厦大网教2015-2016第一学年《结构抗震》课程复习题

厦门大学网络教育2015-2016学年第一学期

《结构抗震》课程复习题

一、判断题

1. 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。（√）

2. 阻尼比大于1时，体系产生振动，称为过阻尼状态。（√）

3. 振幅谱中幅值最大的频率分量所对应的周期为地震动的卓越周期。（√）

4. 鞭梢效应就是共振。（√）

5. 横墙承重砌体房屋的震害轻于纵墙承重砌体房屋。（√）

6. 刚性结构体系的结构地震反应接近地面地震运动，一般不发生结构强度破坏。（√）二．名词解释

：

1抗震承载力调整系数

E

用以反映不同材料和受力状态的结构构件具有不同的抗震可靠指标。

2、基本烈度:

指某一地区，在今后一定时间内（如100年）和一般场地条件下，可能遭遇到的最大地震烈度值。

3、反应谱：

一组具有相同阻尼、不同自振周期的单质点体系，在某一地震动时程作用下的最大反应，为该地震动的反应谱。反应谱分为加速度反应谱、速度反应谱和位移反应谱。

三．简答题

1. 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。

2. 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。

3.什么是“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。 4. 简述建筑抗震设计所采用的两阶段设计方法及其实现目标。

第一阶段设计是承载力验算和弹性变形验算。取第一水准烈度（小震）的地震动参数，用弹性反应谱计算结构的弹性地震作用，然后将地震作用效应和其它荷载效应相组合，并采用《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068）规定的分项系数设计表达式对构件截面进行承载力验算，以保证必要的强度可靠度要求。

为实现第一水准下的设防要求，要求对各类钢筋混凝土结构和钢结构进行多遇地震作用下的弹性变形验算。结构在第二水准烈度下的抗震验算根本上应该是弹塑性变形验算，但为减少工作量并符合设计习惯，对大部分结构，将变形验算转换为众值烈度地震作用下构件承载能力验算的形式来表现。经过分析研究表明，对多数结构可只进行第一阶段设计，而通过概念设计和抗震构造措施来满足第三水准的设计要求。

第二阶段设计是弹塑性变形验算。对有特殊要求的建筑、地震时易倒塌的结构以及有明显薄弱层的不规则结构，除进行第一阶段设计外，还要进行结构薄弱部位的弹塑性层间变形验算并采取相应的抗震构造措施，实现第三水准的设防要求。

四．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 ，16.0max =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，()()85.07612213==++=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，{}⎭

⎬⎫⎩⎨⎧-=171.12φ，设计反映谱有关参数见图，Tg=0.2s ，16.0max =α。求：（1）各阶地震影响系数j α（2）求振型参与系数1γ（第j 阶振型参与系数为∑∑===n i ji

i

n i ji

i j m m 121φφγ） 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 == ⨯ ⨯ + + ⨯ =

m 3=2.2X106kg 4m

4m

m 1=3X106kg max α0.1 T g 5T g

0.45αT(s)

4m

m 2=3X106kg