工程结构抗震题目及答案

1、填空题（每空1分，共20分）1、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，其 中体波包括 纵波（P）波和 横（S）波，而面波分为 瑞雷 波和 洛夫 波, 对建筑物和地表的破坏主要以面波为主。2、场地类别根据 等效剪切波波速 和 场地覆土层厚度共划分为乂类。3.我国采用按建筑物重要性分类和三水准设防、二阶段设计的基本思想，指导抗震设计规范的确定。其中三水准设防的目标是 小震不坏、中震可修和大震不倒4、在用底部剪力法计算多层结构的水平地震作用时，对于Ti时，在结构顶部附加A Fn,其目的是考虑 高振型的影响。5、钢筋混凝土房屋应根据烈度、建筑物的类型和高度采用不同的抗震等级，并应

2、符合相应的计算和构造措施要求。6、地震系数 k表示 地面运动的最大加速度与 重力加速度 之比;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。7、在振型分解反应谱法中，根据统计和地震资料分析，对于各振型所产生的地 震作用效应，可近似地采用平方和开平方的组合方法来确定。名词解释（每小题3分，共15分）1、地震烈度：指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。2、抗震设防烈度：一个地区作为抗震设防依据的地震烈度，应按国家规定权限审批或颁发的文 件（图件）执行。3、反应谱：地震动反应谱是指单自由度弹性体系在一定的地震动作用和阻尼比下，最大地震反应与结构自振周期的关系曲线。4、重

3、力荷载代表值：结构抗震设计时的基本代表值，是结构自重（永久荷载）和有关可变荷载的 组合值之和。5 强柱弱梁：结构设计时希望梁先于柱发生破坏，塑性较先发生在梁端，而不是在柱端。三简答题（每小题6分，共30分）1 .简述地基液化的概念及其影响因素。地震时饱和粉土和砂土颗粒在振动结构趋于压密，颗粒间孔隙水压力急剧 增加，当其上升至与土颗粒所受正压应力接近或相等时，土颗粒间因摩擦产生 的抗剪能力消失，土颗粒像液体一样处于悬浮状态，形成液化现象。其影响因 素主要包括土质的地质年代、土的密实度和黏粒含量、土层埋深和地下水位深 度、地震烈度和持续时间2 .简述两阶段抗震设计方法。第一阶段是在方案布置符合抗震

4、设计原则的前提下，按与基本烈度相对应的众信烈度的地震动参数，用弹性反应谱求得结构在弹性状态下的地震作用效应， 然后与其他荷载效应组合，并对结构构件进行承载力验算和变形验算，保证第 一水准下必要的承载力可靠度，满足第二水准烈度的设防要求（损坏可修），通过概念设计和构造措施来满足第三水准的设防要求；对于少数结构，如有特殊要求的建筑，还要进行第二阶段设计，即按与基本 烈度相对应的罕遇烈度的地震动参数进行结构弹塑性层间变形验算，以保证其 满足第三水准的设防要求。3简述圈梁和构造柱对砌体结构的抗震作用钢筋混凝土圈梁（ring beam）在砌体结构抗震中可以发挥重要作用。 圈梁可以 将房屋的纵横墙连接起来

5、，增强了房屋的整体性和墙体的稳定性；圈梁与构造 柱的联合作用，可以有效地约束墙体裂缝的开展，从而提高墙体的抗震能力； 圈梁还可以有效地抵抗由于地震或其他原因引起的地基不均匀沉降对房屋造成 的不利影响。在墙体中设置了构造柱，可以部分的提高墙体的抗剪强度，一般可提高10%30%左右；构造柱对砌体起约束作用，提高其变形能力；构造柱与圈梁所形成的约束体系可以有效地限制墙体的散落，增强了房屋在地震时的抗倒塌能力。4在框架柱的抗震设计中，为什么要控制轴压比轴压比是影响柱的破坏形态和变形能力的重要因素，柱的延性随轴压比增大会显着降低，并可能产生脆性破坏，轴压比增大到一定数值时，增加约束箍筋对柱变形能力影响很

6、小，因此要控制轴压比5.结构隔震为什么能非常有效的减少结构地震反应结构隔震通过设置隔震层，延长结构周期，增加结构阻尼，大大减少结构加速度反应，同时使结构位移集中于隔震层，上部结构相对位移很小，地震中基本处于弹性工作状态，大大减小结构地震反应。三计算题（38分）1.某二层钢筋混凝土框架，层高 H1=H2=4m,跨度为8m,集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等 G1=G2=1176KNt目应质量m1=m2=120000kg柱的截面尺寸400mmx 400mm,层间刚度 K1=K2=20000KN/m要求计算结构自振周期和相应振型，并验算振型刚度矩阵的正交性（10分）G2GiH2 K221,2Hi

7、 Ki(D解:Kim1K2K2m2K2K2G1/gK11 K12K21 K22G2/g1.240.20.1.220.20.5105 kg106 N/mK 11K 21K 12K 22K 11m1K 21K 22K 12m 21/2 K11/m1K22/ m21/4 K11/ m1K22/ m2 2K11K22 K12K21 / m1m22163.6617.98/sT12 / 10.79S436.33920.89/sT22 / 20.301S相应的振型为:X11K120.618X12X21K112 .1 m1X22K122K112m11.618验算振型正交性:X11 , X 21K 11K 21

8、K12K 22X 12X 22400.618,12020201 .618110 660.003102二质点体系如图所示，各质点的重力荷载代表值分别为 G=600KN, Q=500KN, 层高如图所示。该结构建造在设防烈度为 8度、场地土特征周期Tg二的场地上，其水平地震影响系数最大值分别为 主振型和自振周期分别为X 110 .488X 121 .000max =（多遇地震）。已知结构的阻尼比为,X 21X 221 .7101 .000要求：用振型分解反应谱法计算结构在多遇地震作用下各层的层间地震剪力Vi（10 分）解：由已知条件得max0.16 Tq 0.25s,gTgT1m ax0.91.0

9、0.3580.160.116max0.161.2334m4m0.2331G1 1X1141 .88KNF211G21X2171.514KNF122G1 2X1238.25KNF 222G22X 2218.64 KN最后求层间剪力第二层层问剪力:V2f21F以 73.90 KN第一层层问剪力:V1 . F11 F21 2F12 F22 2 115.075 KN3.如图所示体系，各层重力荷载代表值 Gi = 2700KN、G2 =2700KN、G3= 1800KN,刚度 K1 = 245000KN/m、K2 =195000KN/m、K3=98000KN/m,层高 H1=3.5m、H2=3.5m、H

10、3=3.5m ,建筑场地为二类，抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第二组，试求结构的基本自振周期并用底部剪力法求结构在多遇地震作用下各层 的水平地震作用（结构阻尼比为。（15分）G3H3 K3G2GiH2 K2Hi Ki1, 2, 3解：求结构基本自振周期将各质点重力荷载代表值作为水平力分别作用在各质点处,质点水平位移为:采用能量法,T1 2/ K 1/ K 20 .07090.02940 .0525结构基本自振周期为:222G1u12 G2u22 G3u32G1u1 G2u2 G3u30.465s由已知条件查表得max0.16 Tq0.4s,y口T?0.4m ax_0.4650.91 .00

11、.160.14T11.4Tg0.35s ,FekGeq0.14 0.852700 2700 1800856.8KN各质点水平地震作用标准值为:F1G1H1F2G1H1 G2H 2 G3H3G2H2Fek 171.36KNG1H1 G2H2 G3H3Fek 342.72KNG3H3G1H1 G2H2 G3H3F EK342.72KN其中 H1 hl H 2 hl h2H 3 hl h2 h3一、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）。1 .质量和刚度明显不对称、不均匀的结构，应考虑水平地震作用的扭转影响。（ ）2 .在计算地震作用时，多质点体系的高阶振型发挥的贡献比低阶振型小。（）3,

12、坚实地基上的房屋震害重于软弱地基和非均匀地基上的房屋震害。（）4 .多层砌体房屋应优先采用纵墙承重体系。（）5 .钢筋混凝土框架柱的轴压比越大，抗震性能越好。（）6 . 一般体系阻尼比越小，体系地震反应谱值越大。（）7 .地基的抗震承载力一定大于静承载力。（）8 .地震波的传播速度，以横波最快，面波次之，纵波最慢。（）9 .框架-抗震墙结构中抗震第一道防线是剪力墙。（）10 .在同等场地、烈度条件下，钢结构房屋的震害较钢筋混凝土结构房屋的震 害要大。一、判断题（每题1分，共10分）1 .V 2. V 3.x 4.X 5.X 6. V 7.V 8. x 9. V 10. x二、填空题（本大题共

13、20个空，每空1分，共20分）。2 .地震动三要素是指 ? 。3 .我国建筑抗震设计规范采用的是 水准、阶段设计法。4 .地基土液化判别过程分为 和 两大步骤。5 .设防烈度为8度和9度区的大跨度屋盖结构、长悬臂结构、烟囱及类似高耸 结构和设防烈度为9度区的高层建筑，应考虑 地震作用。6 .多层砌体房屋抗震构造措施中最有效的是 。的设置7 .为了保证结构的整体性和延性，通过内力组合得到框架结构的设计内力，还 需进行调整以满足 、的原则。8 .完整的建筑结构抗震设计包括三个方向的内容与要求，分别是 9 .在框架一剪力墙的内力计算时，总抗震墙和总框架之间用 连接。10 多高层钢结构在地震中的破坏形

14、式有 、和 0二、填空题（每空1分，共20分）1.地震动峰值、频谱、持续时间2.三、两3.初步判别、标准贯入试验4.竖向 5.构造柱、圈梁6 .强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件7 .概念设计、抗震计算、构造措施8.连梁9 .节点连接破坏、构件破坏、结构倒塌三、选择题（本大题共5个小题，每题2分，共10分）。1 .下列不属于地震破环作用的表现形式的是（）。A、地表破坏B、人员伤亡 G次生灾害D、建筑物的破坏2 .我国建筑抗震设计规范将超过（）层的建筑归为高层钢结构建筑。A、10B、11C、12D、133 .多层砌体结构中当墙体的高宽比大于 4时，墙体的变形情况是（）。A、以剪切变形为主B、以弯曲

15、变形为主C、弯曲变形和剪切变形在总变形中均占相当比例D、视具体内力值而定4 .多遇地震烈度所对应的超越概率为（）。A、10%B、2% 3%C、%D、50%5 .当建筑物有局部突出屋面的小建筑（如屋顶间、女儿墙、烟囱）等时，由于该部分结构的重量和刚度突然变小，将产生（）0A、扭转效应 B、鞭梢效应 C、共振 D、主体结构破坏三、选择题（每题2分，共10分）2. C3. B四、简答题（本大题共 6个小题，每题5分，共30分）。1 .地震震级和地震烈度有何区别与联系地震震级是表示地震大小的一种度量。地震烈度是指某一区域内的地表和 各类建筑物遭受一次地震影响的平均强弱程度。 一次地震，表示地震大小的等

16、级 只有一个。由于同一次地震对不同地点的影响不一样， 随着距离震中的远近变化，会出现多种不同的地震烈度。距离震中近，地震烈度就高，距离震中越远，地震 烈度越低。2 .简述底部剪力法的适用条件。底部剪力法适用于计算建筑高度不超过 40m,结构以剪切变形为主，质 量和刚度沿高度分布较均匀的结构的地震反应。3 .砌体结构中各楼层的重力荷载代表值是怎么确定的楼、屋盖自重，活荷载组合值（活荷载的一半）及上、下各半层的墙体、 构造柱质量之和。4 .在多层砌体房屋中，横向楼层地震剪力如何在各道墙之间分配刚性楼盖：按照各抗震横墙的侧移刚度比例分配给各墙体。柔性楼盖：按各横墙的所承担的上部重力荷载比例给各墙体。

17、中等刚度楼盖：采用刚性楼盖和柔性楼盖分配方法的平均值计算地震剪力。5 .为什么进行罕遇地震结构反应分析时，不考虑楼板与钢梁的共同作用。考虑到此时楼板和钢梁的连接可能遭到破坏。6 .什么叫隔震隔震方法主要有哪些类型隔震，是通过某种隔震装置将地震动与结构隔开， 以达到减小结构振动的目的。隔震方法主要有基底隔震和悬挂隔震。五、计算题（本大题共2个小题，共30分）。1 .根据下表计算场地的等效剪切波速。（10分）土层的剪切波速土层厚度Vs(m/s)1802002604205302 .试用底部剪力法计算下图体系在多遇地震下的各层地震剪力。已知设防烈度 为8度，设计基本加速度为0.2g,田类场地一区，mi

18、=, m2=, m3=,Ti=, 4=, =. （20 分）当=时，吆=刀1=干地震影响系数曲线水平地震影响系数最大值地震影响烈度6度7度8度9度多遇地震罕遇地震一特征周期特征周期分区场地类别Inmw一区二区三区五、计算题1.解(1)确定覆盖层厚度因为地表下vs500m/s 土层上表面距地表的距离为+=20.7m 20m,故 do=20m(2)计算等效剪切波速20vsese 2.25.8244.47m/s8.23.8180200260 4202.解：查附表的Tg=,omax=因 Tg T15Tg 得:/g、0.91()0.16 (I10.450.7160.90.16 0.105结构的底部剪力为:FekGeq 10.85 (116.62 110.85 59.45) 9.80.105 250.95kNFnnFEK0.0673 250.95 16.89kNGjHj 116.62 6.5 110.85 12.5