结构抗震设计试卷整理版

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．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。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？2．简述底部剪力法的适用条件。3.砌体结构中各楼层的重力荷载代表值是怎么确定的？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？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。6.什么叫隔震？隔震方法主要有哪些类型?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2.25.88.24.54.31802002604205302．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，Ⅲ类场地一区，m1=116.62t,m2=110.85t,m3=59.45t,T1=0.716s,δn=0.0673,ξ=0.05.（20分）当ξ=0.05时，η2=1.0η1=0.02γ=0.9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0.040.080.160.32罕遇地震－0.50.901.4特征周期(s)特征周期分区场地类别ⅠⅡⅢⅣ一区0.250.350.450.65二区0.300.400.550.75三区0.350.450.650.90一、判断题（每题1分，共10分）1.√2.√3.×4.×5.×6.√7.√8.×9.√10.×四、简答题（每题5分，共30分）1.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.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.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。4.①刚性楼盖：按照各抗震横墙的侧移刚度比例分配给各墙体。②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。③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．考虑到此时楼板和钢梁的连接可能遭到破坏。6．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1.解（1）确定覆盖层厚度因为地表下vs＞500m/s土层上表面距地表的距离为2.2+5.8+8.2+4.5=20.7m＞20m，故d0=20m（2）计算等效剪切波速2.解：查附表的Tg=0.45s，αmax=0.16因Tg＜T1＜5Tg得：结构的底部剪力为：作用在结构各楼层上的水平地震作用为：各楼层的地震剪力为：1、计算7度时三层砖房的各楼层地震作用标准值和总水平地震作用标准值。各楼层的重力荷载代表值和层高度见表1表1层GE（KN）h（m）381832133031135042、四层框架，求出各楼层重力荷载代表值GEi、计算高度Hi和侧移刚度Ki后，试用能量法计算基本周期Ti，并求出7度时、Ⅱ类场地对应于T1的地震影响系数α1。层GE（KN）K（KN/m）471052060310405426021040542601110046500解：1、1）场地覆盖层厚度规范4.1.4，d=1.5+6+11.5+7=26m。2）等效剪切波速规范4.41.5计算深度d0=min（d，20）=20m。vse=19/（1.5/80+6/210+7.5/243）=202.1m/s3）确定土类别250≥vse＞140，d=26，查表（规范4.1.6）得Ⅱ类土。4）表1层GE（KN）h（m）H（m）GiHiGiHi/∑GjHjFi（KN）381831081800.357485.0213303793100.406796.8113504454000.235956.1∑Gi=3498∑GiHi=22890FEK=0.85*0.08*3498=237.90注：7度水平地震影响系数最大值为0.082、层GE（KN）K（KN/m）△uuiGiuiGiui24710520600.01360.1810128.523.331040542600.03230.1647174.129.121040542600.05140.1351140.519.011100465000.08370.083792.17.7四、计算题1.图1.1中框架结构建造在设防烈度为8度的近震区Ⅰ类场地，各层质量为m1=50t，m2=60t。各层层间侧移刚度为k1=50000KN/m，k2=30000KN/m。试用底部剪力方法计算该框架的层间剪力，并画出剪力图。提示：Tg=0.2s，T1=0.358s，δn=0.0986图1.12.某4层砌体房屋，其平面尺寸如图1.2。楼盖和屋盖采用预制钢筋混凝土空心板。横墙承重，楼梯间突出屋顶。砖的强度等级为MU10，砂浆的强度等级为M5。窗口尺寸为150×210cm2，内门尺寸为100×250cm2，设防烈度为7度近震，建筑场地为Ⅰ类。现已知各楼层标高处的各质点重力荷载分别为：G5=205.94KN，G4=4140.84KN，G3=4856.67KN，G2=4856.67KN，G1=5985.85KN。试计算下列内容：①各楼层的水平地震作用标准值及地震剪力标准值；②地震作用在1层④轴墙体产生的的剪力值；图1.2四、计算题1、解：Fek=946.6KNF1=426.6KNF2=426.6KN2、解：①FEK=1363.13×103N；V5=27.3×103N、V4=456.6×103N、V3=407.6×103N、V2=280.8×103N、V1=190.8×103N。②V14=68.16×103N四、计算题二质点体系如图所示，各质点的重力荷载代表值分别为m1=60t，m2=50t，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=0.25s的场地上，其水平地震影响系数最大值分别为max=0.16（多遇地震）和max=0.90（罕遇地震）。已知结构的主振型和自振周期分别为0.358s0.156s要求：用底部剪力法计算结构在多遇地震作用下各层的层间地震剪力。提示：k2k1m2m1k2k1m2m14m4m～5时，；且ｓ时，;ｓ时,四、计算题解：，，二．判断改错题

1．构造地震分布最广，危害最大。（）

2．体波可以在地球内部和外部传播。（）

3．横波向外传播时，其介质质点的振动方向与波的前进方向相垂直。（）

4．地震现象表明，横波使建筑物产生上下颠簸。（）

5．一般来说，离震中愈近，地震影响愈大，地震烈度愈小。（）

6．纵波的特点是周期较长，振幅较大。（）

7．横波只能在固体内传播。（）

8．对应于一次地震，震级只有一个，烈度也只有一个。（）《建筑结构抗震设计》习题集9．震害表明，坚硬地基上，柔性结构一般表现较好，而刚性结构有的表现较差。（）

10．一般来讲，震害随场地覆盖层厚度的增加而减轻。（）

11．地震作用对软土的承载力影响较小，土越软，在地震作用下的变形就越小。（）

12．地基土的抗震承载力小于地基土的静承载力。（）

13．结构的自振周期随其质量的增加而减小，随刚度的增加而加大。（）

14．一般而言，房屋愈高，所受到的地震力和倾覆力矩愈大，破坏的可能性也愈大。（）

15．建筑物的高宽比越大，地震作用下的侧移越大，地震引起的倾覆作用越严重。（）

16．一般而言，在结构抗震设计中，对结构中重要构件的延性要求，低于对结构总体的延性要求；对构件中关键杆件或部位的延性要求，又低于对整个结构的延性要求。（）

17．弯曲构件的延性远远小于剪切构件的延性。（）

18．在同等设防烈度和房屋高度的情况下，对于不同的结构类型，其次要抗侧力构件抗震要求可低于主要抗侧力构件。（）

19．在进行梁端弯矩调幅时，可先进行竖向荷载和水平荷载的梁端弯矩组合后再进行调幅。（）

20．钢筋混凝土构造柱可以先浇柱，后砌墙。（）

21．构造柱必须单独设置基础。（）

22．地震时内框架房屋的震害要比全框架结构房屋严重，比多层砖房要轻。（）

23．中心支撑与偏心支撑相比具有较大的延性。（）

24．耗能梁段的屈服强度越高，屈服后的延性越好，耗能能力越大。（）三．名词解释地震序列地震波震级地震烈度基本烈度震源深度震中距震源距极震区等震线抗震设防抗震设防烈度多遇地震罕遇地震结构的地震作用效应结构的地震反应单质点体系地震系数动力系数地震影响系数标准反应谱曲线振型分解法重力荷载代表值等效总重力荷载代表值多道抗震防线非结构部件强柱弱梁四．简答题

1．抗震设防的目标是什么？实现此目标的设计方法是什么？

2．对各抗震设防类别建筑的设防标准，应符合什么要求？

3．哪些建筑可不进行地基及基础的抗震承载力验算？

4．什么是场地土的液化？影响液化的因素有哪些？液化对建筑物有哪些危害？

5．底部剪力法的适用条件是什么？

6．什么是地基与结构的相互作用？

7．什么时候应考虑竖向地震作用的影响？

8．何谓时程分析法，在什么时候须用时程分析法进行补充计算？

9．什么是楼层屈服强度系数？怎样判别结构薄弱层位置？

10．何谓“概念设计”？“概念设计”与计算设计有何不同？

11．建筑场地选择的原则是什么？

12．单从抗震角度考虑，作为一种好的结构形式，应具备哪些性能？

13．什么是多道抗震防线？如何进行第一道抗震防线的构件选择？

14．简述用D值法计算框架内力的步骤。

15．简述框架柱．梁．节点抗震设计的原则。

16．加密柱端箍筋的作用是什么？

17．结构抗震计算的内容一般包括哪些

18．在砌体结构的计算简图中如何确定结构底部固定端标高？

19．简述构造柱．圈梁的作用？

20．试说明单层厂房纵向计算的修正刚度法和拟能量法的基本原理及其应用范围。五．计算题

1．单自由度体系，结构自振周期T=0.5s，质点重量G=200kN，位于设防烈度为8度的Ⅱ类场地上,该地区的设计基本地震加速度为0.20g,设计地震分组为第二组,试用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时的水平地震作用。

2．单层钢筋混凝土框架，集中在屋盖处的重力荷载代表值G=1200kN，结构自振周期T=0.88s，位于设防烈度为7度的Ⅱ类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0.20g,设计地震分组为第二组,试用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时的水平地震作用。

3．如图1所示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G1=G2=1200kN，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。试按底部剪力法计算水平地震作用和层间地震剪力。（Tg=0.40s，αmax=0.08，T1=1.028s，T2=0.393s）图14．三层框架结构如图2所示，横梁刚度为无穷大，位于设防烈度为8度的Ⅱ类场地上，该地区的设计基本地震加速度为0.3g，设计地震分组为第一组。各质点的质量分别为结构的自振频率分别为要求：用底部剪力法计算结构在多遇地震作用时各层的层间地震剪力。（）5．有一单层单跨框架，假设屋盖平面内刚度为无穷大，质量都集中于屋盖处。已知设防烈度为8度，Ⅰ类场地；设计地震分组为第二组；集中于屋盖处的重力荷载代表值为，框架柱线刚度，框架高度。试求该结构的自振周期和多遇地震时的水平地震作用。（）。二．判断改错题

1．对

2．错；改为：体波只能在地球内部传播。

3．对

4．错；改为：横波使建筑物产生水平方向摇晃。或将横波改为纵波。

5．错；改为：地震烈度愈大。

6．错；将纵波改为横波。

7．对

8．错；改为：烈度在不同地点是不同的。9．对

10．错；将减轻改为加重。

11．错；将小改为大。

12．错；将小于改为不小于。

13．错；将减小改为加大，加大改为减小。

14．对

15．对

16．错；将低于改为高于

17．错；将小于改为大于。

18．对；

19．错；改为：必须先将竖向荷载作用下的梁端弯矩调幅后，再与水平荷载产生的梁端弯矩进行组合。

20．错；改为必须先砌墙，后浇柱。

21．错；改为构造柱可不单独设置基础。

22．错，将要轻改为严重。

23．错；偏心支撑比中心支撑有更大的延性。

24．错；将越好改为越差，越大改为越小。四．简答题

1．答：设防目标“小震不坏，中震可修，大震不倒”；实现方法是小震时的弹性设计，大震时的弹塑性设计。2．答：甲类建筑，地震作用计算应高于本地区抗震设防烈度的要求，其值应按批准的地震安全性评价结构确定；当抗震设防烈度为6～8度时，其抗震措施应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求；当抗震设防烈度为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求。乙类建筑，地震作用计算应符合本地区抗震设防烈度的要求；当抗震设防烈度为6～8度时,一般情况下,其抗震措施应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求;当抗震设防烈度为9度时,应符合比9度抗震设防更高的要求；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采用抗震措施。丙类建筑，地震作用计算和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求。丁类建筑，一般情况下，地震作用计算应符合本地区抗震设防烈度的要求，抗震措施应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低，但抗震设防烈度为6度时不应降低。抗震设防烈度为6度时，除另有规定外，对乙．丙．丁类建筑可不进行地震作用计算。

3．答：可不进行地基及基础的抗震承载力验算的有：①砌体房屋；②地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的一般单层厂房．单层空旷房屋和8层．高度25m以下的一般民用框架房屋及与其基础荷载相当的多层框架厂房，其中软弱粘性土层主要是指7度．8度和9度时，地基土静承载力特征值分别小于80kPa．100kPa和120kPa的土层；③可不进行上部结构抗震验算的建筑。

4．答：处于地下水位以下的饱和砂土和粉土在地震时有变密的趋势，使孔隙水的压力急剧上升，造成土颗粒局部或全部将处于悬浮状态，形成了犹如“液体”的现象，即称为场地土达到液化状态。影响因素：土层的地质年代和组成；土层的相对密度；土层的埋深和地下水位的深度；地震烈度和地震持续时间。危害：地面开裂下沉使建筑物产生过度下沉或整体倾斜；不均匀沉降引起建筑物上部结构破坏，使梁板等水平构件及其节点破坏，使墙体开裂和建筑物体形变化处开裂；室内地坪上鼓．开裂，设备基础上浮或下沉。

5．答：底部剪力法的适用条件：对于高度不超过40m．以剪切变形为主且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，可以采用底部剪力法。

6．答：在对建筑结构进行地震反应分析时，通常假定地基时刚性的。实际上，一般地基并非刚性，故当上部结构的地震作用通过基础而反馈给地基时，地基将产生一定的局部变形，从而引起结构的移动或摆动。这种现象称为地基与结构的相互作用。7．答：《抗震规范》规定，对于烈度为8度和9度的大跨和长悬臂结构，烟囱和类似的高耸结构以及9度时的高层建筑等，应考虑竖向地震作用的影响。

8．答：所谓时程分析法，亦称直接动力法，又称为动态分析法，是根据选定的地震波和结构恢复力特性曲线，采用逐步积分的方法对动力方程进行直接积分，从而求得结构在地震过程中每一瞬时的位移．速度和加速度反应，以便观察结构在强震作用下从弹性到非弹性阶段的内力变化以及构件开裂．损坏直至结构倒塌的破坏全过程。对特不规则的建筑．甲类建筑和超过一定高度范围的高层建筑应采用时程分析法进行多遇地震作用下的补充计算。

9．答：楼层屈服承载力系数是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计算的楼层弹性地震剪力的比值，它反映了结构中楼层的承载力与该楼层所受弹性地震剪力的相对关系。薄弱层位置的确定：楼层屈服承载力系数沿高度分布均匀的结构可取底层为薄弱层；楼层屈服承载力系数沿高度分布不均匀的结构，可取该系数最小的楼层和相对较小的楼层为薄弱楼层，一般不超过2～3处；单层厂房，可取上柱。

10．答：“概念设计”是立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，是构造良好结构性能的决定性因素。“概念设计”强调在工程设计一开始，就应把握好能量的输入．房屋体形．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震薄弱环节，再辅以必要的计算和构造措施，就有可能使设计出的房屋建筑具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。而计算设计是对地震作用效应进行定量计算。

11．答：场地选择的原则：选择场地时，应该进行详细勘察，搞清地形．地质情况，挑选对建筑抗震有利的地段，尽可能避开对建筑抗震不利的地段；当不能避开时应采取相应的抗震措施；任何情况下均不得在抗震危险地段上，建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。

12．答：从抗震角度来考虑，作为一种好的结构形式，应具备下列性能：①延性系数高；②强度/重力比值大；③匀质性好；④正交各向同性；⑤构件的连接具有整体性．连续性和较好的延性，并能发挥材料的全部强度。

13．答：多道抗震防线指的是：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调工作。②抗震结构体系应有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。原则上说，应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或者选用轴压比值较小的抗震墙．实墙筒体之类构件，作为第一道抗震防线的抗侧力构件。一般情况下，不宜采用轴压比很大的框架柱兼作第一道防线的抗侧力构件。14．答：用D值法计算框架内力的步骤：①计算各层柱的侧移刚度D；②计算各柱所分配的剪力Vij；③确定反弯点高度y；④计算柱端弯矩Mc；⑤计算梁端弯矩Mb；⑥计算梁端剪力Vb；⑦计算柱轴力N。

15．答：柱的设计原则：强柱弱梁，使柱尽量不出现塑性铰；在弯曲破坏之前不发生剪切破坏，使柱子有足够的抗剪强度；控制柱的轴压比不要太大；加强约束，配置必要的约束箍筋。梁的设计原则：梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力；梁筋屈服后，塑性铰区段应有较好的延性和耗能能力；妥善地解决梁筋锚固问题。节点的设计原则：节点的承载力不应低于其连接构件的承载力；多遇地震时，节点应在弹性范围内工作；罕遇地震时，节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递；节点配筋不应使施工过分困难。

16．答：加密柱端箍筋的作用是：①承担柱子剪力；②约束混凝土，提高混凝土的抗压强度及变形能力；③为纵向钢筋提供侧向支撑，防止纵筋压曲。

17．答：结构抗震计算的内容一般包括①结构动力特性分析，主要是结构自振周期的确定；②结构地震反应计算，包括多遇烈度下的地震作用与结构侧移；③结构内力分析；④截面抗震设计等。

18．答：计算简图中固定端标高的取法：对于多层砌体结构房屋，当基础埋置较浅时，取为基础顶面；当基础埋置较深时，可取为室外地坪下0.5m处；当设有整体刚度很大的全地下室时，则取为地下室顶板顶部；当地下室整体刚度较小或为半地下室时，则应取为地下室室内地坪处。

19．答：构造柱作用：显著提高墙体的变形能力；限制墙体裂缝的开展和延伸，从而提高墙体抗剪承载力同时保证竖向承载力不致下降过快；与圈梁一起形成弱框架，提高整体性，可以是结构在大震下的抗倒塌性增加。圈梁的作用：增强刚度；增加纵横墙连接，防止纵墙向外散倒；增加墙体抗剪强度，增加延性，提高抗弯强度；减少竖向地震作用引起的竖向运动不均匀性，同时能减少地基不均匀沉降而引起上部结构的破坏。

20．答：修正刚度法采用按柱列刚度比例分配地震作用，但对屋盖的空间作用及纵向围护墙对柱列侧移的影响作了考虑。此法适用于柱顶标高不大于15m平均跨度不大于30m单跨或多跨等高钢筋混凝土无檩和有檩屋盖的厂房，取整个抗震缝区段为纵向计算单元。拟能量法以剪扭振动空间分析结果为标准，进行试算对比，找出各柱列按跨度中心划分质量的调整系数，从而得出各柱列作为分离体时的有效质量，然后按能量法公式确定整个厂房的自振周期，并按单独柱列分别计算出各柱列的水平地震作用。此法一般用于两跨不等高厂房的纵向地震作用效应计算。五、计算题

一、判断题（）1．振型分解反应谱法既适用于弹性体系，也可用于弹塑性体系（）2．结构的刚心就是地震惯性力合力作用点的位置（）3．受压构件的位移延性将随轴压比的增加而减小（）4．横波只能在固态物质中传播（）5．设防烈度为8度和9度的高层建筑应考虑竖向地震作用（）6．众值烈度比基本烈度小1.55度，罕遇烈度比基本烈度大1.55度（）7．在进行抗震设计时，结构平面凹进的一侧尺寸为其相应宽度的20％时，认为是规则的（）8．结构的质心就是地震惯性力合力作用点的位置（）9．计算竖向地震采用底部剪力法计算时，可直接取（）10．设防烈度小于8度时，可不考虑结构物场地范围内发震断裂的影响（）11．排架结构按底部剪力法计算，单质点体系取全部重力荷载代表值（）12．对多层砌体房屋，楼层的纵向地震剪力皆可按各纵墙抗侧移刚度大小的比例进行分配（）13．震源到震中的垂直距离称为震源距（）14．地震基本烈度是指一般场地条件下可能遭遇的超越概率为10%的地震烈度值（）15．设防烈度为8度和9度的高层建筑应考虑竖向地震作用（）16．砌体房屋中，满足一定高宽比要求的构造柱可不单独设置基础（）17．地球内部发生地震的地方叫震中（）18．结构的重力荷载代表值等于竖向荷载加上各可变荷载组合值（）19．构造地震分布最广，危害最大（）20．对应于一次地震，震级只有一个，烈度也只有一个（）21．震害表明，坚硬地基上，柔性结构一般表现较好，而刚性结构有的表现较差三、简答题1. 什么是地震震级？什么是地震烈度？两者有何关联？2. 地震动的三要素是什么？3. 什么是建筑抗震三水准设防目标和两阶段设计方法？4. 我国规范根据重要性将抗震类别分为哪几类，不同类别的建筑对应的抗震设防标准是什么？5. 简述众值烈度、基本烈度和