扬州大学建筑科学与工程学院

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《建筑结构抗震设计》课程考试复习题

考试班级：土木专升本2010级 授课教师： 郭清平

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一、 概念题

1． 特征周期

2． 等效总重力荷载

3．鞭端效应

4． 结构薄弱层

5．震级

6．基本烈度

7．场地土覆盖层厚度

8．主动控制

9、多遇地震

二、 简答题

1． 我国抗震设防的目标是什么？

?

2． 抗震结构的概念设计包含哪些内容？

3．什么叫液化？液化的危害有哪些？

4．简述用顶点位移法计算框架结构基本周期的计算步骤。

5．混合结构房屋墙角震害及原因分析

6．试述钢筋混凝土圈梁的构造、布置要求和施工方法

7．试述框架结构自震周期的计算过程

8．基础隔震的优点？

9．试述钢筋混凝土圈梁的主要功能。

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三、 绘图题

1． 试画出框架梁、柱在下图中主筋的构造要求。 梁两端支座处负筋面积中较大者的+10d(一，二级）全跨贯通且不少于2φ(一，二级） +5d(三，四级）+10d(一，二级） ≥6d≥6d+5d(三，四级） 300 aEaE每次切断不 ≥5d≥5d多于四根aE 梁两端支座处负筋面积中较大者的全跨贯通 300 aE≥0.45aE ≥5d≥5d aE hh400400 aE

2．画出墙角处及内外墙交接处构造柱与墙体之间拉结筋的构造示意图

≤22d≥10d≤22d≥10d1.2+10d(一级）≤22daE≥10d

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3．画出框架下列部位主筋的接头与锚固要求 梁两端支座处负筋面积中较大者的+10d(一，二级）全跨贯通且不少于2φ(一，二级） +5d(三，四级）+10d(一，二级） ≥6d≥6d+5d(三，四级） 300 aEaE每次切断不 ≥5d≥5d多于四根 aE 梁两端支座处负筋面积中较大者的全跨贯通 300 aE ≥0.45aE≥5d≥5d aE hh400400 1.2+10d(一级）

≤22d≥10d≤22d≥10d

4．画出框架下列部位箍筋的设置要求

梁端箍筋加密区≥2hb(一级）且≥500≥1.5hb(其他）50 aE≤22d10d≥aE50 50 ≤100≤100≤1/4hb.≤6d(8d).≤100(150)≤200≤6d(8d).≤100(150)(加密区)≥2hb(一级）梁端箍筋加密区且≥500≥1.5hb50 50 50 ≤hb/2≤b≤200450≥h≥n/6箍筋加密区≥hc≥hn/6≥450箍筋加密区≤hb/2≤b≤200不少于柱端配箍量的50%≤10d(非加密区)(一.二级）500 500 箍筋加密区500 500 地面hh第 4 页 共 10 页

hnhnhb≥hchb四、 计算题

1． 某三层框架如图所示。m1=2×106kg，m2=2×106kg，m3=1.5×106kg，梁的刚度EI=∞，结构各层的层间侧移刚度分别为K1=7.5×105kN/m，K2=9.1×105kN/m，K3=8.5×105kN/m，体系振动的圆频率ω1=9.62rad/s，ω2=26.88rad/s，ω3=39.70rad/s，第一主振型X13/X12/X11 =1.000/0.840/0.519，第二主振型X23/X22/X21 =－1.000/0.306/0.980，X33/X32/X31 =1.000/－1.780/1.470。场地为II类，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.3g,设计分组为第一组，场地特征周期Tg=0.35s，αmax=0.24，结构的阻尼比ζ=0.05，试用振型分解反应谱法计算该框架的层间地震剪力。 400040004000m3m2m1K3K2K1 解：（1)结构的主振型及自振周期： （2)水平地震作用： 相应于第一振型的质点水平地震作用为：…………………………………………5分

顶点附加地震作用系数 Tg(s) ≤0.35 ＜0.35~0.55 ＞0.55 T1＞Tg 0.08T1＋0.07 0.08T1＋0.01 0.08T1－0.02 0.0 T1≤Tg F=??XG=??Xmg1i111i1111i1

由图3.9、表3.2、表3.3及式（3.43），可算得地震影响系数为：

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?Tg? ?= ??η??T1?12?max0.35??=???0.653?60.9×1.0×0.24=0.137

振型参与系数为：

?故

1=

?mX?mXi?1ii?1nin1i=

21i2?10?0.519?2?10?0.840?1.5?10?1.00062626662?10?0.519?2?10?0.840?1.5?10?12=1.223

FFF11=0.137×1.223×0.519×2000×9.8=1704Kn =0.137×1.223×0.840×2000×9.8=2759Kn =0.137×1.223×1.000×1500×9.8=2463Kn

1213相应于第二振型的质点水平地震作用为：…………………………………………

F=??XG=??Xmg2i222i2222i2

∵ 0.1S＜T2=0.234S＜Tg=0.35S ∴

??2=

η?max=1.0×0.24=0.24

2振型参与系数为：

2=

?mX?mXi?1ii?1nin2i=0.297

22i故

FFF21=0.24×0.297×0.980×2000×9.8=1369Kn =0.24×0.297×0.306×2000×9.8=428Kn =0.24×0.297×（-1.000）×1500×9.8=-1048Kn

2223相应于第三振型的质点水平地震作用为：…………………………………………

F=??XG=??Xmg3i333i3333i3

∵ 0.1S＜T3=0.158S＜Tg=0.35S ∴

?3=

η?max=1.0×0.24=0.24

2振型参与系数为：

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?故

3=

?mX?mXi?1ii?1nin3i=0.072

23iFFF31=0.24×0.072×1.470×2000×9.8=498Kn =0.24×0.072×（-1.780）×2000×9.8=-603Kn =0.24×0.072×1.000×1500×9.8=254Kn

3233（3)层间地震剪力为：…………………………………………………………………

V1=

6926?749?(?95)=6967Kn

222VV

=2=352222?(?602)?(?349)=5270Kn ?(?1048)?254=2689Kn

2222246322．用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时各层的层间地震剪力。

解：（1)结构总水平地震作用：

?1=0.137……………………………………………………………………………

Geg=0.85

?mgi?1iegn=0.85×（2000+2000+1500）×9.8=45815Kn………………

FEK=

?G1in=0.137×45815=6276.66Kn………………………………………

（2)各质点的水平地震作用：

GHF

?GH=i

ii?1i×

iFEK（1-

?n）

∵ T1=0.653S＞1.4Tg=1.4×0.35=0.49S……………………………………

∴

?n=0.08T1+0.01=0.08×0.653+0.01=0.0622………………………………

顶点附加地震作用为：△

F=?FnnEK0.0622×6276.66=390.4kN

F1=

2000?9.8?4×6276.66×（1-0.0622）

2000?9.8?4?2000?9.8?8?1500?9.8?12=1121kN…………………………………………………………………

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FF2=2422 kN…………………………………………………………………… =2523 kN……………………………………………………………………

3（3)层间地震剪力为：………………………………………………………………

V1=2523+390.4=2913.4 Kn =2913.4+2242=5155.4 Kn =5155.4 +1121=6276.4 Kn

VV

233．某二层框架结构如图，集中于楼盖处的重力荷载代表值分别为G1=600KN，G2=500KN，梁的刚度EI=∞，结构振动圆频率ω1=17.54s，

?1x22=-1/1.71，场地12ω1=40.32s。第一主振型x=1/0.488，第二主振型x21x11?1为I类，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.2g,设计分组为第一组，场地特征周期Tg=0.25s，αmax=0.16，结构的阻尼比ζ=0.05，试用振型分解反应谱法计算该框架的层间地震剪力。

顶点附加地震作用系数 Tg(s) ≤0.35 解：（1）结构的主振型及自振周期：

＜0.35~0.55 ＞0.55 T1＞Tg 0.08T1＋0.07 0.08T1＋0.01 0.08T1－0.02 0.0 T1≤Tg ??X12???1.000???X22????1.000???=??=??，??

0.4881.710?????X11????X21???第 8 页 共 10 页

T1=

2??=

12?3.14=0.358S

17.54 T2=0.156S………………………………………………………………………………

（2）水平地震作用：

相应于第一振型的质点水平地震作用为：…………………………………………

F=??XG=??Xmg1i111i1111i1

由图3.9、表3.2、表3.3及式（3.43），可算得地震影响系数为：

?= 1?Tg???η??T1?2?=max?0.25????0.358?0.9×1.0×0.16=0.1158

振型参与系数为：

?故

1=

?mX?mXi?1ii?1nin1i=

21i600?0.488?500?1600?0.488?500?122=1.23

FF11=0.1158×1.23×0.488×600=41.7Kn =0.1158×1.23×1×500=71.2Kn

12相应于第二振型的质点水平地震作用为：…………………………………………

F=??XG=??Xmg2i222i2222i2

∵ 0.1S＜T2=0.156S＜Tg=0.25S ∴

??2=

η?max=1.0×0.16=0.16

2振型参与系数为：

2=

?mX?mXi?1ii?1nin2i=0.233

22i故

FF21=0.16×0.233×1.71×600=38.2Kn =0.16×0.233×(-1)×500=-18.6Kn

22（3）层间地震剪力为：…………………………………………………………………

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V=1=2110.72?19.2=112.4Kn

22V

71.22?(?18.6)=73.6Kn

4．用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时各层的层间地震剪力。

解：1、）结构总水平地震作用：

?1=0.158…………………………………………………………………………

Geg=0.85

?mgi?1iegn=0.85×（600+500）=935Kn……………………………

FEK=

?G1in=0.158×935=108.3Kn………………………………………

2、）各质点的水平地震作用：

GHF

?GH=i

ii?1i×

iFEK（1-

?n）

∵ T1=0.358S＞1.4Tg=1.4×0.25=0.35S……………………………………

∴

?n=0.08T1+0.07=0.08×0.358+0.07=0.0986………………………………

顶点附加地震作用为：△

F=?FnnEK=0.0986×108.3=10.68kN

F

1=

600?4×108.3×（1-0.0986）

600?4?500?8=36.6kN……………………………………………………………………

F2=61.02 kN……………………………………………………………………

3、）层间地震剪力为：………………………………………………………………

VV2=61.02+10.68=71.7 kN =71.7+36.6=108.3 kN

1

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