否则设计也就无法进行了。

再从当前的实际设计情况来看，完全的“适筋”结构只是一种理想状态，现实中并不存在。很多受弯构件的设计都是超筋的。产生这种情况的主要原因是：人为地加大了钢筋直径或增加了钢筋的数量。

另外，现行《混凝土结构设计规范》中并没有“超筋”这个概念，所谓“少筋”、

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“适筋”、“超筋”是在研究钢筋混凝土结构破坏时，针对不同的配筋率来研究它的破坏特征，这对混凝土结构设计有一定的指导意义。设计者应尽量避免设计 “超筋”结构是因为它在破坏时是脆性破坏较危险，但在设计荷载允许的范围内正常使用还是安全的，况且现行规范也规定了设计者必须保证钢筋混凝土结构在使用过程中不发生破坏现象。所以说“超筋”结构对结构的安全使用没有影响，甚至安全系数还更大些。在进行钢筋混凝土框架结构的抗震设计时，人为加配框架梁的支座负筋是合理的。

四．计算题 （20分）

答：采用底部剪力法，先依据地震防烈度查一下表，GB50011-2010,

其中5.1.4-1表，得到水平地震影响系数最大值0.08（多遇地震），

因为T1=0.38s，Tg=0.25s, 所以T1＞1.4 Tg=0.35,

利用地震影响反应谱曲线,计算出水平地震作用影响系数（一般来说，?=0.05，?2=0.1）

?Tgα1=??T?1?0.9???=（0.25/0.38）×1.0×0.08=0.0549 ?2max?0.9计算底部剪力：

结构总重力荷载Geq?0.85?Gi=0.85×（2500+2300+2100）

i?1n=5865KN

结的底部剪力FEk=Geq×α1=5865×0.0549=321.99 KN 考虑顶部附加地震作用，因为T1＞1.4 Tg=0.35，

则需考虑结构顶部附加集中作用，查顶部附加地震作用系数表， T1≤0.35，T1＞1.4 Tg时，0.08 T1+0.07 ，因此 δn=0.08×0.38+0.07=0.1004

则△F=δn·FEk=0.1004×321.99=32.33KN 计算各质点上水平地震作用：

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由H1=3.6m, H2=6.6m, H3=9.6m,

?nGjHj=(2500×3.6+2300×6.6+2100×9.6)=44340KN·m

j?1则第一层水平地震作用力为

F1H11?Gn(1??n)FEK=

2500?3.6?GjHj44340?(1-0.1004)×321.99=58.79KN

j?1第二层水平地震作用力为

FG2H22300?6.62?n(1??n)FEK=

?GjHj44340?(1-0.1004)×321.99=99.17KN

j?1第三层水平地震作用力为

F3?G3H3n(1??2100?9.6n)FEK=

44340?(1-0.1004)×321.99=131.7KN ?GjHjj?1第一层地震剪力为321.99 KN

第二层地震剪力为321.99 -99.17=222.82KN 第三层地震剪力为131.7KN 由此得结构的顶点位移为：

U?FEkF2'F3321.99D??=?222.82?131.71D2D3210022002000=0.320mm 6

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