《抗震结构设计》水平测试题及答案

《抗震结构设计》水平测试题及答案

一、名词解释 1、地震烈度：

指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。 2、抗震设防烈度：

一个地区作为抗震设防依据的地震烈度，应按国家规定权限审批或颁发的文件（图件）执行。 3、场地土的液化：

饱和的粉土或砂土，在地震时由于颗粒之间的孔隙水不可压缩而无法排出，使得孔隙水压力增大，土体颗粒的有效垂直压应力减少，颗粒局部或全部处于悬浮状态，土体的抗剪强度接近于零，呈现出液态化的现象。 ４、等效剪切波速：

若计算深度范围内有多层土层，则根据计算深度范围内各土层剪切波速加权平均得到的土层剪切波速即为等效剪切波速。 5、地基土抗震承载力：

地基土抗震承载力

faE??a?fa，其中ζa为地基土的抗震承载力调整系数，fa为

深宽修正后的地基承载力特征值。 6、场地覆盖层厚度：

我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）定义：一般情况下，可取地面到剪切波速大于500m/s的坚硬土层或岩层顶的距离。 7、重力荷载代表值：

结构抗震设计时的基本代表值，是结构自重（永久荷载）和有关可变荷载的组合值之和。 8、强柱弱梁：

结构设计时希望梁先于柱发生破坏，塑性铰先发生在梁端，而不是在柱端。 9、砌体的抗震强度设计值：

fVE??NfV10、剪压比：

，其中fv为非抗震设计的砌体抗剪强度设计值，ζN为砌体抗震抗剪

强度的正应力影响系数。

剪压比为V/fcbh0，是构件截面上平均剪力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值，用以反映构件截面上承受名义剪应力的大小。

二、填空题（每空1分，共25分）

1、地震波包括在地球内部传播的体波和只限于在地球表面传播的面波，其中体波包括 纵波（P）波和 横（S） 波，而面波分为 瑞雷 波和 洛夫 波，对建筑物和

地表的破坏主要以 面 波为主。

2、场地类别根据 等效剪切波波速 和 场地覆土层厚度划分为IV类。

3、在用底部剪力法计算多层结构的水平地震作用时，对于T1>1.4Tg时，在 结构顶部 附加ΔFn，其目的是考虑 高振型 的影响。

4、《抗震规范》规定，对于烈度为8度和9度的大跨和 长悬臂 结构、烟囱和类似的高耸结构以及9度时的 高层建筑 等，应考虑竖向地震作用的影响。

5、钢筋混凝土房屋应根据烈度、 建筑物的类型 和 高度 采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。

6、地震系数k表示 地面运动的最大加速度 与 重力加速度 之比；动力系数

?是单质点 最大绝对加速度 与 地面最大加速度 的比值。

7、多层砌体房屋的抗震设计中，在处理结构布置时，根据设防烈度限制房屋高宽比目的是 为了使多层砌体房屋有足够的稳定性和整体抗弯能力 ，根据房屋类别和设防烈度限制房屋抗震横墙间距的目的是 避免纵墙发生较大出平面弯曲变形，造成纵墙倒塌 。

８、用于计算框架结构水平地震作用的手算方法一般有 反弯点法 和 D值法 。

9、在振型分解反应谱法中，根据统计和地震资料分析，对于各振型所产生的地震作用效应，可近似地采用 平方和开平方 的组合方法来确定。

１０、为了减少判别场地土液化的勘察工作量，饱和沙土液化的判别可分为两步进行，即 初步判别 和 标准贯入试验 判别。 三、简答题（每题６分，共30分） １、简述两阶段三水准抗震设计方法。

答：我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）规定：进行抗震设计的建筑，其抗震设防目标是：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用，当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用，当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

具体为两阶段三水准抗震设计方法：

第一阶段是在方案布置符合抗震设计原则的前提下，按与基本烈度相对应的众值烈度的地震动参数，用弹性反应谱求得结构在弹性状态下的地震作用效应，然后与其他荷载效应组合，并对结构构件进行承载力验算和变形验算，保证第一水准下必要的承载力可靠度，满足第二水准烈度的设防要求（损坏可修），通过概念设计和构造措施来满足第三水准的设防要求；

对大多数结构，一般可只进行第一阶段的设计。

对于少数结构，如有特殊要求的建筑，还要进行第二阶段设计，即按与基本烈度相对应的罕遇烈度的地震动参数进行结构弹塑性层间变形验算，以保证其满足第三水准的设防要求。

２、简述确定水平地震作用的振型分解反应谱法的主要步骤。

（1）计算多自由度结构的自振周期及相应振型；

（2）求出对应于每一振型的最大地震作用（同一振型中各质点地震作用将同时达到

最大值）；

（3）求出每一振型相应的地震作用效应；

（4）将这些效应进行组合，以求得结构的地震作用效应。

３、简述抗震设防烈度如何取值。

答：一般情况下，抗震设防烈度可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度(或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值)。对已编制抗震设防区划的城市，可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。

４、简述框架节点抗震设计的基本原则。

节点的承载力不应低于其连接构件的承载力； 多遇地震时节点应在弹性范围内工作；

罕遇地震时节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递； 梁柱纵筋在节点区内应有可靠的锚固； 节点配筋不应使施工过分困难。

５、简述钢筋混凝土结构房屋的震害情况。

答：1. 共振效应引起的震害；

2. 结构布置不合理引起的震害； 3. 柱、梁和节点的震害； 4. 填充墙的震害； 5. 抗震墙的震害。

四、计算题（共15分）

二质点体系如图所示，各质点的重力荷载代表值分别为m1=60t， m2=50t，层高如图所示。该结构建造在设防烈度为8度、场地土特征周期Tg=0.25s的场地上，其水平地震影响系数最大值分别为?的主振型和自振周期分别为

max =0.16（多遇地震）和

?。已知结构max=0.90（罕遇地震）

?X11??0.488?????? ?X12??1.000?

?X21???1.710?????? ?X22??1.000?T1?0.358s T2? 0.156s

要求：用底部剪力法计算结构在多遇地震作用下各层的层间地震剪力Vi。提示：

T1?0.1s～Tg时，???max；

?Tg T1?Tg～5Tg时，????T?1k2 4m m1 m2

?； ???max?0.9T1?1.4Tg且Tg?0.35ｓ时，

k1 4m

?n?0.08T1?0.07;

Tg?0.35~0.55ｓ时,

?n?0.08T1?0.01

0.9?Tg??0.25?解：Tg?T1?0.358s<5Tg，?1?????max???0.16=0.116 T0.358???1?0.9Geq?0.85?(60?50)?9.8=916.3kN FEk??1Geq?0.116?916.3?106.29kN

T1?1.4Tg?1.4?0.25?0.35s，Tg?0.25s?0.35s

?n?0.08T1?0.07?0.08?0.358?0.07?0.10

F1?G1H160?9.8?4FEk(1??n)??106.29?(1?0.10)?35.87kNGH60?9.8?4?50?9.8?8?iiF2?G2H250?9.8?8FEk(1??n)??106.29?(1?0.10)?59.79kNGH60?9.8?4?50?9.8?8?ii ?FN?FEk?n?106.29?0.10?10.63kN

V2?F2??FN?59.79?10.63=70.42kN V1?F1?V2?35.87?70.42=106.29kN

《抗震结构设计》试题（A卷）

一、填空题（每空1分，共20分）

1、工程结构的抗震设计一般包括 、 和抗震构造措施三个方面的内容。

2、《抗震规范》规定，建筑场地类别根据 和 双指标划分为4类。

3、一般情况下，场地的覆盖层厚度可取地面至土层的剪切波速大于 的坚硬土层或岩石顶面的距离。

4、从地基变形方面考虑，地震作用下地基土的抗震承载力比地基土的静承载力 。

5、地震时容易发生场地土液化的土是 。 6、目前，求解结构地震反应的方法大致可分为两类：一类是 ，另一类为 。

7、对砌体结构房屋，楼层地震剪力在同一层墙体中的分配主要取决于 和 。

8、用 来衡量一个地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度， 以上的地震称为破坏性地震。

9、一般来讲，在结构抗震设计中，对结构中重要构件的延性要求，应 对结构总体的延性要求；对构件中关键杆件的延性要求，应 对整个构件的延性要求。

10、抗震等级共分4级，其中 级抗震要求最高，钢筋混凝土房屋应根据 、 和房屋的高度采用不同的抗震等级。

11、地震地区的框架结构，应设计成延性结构，遵守强柱弱梁、 以及

的设计原则。 一、 填空题（每空1分，共20分）

1、抗震概念设计、结构抗震计算 2、等效剪切波速；场地覆盖土层厚度 3、500m/s 4、大

5、处于地下水位以下的饱和砂土和粉土 6、拟静力方法 直接动力分析法 7、楼盖的水平刚度 各墙体的侧移刚度 8、地震烈度 5级 9、高于 高于 10、1级 烈度 结构类型 11、强剪弱弯；强节点弱构件。

二、单项选择题（每题4分、共20分）

1、在框架结构的抗震设计中，控制柱轴压比的目的：（ ） A、控制柱在轴压范围内破坏 B、控制柱在小偏压范围内破坏 C、控制柱在大偏压范围内破坏 D、控制柱在双向偏压范围内破坏

2、《规范》规定：框架—抗震墙房屋的防震缝宽度是框架结构房屋的：（ ） A、80%，且不宜小于70mm B、70%，且不宜小于70mm C、60%，且不宜小于70mm D、90%，且不宜小于70mm

3、在求解多自由度体系的频率和振型时，既可以计算基本频率也可以计算高阶频

（2）第二阶段设计

对特别重要的建筑和地震时容易倒塌的结构，除进行第一阶段设计外，还要进行薄弱层部位的弹塑性变形验算和采取相应的构造措施，使薄弱层的水平位移不超过允许的弹塑性位移，实现第三水准的要求。 2、如何确定结构的薄弱层？

根据楼层屈服强度系数确定，对楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构，薄弱层可取在底层，对楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的结构，薄弱层可取其相对较小的楼层，一般不超过２－３处。

3、影响框架梁柱延性的因素有哪些？

影响框架梁延性及其耗能能力的因素很多，主要有以下几个方面：纵筋配筋率、剪压比、跨高比、塑性铰区的箍筋用量。

4、砌体结构房屋的概念设计包括哪几个方面？

（1）建筑平面及结构布置 （2）房屋总高和层数符合规范要求 （3）高宽比符合要求

（4）抗震墙间距满足规范要求 （5） 砌体墙段的局部尺寸符合限值 四、计算题（共40分）计算所需数据如下 1、已知二层框架结构，一层 解：

?X12??1?为 ，试运用振型的正交性计算第二振型。（10分） ????X11????0.488?已知第一振型：X121?X110.488?0.488??60?????1??0Tm1?60t，二层

m2?50t，第一振型

根据主振型的正交性：（质量正交）质量矩阵得:x?1.71则第二振型为： X221??X211.71?X??m? ?X?2T10??x????050????1?

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