抗震设计计算题

1、土木工程与建筑学院土木工程与建筑学院抗震结构设计复习题抗震结构设计复习题例例1、某两层钢筋混凝土框架，集中于楼盖和屋盖处、某两层钢筋混凝土框架，集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值的重力荷载代表值相相等等 ，每层层，每层层高高均均为为4.0m，各层的层间，各层的层间刚度相刚度相同同 ；类场地类场地， 设防设防烈度为烈度为7度，设计基本地震加速度度，设计基本地震加速度为为0.10g，设计分组为第二组，结构的阻尼比为，设计分组为第二组，结构的阻尼比为 （1）求结构的自振频率和振型，并验证其主振型的）求结构的自振频率和振型，并验证其主振型的正交性正交性（2）试用振型分解反应谱法计算框架的楼层地震剪）试

2、用振型分解反应谱法计算框架的楼层地震剪力力121200kNGG128630/mkkkN0.05.例2、试用底部剪力法计算三质点体系在多遇地震下的各层地震剪力。已知设防烈度为8度，类场地，设计地震分组为第一组。 T1=0.716s ； 例3、已知框架中某梁考虑地震组合的梁端弯矩设计值及实际配筋如下图。抗震等级为一级。梁截面尺寸300mm 750mm，混凝土强度等级为C30.纵向钢筋HRB335，箍筋HPB235。试进行梁的斜截面设计。第一章 绪论1、地震按其成因分为哪几种？什么是构造地震？2、地震波包括在地球内部传播的体波和只限于在地球表面传播的面波3、试述纵波和横波的传播特点及对地面运动的影响

3、？4、地震烈度实际地震烈度与下列何种因素有关？A.建筑物类型 B.离震中的距离离震中的距离 C.行政区划 D.城市大小5、震源深度、震中距、震源距、急震区、等震线6、工程结构抗震设防的三个水准是什么？如何通过两阶段设计方法来实现？7、什么是小震、中震和大震？答：小震指该地区50年内超越概率约为63.2%的地震烈度，即众值烈度，又称为多遇地震。 中震指该地区50年内超越概率约为10%的地震烈，又称为基本烈度或设防烈度。 大震指该地区50年内超越概率约为2%的地震烈度，又为称为罕遇地震。第二章 场地、地基和基础1、等效剪切波速：等效剪切波速： 若计算深度范围内有多层土层，则根据计算深度范围内各若计

4、算深度范围内有多层土层，则根据计算深度范围内各土层剪切波速加权平均得到的土层剪切波速即为等效剪切波速。土层剪切波速加权平均得到的土层剪切波速即为等效剪切波速。2、场地覆盖层厚度：、场地覆盖层厚度： 我国建筑抗震设计规范定义：一般情况下，可取地面到剪切波我国建筑抗震设计规范定义：一般情况下，可取地面到剪切波速大于速大于500m/s且其下卧各层岩土的剪切波速均不小于且其下卧各层岩土的剪切波速均不小于500m/s的土层的土层顶面的距离。顶面的距离。3、地基土抗震地基土抗震承载力承载力4、场地土的场地土的液化液化 饱和饱和的粉土或砂土，在地震时由于颗粒之间的孔隙水不可压缩而的粉土或砂土，在地震时由于颗

5、粒之间的孔隙水不可压缩而无法排出，无法排出，使得使得 孔隙水压力孔隙水压力增大，土体颗粒的有效垂直压应力减少，增大，土体颗粒的有效垂直压应力减少，颗粒局部或全部处于悬浮状态，土体的抗剪强度接近于零，呈现出液颗粒局部或全部处于悬浮状态，土体的抗剪强度接近于零，呈现出液态化的现象。态化的现象。5、影响影响场地土场地土液化液化的因素的因素？6、饱和砂土液化的判别方法？、饱和砂土液化的判别方法？第三章 结构地震反应分析与抗震验算1、什么是动力系数、地震系数和水平地震影响系数？三者之间有何关系？什么是动力系数、地震系数和水平地震影响系数？三者之间有何关系？ 动力系数是单质点最大绝对加速度与地面最大加速度

6、的比值动力系数是单质点最大绝对加速度与地面最大加速度的比值 地震系数是地震地面运动最大加速度与重力加速度的比值地震系数是地震地面运动最大加速度与重力加速度的比值 水平地震影响系数是单质点最大绝对加速度反应与重力加速度的比值水平地震影响系数是单质点最大绝对加速度反应与重力加速度的比值 水平地震影响系数是地震系数与动力系数的乘积水平地震影响系数是地震系数与动力系数的乘积2、简述确定水平地震作用的振型分解反应谱法的主要步骤简述确定水平地震作用的振型分解反应谱法的主要步骤（1）计算多自由度结构的自振周期及相应振型；）计算多自由度结构的自振周期及相应振型；（2）求出对应于每一振型的最大地震作用（同一振型

7、中各质点地震作用）求出对应于每一振型的最大地震作用（同一振型中各质点地震作用将同时达到最大值）；将同时达到最大值）；（3）求出每一振型相应的地震作用效应；）求出每一振型相应的地震作用效应；（4）将这些效应进行组合，以求得结构的地震作用效应。）将这些效应进行组合，以求得结构的地震作用效应。3、时程分析法时程分析法 是由建筑结构的基本运动方程，输入对应于建筑场地的若干条地震是由建筑结构的基本运动方程，输入对应于建筑场地的若干条地震加速度记录或人工加速度波形（时程曲线），通过积分计算求得在地加速度记录或人工加速度波形（时程曲线），通过积分计算求得在地面加速度随时间变化周期内结构内力和变形状态随时间变

8、化的全过程，面加速度随时间变化周期内结构内力和变形状态随时间变化的全过程，并以此进行结构构件截面抗震承载力验算和变形验算。并以此进行结构构件截面抗震承载力验算和变形验算。4、简述现行抗震规范计算地震作用所采用的三种计算方法及其适用范围。简述现行抗震规范计算地震作用所采用的三种计算方法及其适用范围。答：现行抗震规范计算地震作用所采用的三种计算方法为：底部剪力法，答：现行抗震规范计算地震作用所采用的三种计算方法为：底部剪力法，振型分解反应谱法和时程分析法。振型分解反应谱法和时程分析法。适用条件：适用条件：高度不超过高度不超过40米，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的米，以剪切变形为主且

9、质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法计算。结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法计算。除上述结构以外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。除上述结构以外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。特别不规则的建筑、甲类建筑和规范规定的高层建筑，应采用时程分析特别不规则的建筑、甲类建筑和规范规定的高层建筑，应采用时程分析法进行补充计算。法进行补充计算。5、什么时候应考虑竖向地震作用的影响？什么时候应考虑竖向地震作用的影响？抗震规范规定，抗震规范规定，8度和度和9度时的大跨度结构、长悬臂结构、度时的大跨度结构、长悬臂结构、烟囱和类烟囱和类似的高耸结构以

10、及似的高耸结构以及9度时的高层建筑应考虑竖向地震作用。度时的高层建筑应考虑竖向地震作用。6、什么是楼层屈服强度系数，怎样确定结构薄弱层或部位？什么是楼层屈服强度系数，怎样确定结构薄弱层或部位？答：楼层屈服强度系数为按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层答：楼层屈服强度系数为按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力和按罕遇地震作用标准值计算的楼层弹性地震剪力的比值，受剪承载力和按罕遇地震作用标准值计算的楼层弹性地震剪力的比值，楼层屈服强度系数楼层屈服强度系数y沿高度分布不均匀的结构，沿高度分布不均匀的结构，y为最小或相对较小为最小或相对较小的楼层往往率先屈服并出现较大的弹塑层间位移，

11、其他各层层间位移的楼层往往率先屈服并出现较大的弹塑层间位移，其他各层层间位移相对较小且接近弹性反应的计算结果，相对较小且接近弹性反应的计算结果，y相对愈小，弹塑性位移侧相相对愈小，弹塑性位移侧相对愈大，这一塑性变形集中的楼层为结构的薄弱层或薄弱部位。对愈大，这一塑性变形集中的楼层为结构的薄弱层或薄弱部位。7、建筑结构抗震验算包括建筑结构抗震验算包括 和和 。P74第四章第四章 建筑抗震概念设计建筑抗震概念设计1、何谓何谓“抗震概念设计抗震概念设计”？“概念设计概念设计”与计算设计有何不同？与计算设计有何不同？答：指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，答：指根据地震灾害和工程

12、经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。与计算设计的不同：进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。与计算设计的不同：计算设计是通过地震作用的取值进行结构的抗震验算，而概念设计强计算设计是通过地震作用的取值进行结构的抗震验算，而概念设计强调，在工程设计一开始，就应该把握好能量输入、房屋体型、结构体调，在工程设计一开始，就应该把握好能量输入、房屋体型、结构体系、刚度分布，构件延性等几个主要方面，从根本上消除建筑中的抗系、刚度分布，构件延性等几个主要方面，从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节，概念设计需要辅以必要地计算设计。震薄弱环节，概念设计需要辅以必要地

13、计算设计。2、抗震设计中为什么要限制各类结构体系的最大高度和高宽比？抗震设计中为什么要限制各类结构体系的最大高度和高宽比？答：随着多层和高层房屋高度的增加，结构在地震作用以及其他荷载作答：随着多层和高层房屋高度的增加，结构在地震作用以及其他荷载作用下产生的水平位移迅速增大，要求结构的抗侧移刚度必须随之增大。用下产生的水平位移迅速增大，要求结构的抗侧移刚度必须随之增大。不同类型的结构体系具有不同的抗侧移刚度，因此具有各自不同的合不同类型的结构体系具有不同的抗侧移刚度，因此具有各自不同的合理使用高度。理使用高度。 房屋的高宽比是对结构刚度、整体稳定、承载能力和房屋的高宽比是对结构刚度、整体稳定、承

14、载能力和经济合理性的宏观控制。经济合理性的宏观控制。震害表明，房屋高宽比大，地震作用产生的倾覆力矩会造成基础转动，震害表明，房屋高宽比大，地震作用产生的倾覆力矩会造成基础转动，引起上部结构产生较大侧移，影响结构整体稳定。同时倾覆力矩会在引起上部结构产生较大侧移，影响结构整体稳定。同时倾覆力矩会在混凝土框架结构两侧柱中引起较大轴力，使构件产生压曲破坏；会在混凝土框架结构两侧柱中引起较大轴力，使构件产生压曲破坏；会在多层砌体房屋墙体的水平截面产生较大的弯曲应力，使其易出现水平多层砌体房屋墙体的水平截面产生较大的弯曲应力，使其易出现水平裂缝，发生明显的整体弯曲破坏。裂缝，发生明显的整体弯曲破坏。3、

15、何谓“多道防震防线”答：（1）一个抗震结构体系，应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作。（2）抗震结构体系应由最大可能数量的内部、外部赘余度，有意识地建立起一系列分布的屈服区，以使结构能够吸收和耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复。4、建筑平面形状复杂将加重建筑物震害的原因为:扭转效应、应力集中。第五章第五章 多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计1、多高层钢筋混凝土结构房屋布置的基本原则？、多高层钢筋混凝土结构房屋布置的基本原则？P1002、抗震等级、抗震等级钢筋混凝土房屋应根据烈度、 和 采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构

16、造措施要求。3、在工程手算方法中，常采用D值法值法或（改进反弯点法）进行水平地震作用下框架内力的分析。4、竖向荷载下框架内力近似计算可采用 分层法分层法 和 弯矩二次分弯矩二次分配法配法 。5、考虑内力塑性重分布，可对竖向荷载作用下框架结构的梁端弯矩进行调幅 ，水平荷载作用下框架结构的梁端弯矩不考虑调幅 。6、框架梁抗震设计时应遵循的原则？如何在设计中实现框架梁抗震设计时应遵循的原则？如何在设计中实现“强剪弱强剪弱弯弯”？答： 强柱弱梁，强柱弱梁，梁端先于柱出现塑性铰,同时塑性铰区段有较好的延性和耗能能力 强剪弱弯强剪弱弯，梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力 强节点、强锚固强节点、强锚固，妥善

17、解决梁纵筋锚固问题 为保证强剪弱弯，应使构件的受剪承载力大于构件弯曲屈服时实际达到的剪力值，对一、二、三级框架梁，梁端截面组合的剪力设计值调整为：NoImage()/irvbbbnGbVMMlV7、什么是剪压比？为什么要限制剪压比？、什么是剪压比？为什么要限制剪压比？ P113指构件截面上平均剪应力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值，用以反映构件截面上承受名义剪应力的大小。限制梁柱的剪压比，主要是为了防止梁柱混凝土过早发生斜压破坏。8、简述简述“强柱弱梁强柱弱梁”的概念以及实现的概念以及实现“强柱弱梁强柱弱梁”的主要措施的主要措施 答：“强柱弱梁”概念为使梁端先于柱端产生塑性铰，控制构件破坏的先

18、后顺序，形成合理的破坏机制。 在截面抗震验算中，为保证强柱弱梁，建筑抗震设计规范规定： 对一、二、三级框架的梁柱节点处，（除框架顶层和柱轴压比小于0.15及框支梁与框支柱的节点外），柱端组合的弯矩设计值应符合：9、什么叫轴压比？为什么要限制柱的轴压比？什么叫轴压比？为什么要限制柱的轴压比？P117 轴压比： 柱组合的轴向压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之和 轴压比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。10、简述框架节点抗震设计的基本原则简述框架节点抗震设计的基本原则P120ccbMM1

19、0、简述框架节点抗震设计的基本原则简述框架节点抗震设计的基本原则P12011、简述钢筋混凝土结构房屋的震害情况。P98答：答：1. 共振效应引起的震害；共振效应引起的震害； 2. 结构布置不合理引起的震害；结构布置不合理引起的震害； 3. 柱、梁和节点的震害；柱、梁和节点的震害； 4. 填充墙的震害；填充墙的震害； 5. 抗震墙的震害。抗震墙的震害。11、什么是鞭端效应，设计时如何考虑这种效应？什么是鞭端效应，设计时如何考虑这种效应？ 答：地震作用下突出建筑物屋面的附属小建筑物，由于质量和刚度的突然变小，受高振型影响较大，震害较为严重，这种现象称为鞭端效应； 设计时对突出屋面的小建筑物的地震作

20、用效应乘以放大系数3，但此放大系数不往下传。第六章 多层砌体结构房屋的抗震设计1、多层混合结构房屋的结构布置方案应优先采用 结构布置方案，其次采用 _结构布置方案。2、多层砌体房屋的抗震设计中，在处理结构布置时，根据设防烈度限制房屋高宽比目的是为了使多层砌体房屋有足为了使多层砌体房屋有足够的稳定性和整体抗弯能力够的稳定性和整体抗弯能力，根据房屋类别和设防烈度限制房屋抗震横墙间距的目的是避免纵墙发生较大出平面弯避免纵墙发生较大出平面弯曲变形，造成纵墙倒塌曲变形，造成纵墙倒塌 。3、砌体结构中设置钢筋混凝土构造柱和圈梁的作用？砌体结构中设置钢筋混凝土构造柱和圈梁的作用？答：设置钢筋混凝土构造柱的作用：加强房屋的整体性，提高砌体的受剪承载力(10%-30%)，对砌体有约束作用, 提高砌体的变形能力，提高房屋的抗震性