抗震试题及答案

抗震结构设计试题b

（本试题所需图表见附录）

一、 名词解释（每小题3分，共15分）

1、抗震设防烈度：按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度

2、罕遇地震：罕遇地震则指很少遇到的地震，相当于１６００～２５００年一遇的地震，50年超越概率2％～3％的烈度作为罕遇地震

3、鞭梢效应：指当建筑物受地震作用时，它顶部的小突出部分由于质量和刚度比较小，在每一个来回的转折瞬间，形成较大的速度，产生较大的位移,就和鞭子的尖一样，这种现象称为鞭梢效应。

4、抗震等级：是设计部门依据国家有关规定，按“建筑物重要性分类与设防标准”，根据烈度、结构类型和房屋高度等，而采用不同抗震等级进行的具体设计。

5、自振周期：结构系统按某一振型完成一次自由振动所需的往复时间。 二、

二、 填空题（每小题2分，共14分）

某二层钢筋混凝土框架,集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等G 1=G 2=800kN ，每层层高4.0m ，跨度9.0m ，柱的截面尺寸350mm ×350mm,，采用C20的混凝土，梁的刚度EI=∞。场地为Ⅲ 类，设防烈度为7度，该地区的地震动参数区划的特征周期分区为三区。已求得柔度系数 221211,,δδδ 分别为8.366×10-5m/kN ，8.366×10-5m/kN 和16.73×10-5m/kN ，ω1=6.11s -1，ω2=15.99s -1；主振型为：

618.1,000.12111==x x 618.0,000.12212-==x x

第一阶段设计按振型分解反应谱法确定图示钢筋混凝土框架的多遇地震作用计算，试求： 1、相应于第一振型自振周期T 1的地震影响系数1α= 0.053 。 2、第一振型参与系数1γ= 0.724 。

3、作用在第一振型上的水平地震作用F 11= 30.70kN ，F 12= 49.67kN 。

4、第二振型参与系数2γ= 0.276 。

5、作用在第二振型上的水平地震作用F 21= 27.82kN ，F 22= -17.19kN 。

6、相应于第一、第二振型的地震作用的第1层单柱组合地震剪力为V 1= 40.53kN 。

7、相应于第一、第二振型的地震作用的第1层单柱柱底组合地震弯矩为M 1= 81.07kN.m 。

三、 简答题（每小题5分，共35分）

1、建筑的抗震设防类别依其重要性分为哪几类？分类的作用是什么？

2、阻尼大小如何影响单自由度体系自由振动？

3、什么是建筑的重力荷载代表值，怎样确定它们的数值？

4、在钢筋混凝土框架内力分析中为什么要对梁进行调幅？

5、试述对概念设计的理解，并说明在抗震概念设计中应遵循哪些原则？

6、在砌体结构的抗震设计中，圈梁的作用是什么？

7、在框架柱的截面设计中，为什么要限制其轴压比？三、

1、建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重此生灾害的建筑，乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑，丙类建筑应属于除甲、乙、丁类建筑以外的建筑，丁类建筑应属于抗震次要建筑

甲类建筑在地震破坏后会产生巨大社会影响或造成巨大经济损失。严重次生灾害指地震破坏后可能引发水灾、火灾、爆炸、剧毒或强腐蚀性物质大量泄漏和其他严重次生灾害。

2、1、欠阻尼情况（阻尼比小于1）：周期增大，频率减小，振幅成指数衰减，一直不停地作衰减振动；也只有这种情况，物体还能继续振动。

2、临界阻尼情况（阻尼比等于1）：不能继续振动，振幅急剧衰减，物体很快回到平衡位置。

3、过阻尼情况（阻尼比大于1）：同临界阻尼的情况一样。

3、建筑抗震设计用的重力性质的荷载，为结构构件的永久荷载（包括自重）标准值和各种竖向可变荷载组合值之和。其组合值系数(不大于一）根据地震时竖向可变荷载的遇合概率确定。计算地震作用时，房屋的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。计算公式如下：

GE=Gk+∑φEiQKi

式中GE——重力荷载代表值；

Gk——结构构件、配件的永久荷载标准值；

QKi——有关可变荷载标准值；

φEi——有关可变荷载的组合值系数，

4、贯彻抗震概念设计原则，做到强柱弱梁、强剪弱弯、强节点。保证延性、拒绝脆性。按抗震规范规定调整应力幅。

5、合理抗震设计从建筑和结构两方面来说：

1.建筑设计不应采用严重不规则的设计方案。建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。

2.结构设计上结构体系应符合:

a. 应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。

b. 应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。

c. 应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。

d. 对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震

能力。e.非结构构件，包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备，自身及其与结构主体的连接，应进行抗震设计。

6、增加纵横墙体的连接，加强整个房屋的整体性；圈梁可箍住楼盖，增强其整体刚度；减小墙体的自由长度，增强墙体的稳定性；可提高房屋的抗剪强度，约束墙体裂缝的开展；抵抗地基不均匀沉降，减小构造柱计算长度。

7、轴压比的大小是影响柱破坏形态和变形性能的重要因素，受压构件的位移延性随轴压比增加而减小，为保证延性框架结构的实现，应限制柱的轴压比

四、 计算题

1、某单层单跨钢筋混凝土排架结构厂房，其结构阻尼比05.0=ξ，层高9m ，跨度18.0m 。集中在屋盖处的重力荷载代表值kN G 1500=，梁的抗弯刚度∞=EI ，Ⅱ 类场地，设防烈度为8度，该地区的地震动参数区划的特征周期分区为二区。已测得其柔度系数为2.4×10－

4 m/kN 。试确定按第一阶段设计的水平地震作用标准值，若排架柱的截面尺寸相同，试绘出相应地震作用弯矩图。（20分） 解：查表得出=0.4s g T ，max =0.16α 侧移刚度K=

-4

11

1

1

4167kN/m 2.410

δ=

=⨯ 自振频率-141679.8=

==5.2181500

K s m ω⨯ 22 3.14

1.204s 5.218

T π

ϖ

⨯=

=

=<5g T =2s

根据附图：0.9

max T 0.4==0.16=0.059T 1.204g γ

αα⎛⎫⎛⎫

⨯⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭

水平地震作用：0.059150088.5kN EK F G α=⨯=⨯=

1

0.588.59398.25kN.m 2

M FH =

=⨯⨯=

2、某二层单跨钢筋混凝土框架，其结构阻尼比05.0=ξ，每层层高4.8m ，跨度9.0m ，集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值为m 1=80t ，m 2=60t ，各楼层层间剪切刚度为k 1＝6×104kN ／m ，k 2＝5×104kN ／m ，梁的刚度EI=∞。场地为 Ⅲ 类, 设防烈度为7度，该地区