《抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》水平測試題及答案.doc

.一、名詞解釋1、地震烈度：指某一地區(qū)的地面和各類建筑物遭受一次地震影響的強(qiáng)弱程度。2、抗震設(shè)防烈度：一個(gè)地區(qū)作為抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度，應(yīng)按國家規(guī)定權(quán)限審批或頒發(fā)的文件（圖件）執(zhí)行。3、場地土的液化：飽和的粉土或砂土，在地震時(shí)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(yīng)力減少，顆粒局部或全部處于懸浮狀態(tài)，土體的抗剪強(qiáng)度接近于零，呈現(xiàn)出液態(tài)化的現(xiàn)象。、等效剪切波速：若計(jì)算深度范圍內(nèi)有多層土層，則根據(jù)計(jì)算深度范圍內(nèi)各土層剪切波速加權(quán)平均得到的土層剪切波速即為等效剪切波速。5、地基土抗震承載力：地基土抗震承載力，其中a為地基土的抗震承載力調(diào)整系數(shù)，fa為深寬修正后的地基承載力特征值。6、場地覆蓋層厚度：我國建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）定義：一般情況下，可取地面到剪切波速大于500m/s的堅(jiān)硬土層或巖層頂?shù)木嚯x。7、重力荷載代表值：結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)的基本代表值，是結(jié)構(gòu)自重（永久荷載）和有關(guān)可變荷載的組合值之和。8、強(qiáng)柱弱梁：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)希望梁先于柱發(fā)生破壞，塑性鉸先發(fā)生在梁端，而不是在柱端。9、砌體的抗震強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：，其中fv為非抗震設(shè)計(jì)的砌體抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，N為砌體抗震抗剪強(qiáng)度的正應(yīng)力影響系數(shù)。 10、剪壓比：剪壓比為，是構(gòu)件截面上平均剪力與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比值，用以反映構(gòu)件截面上承受名義剪應(yīng)力的大小。二、填空題（每空1分，共25分）1、地震波包括在地球內(nèi)部傳播的體波和只限于在地球表面?zhèn)鞑サ拿娌?，其中體波包括 縱波（P）波和 橫（S） 波，而面波分為 瑞雷 波和 洛夫 波，對建筑物和地表的破壞主要以 面 波為主。2、場地類別根據(jù) 等效剪切波波速 和 場地覆土層厚度劃分為IV類。3、在用底部剪力法計(jì)算多層結(jié)構(gòu)的水平地震作用時(shí)，對于T11.4Tg時(shí)，在 結(jié)構(gòu)頂部 附加Fn，其目的是考慮 高振型 的影響。4、抗震規(guī)范規(guī)定，對于烈度為8度和9度的大跨和 長懸臂 結(jié)構(gòu)、煙囪和類似的高聳結(jié)構(gòu)以及9度時(shí)的 高層建筑 等，應(yīng)考慮豎向地震作用的影響。5、鋼筋混凝土房屋應(yīng)根據(jù)烈度、 建筑物的類型 和 高度 采用不同的抗震等級，并應(yīng)符合相應(yīng)的計(jì)算和構(gòu)造措施要求。6、地震系數(shù)表示 地面運(yùn)動(dòng)的最大加速度 與 重力加速度 之比；動(dòng)力系數(shù)是單質(zhì)點(diǎn) 最大絕對加速度 與 地面最大加速度 的比值。7、多層砌體房屋的抗震設(shè)計(jì)中，在處理結(jié)構(gòu)布置時(shí)，根據(jù)設(shè)防烈度限制房屋高寬比目的是 為了使多層砌體房屋有足夠的穩(wěn)定性和整體抗彎能力 ，根據(jù)房屋類別和設(shè)防烈度限制房屋抗震橫墻間距的目的是 避免縱墻發(fā)生較大出平面彎曲變形，造成縱墻倒塌 。、用于計(jì)算框架結(jié)構(gòu)水平地震作用的手算方法一般有 反彎點(diǎn)法 和 D值法 。9、在振型分解反應(yīng)譜法中，根據(jù)統(tǒng)計(jì)和地震資料分析，對于各振型所產(chǎn)生的地震作用效應(yīng)，可近似地采用 平方和開平方 的組合方法來確定。、為了減少判別場地土液化的勘察工作量，飽和沙土液化的判別可分為兩步進(jìn)行，即 初步判別 和 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 判別。三、簡答題（每題分，共30分）、簡述兩階段三水準(zhǔn)抗震設(shè)計(jì)方法。答：我國建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）規(guī)定：進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的建筑，其抗震設(shè)防目標(biāo)是：當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí)，一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用，當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用，當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度預(yù)估的罕遇地震影響時(shí)，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。具體為兩階段三水準(zhǔn)抗震設(shè)計(jì)方法：第一階段是在方案布置符合抗震設(shè)計(jì)原則的前提下，按與基本烈度相對應(yīng)的眾值烈度的地震動(dòng)參數(shù)，用彈性反應(yīng)譜求得結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng)，然后與其他荷載效應(yīng)組合，并對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行承載力驗(yàn)算和變形驗(yàn)算，保證第一水準(zhǔn)下必要的承載力可靠度，滿足第二水準(zhǔn)烈度的設(shè)防要求（損壞可修），通過概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施來滿足第三水準(zhǔn)的設(shè)防要求；對大多數(shù)結(jié)構(gòu)，一般可只進(jìn)行第一階段的設(shè)計(jì)。對于少數(shù)結(jié)構(gòu)，如有特殊要求的建筑，還要進(jìn)行第二階段設(shè)計(jì)，即按與基本烈度相對應(yīng)的罕遇烈度的地震動(dòng)參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)彈塑性層間變形驗(yàn)算，以保證其滿足第三水準(zhǔn)的設(shè)防要求。、簡述確定水平地震作用的振型分解反應(yīng)譜法的主要步驟。（1）計(jì)算多自由度結(jié)構(gòu)的自振周期及相應(yīng)振型；（2）求出對應(yīng)于每一振型的最大地震作用（同一振型中各質(zhì)點(diǎn)地震作用將同時(shí)達(dá)到最大值）；（3）求出每一振型相應(yīng)的地震作用效應(yīng)；（4）將這些效應(yīng)進(jìn)行組合，以求得結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)。、簡述抗震設(shè)防烈度如何取值。答：一般情況下，抗震設(shè)防烈度可采用中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖的地震基本烈度(或與本規(guī)范設(shè)計(jì)基本地震加速度值對應(yīng)的烈度值)。對已編制抗震設(shè)防區(qū)劃的城市，可按批準(zhǔn)的抗震設(shè)防烈度或設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)進(jìn)行抗震設(shè)防。、簡述框架節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)的基本原則。節(jié)點(diǎn)的承載力不應(yīng)低于其連接構(gòu)件的承載力；多遇地震時(shí)節(jié)點(diǎn)應(yīng)在彈性范圍內(nèi)工作；罕遇地震時(shí)節(jié)點(diǎn)承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞；梁柱縱筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)應(yīng)有可靠的錨固；節(jié)點(diǎn)配筋不應(yīng)使施工過分困難。、簡述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的震害情況。答：1. 共振效應(yīng)引起的震害；2. 結(jié)構(gòu)布置不合理引起的震害；3. 柱、梁和節(jié)點(diǎn)的震害；4. 填充墻的震害；5. 抗震墻的震害。四、計(jì)算題（共15分）二質(zhì)點(diǎn)體系如圖所示，各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值分別為m1=60t， m2=50t，層高如圖所示。該結(jié)構(gòu)建造在設(shè)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(shù)最大值分別為max =0.16（多遇地震）和max=0.90（罕遇地震）。已知結(jié)構(gòu)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(jì)算結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下各層的層間地震剪力。提示：0.1s時(shí)，；k2k1m2m14m4m 5時(shí)，； 且時(shí)， ; 時(shí), 解：， 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)試題（A卷）一、填空題（每空1分，共20分）1、工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)一般包括 結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算 、抗震概念設(shè)計(jì) 和抗震構(gòu)造措施三個(gè)方面的內(nèi)容。2、抗震規(guī)范規(guī)定，建筑場地類別根據(jù)等效剪切波速和場地覆蓋土層厚度雙指標(biāo)劃分為4類。3、一般情況下，場地的覆蓋層厚度可取地面至土層的剪切波速大于 500m/s 的堅(jiān)硬土層或巖石頂面的距離。4、從地基變形方面考慮，地震作用下地基土的抗震承載力比地基土的靜承載力 大。5、地震時(shí)容易發(fā)生場地土液化的土是:處于地下水位以下的飽和砂土和粉土。6、目前，求解結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的方法大致可分為兩類：一類是擬靜力方法，另一類為直接動(dòng)力分析法。 7、對砌體結(jié)構(gòu)房屋，樓層地震剪力在同一層墻體中的分配主要取決于樓蓋的水平剛度和各墻體的側(cè)移剛度。8、用地震烈度來衡量一個(gè)地區(qū)地面和各類建筑物遭受一次地震影響的強(qiáng)弱程度， 5級以上的地震稱為破壞性地震。9、一般來講，在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，對結(jié)構(gòu)中重要構(gòu)件的延性要求，應(yīng)高于對結(jié)構(gòu)總體的延性要求；對構(gòu)件中關(guān)鍵桿件的延性要求，應(yīng)高于對整個(gè)構(gòu)件的延性要求。10、抗震等級共分4級，其中 一 級抗震要求最高，鋼筋混凝土房屋應(yīng)根據(jù) 烈度 、 結(jié)構(gòu)類型 和房屋的高度采用不同的抗震等級。11、地震地區(qū)的框架結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)計(jì)成延性結(jié)構(gòu)，遵守強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎以及強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的設(shè)計(jì)原則。二、單項(xiàng)選擇題（每題4分、共20分）1、在框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，控制柱軸壓比的目的：（ C ）A、控制柱在軸壓范圍內(nèi)破壞B、控制柱在小偏壓范圍內(nèi)破壞C、控制柱在大偏壓范圍內(nèi)破壞D、控制柱在雙向偏壓范圍內(nèi)破壞2、規(guī)范規(guī)定：框架抗震墻房屋的防震縫寬度是框架結(jié)構(gòu)房屋的：（ b ）A、80%，且不宜小于70mmB、70%，且不宜小于70mmC、60%，且不宜小于70mmD、90%，且不宜小于70mm 3、在求解多自由度體系的頻率和振型時(shí)，既可以計(jì)算基本頻率也可以計(jì)算高階頻率的方法是：（a ）A、矩陣迭代法B、等效質(zhì)量法C、能量法D、頂點(diǎn)位移法4、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)側(cè)移曲線為（ c ）。A、彎曲型 B、剪切型C、彎剪型 D、復(fù)合型5、不屬于抗震概念設(shè)計(jì)的是（ c ）。A. 正確合理地進(jìn)行選址B. 結(jié)構(gòu)總體布置C. 承載力驗(yàn)算D. 良好的變形能力設(shè)計(jì)三、簡答題（每題5分、共20分）1、“樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)”的概念及作用是什么？ 答：樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)是指按構(gòu)件實(shí)際配筋和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的樓層受剪承載力和按罕遇地震作用計(jì)算的樓層彈性地震剪力的比值。作用：判斷結(jié)構(gòu)的薄弱層位置。2、 什么是抗震規(guī)范“三水準(zhǔn)”抗震設(shè)防目標(biāo)？ 小震不壞、中震可修、大震不倒 小震不壞 在建筑物使用期間內(nèi)可遇到的多遇地震（小震），即相當(dāng)于比設(shè)防烈度低1.5度的地震作用下，建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)保持彈性狀態(tài)而不損壞，按這種受力狀態(tài)進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算和截面設(shè)計(jì)。 中震可修 即在設(shè)防烈度下，建筑結(jié)構(gòu)可以出現(xiàn)損壞，經(jīng)修理后仍可以繼續(xù)使用，并保證生命和設(shè)備的安全。 大震不倒 當(dāng)遭遇了千年不遇的罕遇地震（大震），建筑物會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞，但要求不倒塌，保證生命安全。所謂大震，一般指超出設(shè)計(jì)烈度11.5度的地震。 3、什么是剪壓比？為什么要限制梁剪壓比？ 剪壓比即梁塑性鉸區(qū)截面的剪壓比對梁的延性、耗能能力及保持梁的強(qiáng)度、剛度有明顯的影響，當(dāng)剪壓比大于0.15時(shí)，量的強(qiáng)度和剛度有明顯的退化現(xiàn)象，此時(shí)再增加箍筋，也不能發(fā)揮作用。4、多道抗震防線的概念？舉例說明？多道抗震防線：（1）一抗震結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)有若干個(gè)延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來協(xié)同工作。如：框架抗震墻體系是由延性框架和抗震墻兩個(gè)系統(tǒng)組成；雙肢或多肢抗震墻體系由若干個(gè)單肢墻分系統(tǒng)組成。（2）抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部贅余度，有意識地建立一系列分布的屈服區(qū)，以使結(jié)構(gòu)能夠吸收和耗散大量的地震能量，一旦破壞也易于修復(fù)。四、計(jì)算題（共40分）計(jì)算所需數(shù)據(jù)如下：1、一四層框架結(jié)構(gòu)，底層層高4.2m，其余各層均為3.3m，各層重力荷載代表值均為7000KN，各層抗側(cè)移剛度D=5105KN/m,抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.30g，類場地，設(shè)計(jì)地震分組為二組，試計(jì)算：（共15分）（1）用頂點(diǎn)位移法計(jì)算結(jié)構(gòu)的自振周期（7分）（2）各樓層的地震剪力（8分）解：（1）則自振周期2、試計(jì)算兩層框架結(jié)構(gòu)（橫梁的）的自振頻率和振型。已知各層質(zhì)量均為60t,各層剛度均為k=4104KN/m。(10分)3、某4層磚混結(jié)構(gòu)，樓蓋、屋蓋采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，橫墻承重，樓梯間突出屋頂，層高3.0m，其平面圖如下，窗洞為1500m2100m，門洞為1000m2100m,窗洞、門洞底標(biāo)高均在頂層樓面位置，Mu10磚、M5.0混合砂漿，其抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為fV=0.11N/mm2，試對D軸墻體(非承重墻)進(jìn)行抗震承載力驗(yàn)算（屋頂間沒有考慮鞭端效應(yīng)的地震剪力為30KN，磚砌體容重19KN/m3）。（15分）解：抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)試題（B卷）一、填空題（每空1分，共20分）1、 根據(jù)土層剪切波速的范圍把土劃分為堅(jiān)硬土、中硬土、中軟土、軟弱土四類。2、地震波中的 縱波（P） 是由震源向外傳播的疏密波， 橫波（S） 是由震源向外傳播的剪切波。用來反映一次地震本身強(qiáng)弱程度的大小和尺度的是 震級 ，其為一種定量的指標(biāo)。、在地基土的抗震承載力計(jì)算中，地基土的抗震承載力調(diào)整系數(shù)一般應(yīng) 1.0 。、當(dāng)建筑物的地基有 飽和的砂土和粉土 的土?xí)r，應(yīng)經(jīng)過勘察試驗(yàn)預(yù)測在地震時(shí)是否會(huì)出現(xiàn)液化現(xiàn)象。、抗震設(shè)計(jì)一般包括抗震計(jì)算、抗震概念設(shè)計(jì)及抗震構(gòu)造措施三方面的內(nèi)容。、對于具有多道抗震防線的抗側(cè)力體系，應(yīng)著重提高 第一道抗震防線 中構(gòu)件的延性。、未經(jīng)抗震設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)的震害主要在梁柱的節(jié)點(diǎn)區(qū)，柱與梁相比，震害比較重的構(gòu)件是 柱 。、剪壓比用來說明梁截面上承受名義剪應(yīng)力的大小，其概念為：剪壓比為，是構(gòu)件截面上平均剪力與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比值。、抗震等級是結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)防的標(biāo)準(zhǔn)，鋼筋混凝土房屋應(yīng)根據(jù) 結(jié)構(gòu)類型 、 及 烈度 、 房屋高度 采用不同的抗震等級。1、在確定結(jié)構(gòu)體系時(shí)，需要在結(jié)構(gòu)的 剛度 、延性及 承載力 之間尋求一種較好的匹配關(guān)系。、多層砌體房屋結(jié)構(gòu)宜采用 橫墻 承重的結(jié)構(gòu)體系。二、單項(xiàng)選擇題（每題4分，共20分）1、框架抗震墻結(jié)構(gòu)布置中，關(guān)于抗震墻的布置，下列哪種做法是錯(cuò)誤的：A、抗震墻在結(jié)構(gòu)平面的布置應(yīng)對稱均勻B、抗震墻應(yīng)沿結(jié)構(gòu)的縱橫向設(shè)置C、抗震墻宜于中線重合D、抗震墻宜布置在兩端的外墻2、地震系數(shù)表示地面運(yùn)動(dòng)的最大加速度與重力加速度之比，一般，地面運(yùn)動(dòng)的加速度越大，則地震烈度：A、越低B、不變C、越高D、不能判定3、框架結(jié)構(gòu)側(cè)移曲線為（ ）。A、彎曲型 B、復(fù)合型C、彎剪型 D、剪切型4、抗震設(shè)防結(jié)構(gòu)布置原則（ ） A、合理設(shè)置沉降縫 B、增加基礎(chǔ)埋深C、足夠的變形能力 D、增大自重5、6度設(shè)防的35m高的框架結(jié)構(gòu)，其防震縫的寬度應(yīng)為：（ ）A、100mmB、150mmC、200mmD、250mm 三、簡答題（每題5分、共20分）1、如何進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)中的二階段設(shè)計(jì)？（1）第一階段設(shè)計(jì) 對絕大多數(shù)建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)滿足第一、二水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求，即按照第一水準(zhǔn)（多遇地震）的地震參數(shù)進(jìn)行地震作用計(jì)算、結(jié)構(gòu)分析和構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算，按規(guī)范進(jìn)行截面設(shè)計(jì)，然后采取相應(yīng)的構(gòu)造措施，達(dá)到“小震不壞，中震可修”的要求。 （2）第二階段設(shè)計(jì) 對特別重要的建筑和地震時(shí)容易倒塌的結(jié)構(gòu)，除進(jìn)行第一階段設(shè)計(jì)外，還要進(jìn)行薄弱層部位的彈塑性變形驗(yàn)算和采取相應(yīng)的構(gòu)造措施，使薄弱層的水平位移不超過允許的彈塑性位移，實(shí)現(xiàn)第三水準(zhǔn)的要求。2、如何確定結(jié)構(gòu)的薄弱層？ 根據(jù)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)確定，對樓層屈服強(qiáng)度