厦门大学专升本土木专业《结构抗震》复习题答案

厦门大学网络教育2012-2013学年第一学期

《结构抗震》

一．判断题

1. 横波一般周期较长，振幅较大，引起地面水平方向的运动。（√）

2. 鞭梢效应就是共振。（√）

3. 刚度中心就是质量中心。（×）

4. 隔震，是通过采用一定的耗能装置或附加子结构吸收或消耗地震传递给主体

结构的能量，从而减轻结构的振动。（√）

5. 柔性结构体系通过大大减少结构物的刚性来避免结构与地面运动发生类共

振，从而减轻地震力。（√）

6. 钢筋混凝土框架构件设计中应确保剪切破坏先于弯曲破坏。（√）

7. 横墙承重砌体房屋的震害轻于纵墙承重砌体房屋。（√）

二、简答题

1. 简述三水准的抗震设计要求？

答：大震不倒,中震可修,小震不坏。

2. 多层砌体房屋震害的一般规律有哪些？

答：1.刚性楼盖房屋、柔性楼盖房屋：上层破坏轻，下层破坏重；2.黄墙承重房屋的震害轻于纵墙承重房屋；3.坚实地基上的房屋震害轻于软弱地基和非均匀地基上的震害；4预制楼板结构比现浇楼板结构破坏重；5.外廊式房屋往往地震破坏严重；6.房屋两端、转角、楼梯间、附属结构震害严重。

3. 什么是鞭梢效应？设计时如何考虑这种效应？

答：鞭梢效应在规范中的定义为：在地震作用下，高层建筑或其他建（构）筑物顶部细长突出部分振幅剧烈增大的现象。首先，内力计算。抗震设计规范规定，采用底部剪力法时，突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数3，此增大部分不应往下传递，但与该突出部分相连的构件应予计入；采用振型分解法时，突出屋面部分可作为一个质点；单层厂房突出屋面天窗架的地震作用效应的增大系数，应按本规范9章的有关规定采用。其次，突出物按薄弱层设计。根据抗震设计规范，顶物构筑物一般需要定性为竖向不规则，竖向不规则的抗震设计应采用如下措施：第3.4.3-2条，平面规则而竖向不规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型，其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数，应按本规范有关规定进行弹塑性变形分析，并应符合下列要求：1)竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以1.25～1.5的增大系数；2)楼层承载力突变时，薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相

邻上一楼层的65%（HiStruct 注：此条可参考，但65%的规定对于顶部突出物不适用）。可见顶物突出物与屋顶相连的层应该定性为薄弱层，按照薄弱层的概念进行抗震设计，地震力应放大1.15倍，且对永久性的突出物需要进行弹塑性变形分析以满足大震不倒塌的设计要求，可参考抗震设计规范5.5节。 4. 轴压比的概念是什么？为什么在框架柱中要限制轴压比？

答：轴压比指柱(墙)的轴压力设计值与柱(墙)的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。限制柱轴压比主要是为了控制柱的延性，因为轴压比越大，柱的延性就越差，在地震作用下柱的破坏呈脆性。 5. 什么是地震反应？有哪些影响因素？

答：地震反应是指当地震作用在结构上时，比如作用在房屋上时，此时房屋就是结构，地震可以看做是一个随着时间变化的荷载，即动荷载，所以作用在结构上的反应包括了结构的加速度，速度，和位移！结构的地震反应与下列因素有关：1、结构的阻尼；2、结构的抗震等级；3、地震的震级 6. 框架节点核芯区的抗震验算应满足哪些要求？

答：《高规》《抗震规范》规定抗震设计时，一、二级框架的节点核心区，应进行抗震验算；三、四级框架的节点核心区以及各抗震等级的屋顶层端节点核心区，可不进行抗震验算。各抗震等级的框架节点均应符合构造措施的要求。 7. 什么是“强柱弱梁”、“强剪弱弯”的原则？设计中如何体现

答：“强柱弱梁，强剪弱弯”是一个从结构抗震设计角度提出的一个结构概念。就是柱子不先于梁破坏，因为梁破坏属于构件破坏，是局部性的，柱子破坏将危及整个结构的安全---可能会整体倒塌，后果严重。在设计中应体现：1.强柱弱梁：使梁端的塑性铰先出、多出，尽量减少或推迟柱端塑性铰的出现。适当增加柱的配筋可以达到上述目的；2.强剪弱弯：在进行抗震设计中，剪力是通过弯距计算得出的。该原则的目的是防止梁、柱子在弯曲屈服之前出现剪切破坏。适当增加抵抗剪切力的钢筋可以达到上述目的；3.强节点弱构件：增大节点核心区的组合剪力设计值进行计算。

三、计算题

1．某三层剪切型结构如图所示，各层质量分别为123300,300,220m t m t m t ===；设计反映谱有关参数见图，Tg=0.3s ，

16.0m ax =α,结构阻尼比为0.05。已求得

该结构的基本自振周期1T 0.457s = ，试采用底部剪力法求解该结构在地震作用下的最大底部剪力。

解：确定地震影响系数α

求底部最大剪力

1αχE G F = ,因质点数n ＝3，

()()85

.076

12213==++=

n n χ

2．如图所示一个两层剪切型结构，已知：

周期：T1=0.358s ，T2=0.156s ；振型：{}⎭⎬⎫⎩⎨⎧=1488.01φ，{}⎭

⎬⎫

⎩⎨⎧-=171.12

φ，设计反映谱有关参数见图，Tg=0.2s ，16.0m ax =α。求：（1）各阶地震影响系数j α（2）

振型参与系数1γ（第j 阶振型参与系数为∑∑===

n

i ji

i

n

i ji

i

j m m 1

21φ

φ

γ）

m 3=2.2X106kg

4m

4m

m 1=3X106kg

max α0.1 T g

5T g

α0.45αT(s) 4m

m 2=3X106kg

0665

. 0 16 . 0 457 . 0 2 . 0 9

. 0 max 9 . 0 = ⋅ ⎪ ⎭

⎫

⎝ ⎛ = ⋅ ⎪ ⎭ ⎫ ⎝ ⎛ = α α T Tg ( ) KN F 031 . 2 0665 . 0 8 . 9 0 . 2 5 . 1 0 . 1 85 . 0 == ⨯ ⨯ + + ⨯ =