《工程结构抗震》习题答案

工程结构抗震习题答案工程结构抗震习题答案 一 一 填空题填空题 1 构造地震为 由于地壳构造运动造成地下岩层断裂或错动引起的地面振动 2 建筑的场地类别 可根据 土层等效剪切波速 和 场地覆盖层厚度 划分为四类 3 抗震规范 将 50 年内超越概率为 10 的烈度值称为基本地震烈度 超越概率为 63 2 的烈度值称为多遇地震烈度 4 丙类建筑房屋应根据抗震设防烈度 结构类型 和 房屋高度 采用不同的抗震等级 5 柱的轴压比 n 定义为 n N fcAc 柱组合后的轴压力设计值与柱的全截面面 积和混凝土抗压强度设计值乘积之比 6 震源在地表的投影位置称为 震中 震源到地面的垂直距离称为 震源 深度 7 表征地震动特性的要素有三 分别为最大加速度 频谱特征 和 强震持时 8 某二层钢筋混凝土框架结构 集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值相等 G1 G2 1200kN 第一振型 12 11 1 618 1 第二振型 22 21 0 618 1 则第 一振型的振型参与系数 j 0 724 9 多层砌体房屋楼层地震剪力在同一层各墙体间的分配主要取决于 楼盖的 水平刚度 楼盖类型 和 各墙体的侧移刚度及负荷面积 10 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 11 在多层砌体房屋计算简图中 当基础埋置较深且无地下室时 结构底层层 高一般取至 室外地面以下 500mm 处 12 某一场地土的覆盖层厚度为 80 米 场地土的等效剪切波速为 200m s 则该 场地的场地土类别为 类场地 中软土 13 动力平衡方程与静力平衡方程的主要区别是 动力平衡方程多 惯 性力 和 阻尼力 14 位于 9 度地震区的高层建筑的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合为 wkwwEvkEvEhkEhGEG SSSSS 15 楼层屈服强度系数为 iViVi eyy 为第 i 层根据第一阶段设计所得 到的截面实际配筋和材料强度标准值计算的受剪实际承载力与第 i 层按罕遇地 震动参数计算的弹性地震剪力的比值 16 某一高层建筑总高为 50 米 丙类建筑 设防烈度为 8 度 结构类型为框架 抗震墙结构 则其框架的抗震等级为 二级 抗震墙的抗震等级为 一级 17 限制构件的剪压比 实质是 是防止梁发生脆性的斜压破坏 18 某地区的抗震设防烈度为 8 度 则其多遇地震烈度为 6 45 度 罕遇地 震烈度为 9 度 19 框架结构的侧移曲线为 剪切 型 20 框架结构防震缝的宽度不小于 70 mm 21 7 度区一多层砌体房屋 采用普通粘土砖砌筑 则其房屋的总高度不宜超 过 21 米 层数不宜超过 7 层 22 高速公路和一级公路上的抗震重点工程 其抗震为 一级 设计基准期为 80 年 23 桥梁结构动力分析方法 一般情况下桥墩应采用 反应谱 理 论计算 桥台应采用 静力法 计算 24 位于常水位水深超过 5m 的实体墩桥 抗震设计时应计入地震动 水压力 25 粉土的粘粒含量百分率 7 度和 8 度分别不小于 10 和 13 时 可判别为不液化土 26 当判定台址地表以下 10 米 内有液化土层或软土层时 桥台应穿过液 化土层或软土层 27 抗震设防烈度为 8 度时 前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖层厚度大于 60 米 可忽略发震断裂错动对地面结构的影响 28 框架结构设计时 不考虑填充墙的作用 框架梁 是第一道防线 框架柱 是第二道防线 29 建筑结构扭转不规则时 应考虑扭转影响 楼层竖向构件最大的层间位移 不宜大于楼层层间位移平均值的 1 5 倍 30 多层砌体房屋的结构体系应优先采用 横墙承重 或 纵 横墙共同 承重 的结构体系 31 为了避免发生剪切破坏 梁净跨与截面高度之比不宜小于 4 32 按抗震等级为一 二级设计的框架结构 其纵向受力钢筋抗拉强度实测值 与屈服强度实测值的比值 不应小于 1 25 钢筋屈服强度实测值与钢 筋强度标准值的比值 不应大于 1 30 33 为了减少判别场地土液化的勘察工作量 饱和沙土液化的判别可分为两步 进行 即 初步判别 和 标准贯入试验 判别 34 地震波包括体波和面波 体波分为 纵 P 波和 横 S 波 面波分为 瑞雷 R 波和 洛夫 L 波 其中波速最快的波为纵 P 波 35 在用底部剪力法计算多层结构的水平地震作用时 对于 T1 1 4Tg 时 在 结构顶部 附加 Fn 其目的是考虑 高振型 的影响 三 判断题三 判断题 1 横波只能在固态物质中传播 2 震源到震中的垂直距离称为震源距 震源深度 3 抗震结构在设计时 应保证有一定的强度 足够的刚度和良好的延性 4 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 5 当饱和粉土中粘粒含量百分率达到一定数值后 可初步判为不液化土 6 振型分解反应谱法只能适用于弹性体系 7 地震作用下 绝对刚性结构的绝对加速度反应应趋于零 8 若结构体系按某一振型振动 体系的所有质点将按同一频率作简谐振动 9 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 期限 10 结构的刚心就是地震惯性力合力作用点的位置 刚度中心 11 设防烈度为 8 度和 9 度的高层建筑应考虑竖向地震作用 12 受压构件的位移延性将随轴压比的增加而减小 13 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 14 多层砌体房屋采用底部剪力法计算时 可直接取 max1 65 0 15 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 16 建筑场地类别主要是根据场地土的等效剪切波速和覆盖厚度来确定的 17 为防止地基失效 提高安全度 地基土的抗震承载力应在地基土静承载力 的基础上乘以小于 1 的调整系数 18 防震缝两侧结构类型不同时 宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋 高度确定缝宽 19 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 20 在截面抗震验算时 其采用的承载力调整系数一般均小于 1 四 选择题四 选择题 1 抗震规范 给出的设计反应谱中 当结构自振周期在 0 1s Tg 之间时 谱 曲线为 A A 水平直线 B 斜直线 C 抛物线 D 指数曲线 2 实际地震烈度与下列何种因素有关 B A 建筑物类型 B 离震中的距离 C 行政区划 D 城市大小 3 规范规定不考虑扭转影响时 用什么方法进行水平地震作用效应组合的计算 B A 完全二次项组合法 CQC 法 B 平方和开平方法 SRSS 法 C 杜哈米积分 D 振型分解反应谱法 4 基底剪力法计算水平地震作用可用于下列何种建筑 C A 40 米以上的高层建筑 B 自振周期 T1很长 T1 4s 的高层建筑 C 垂直方向质量 刚度分布均匀的多层建筑 D 平面上质量 刚度有较大偏心的多高层建筑 5 地震系数 k 与下列何种因素有关 A A 地震基本烈度 B 场地卓越周期 C 场地土类别 D 结构基本周期 6 9 度区的高层住宅竖向地震作用计算时 结构等效总重力荷载 Geq为 C A 0 85 1 2 恒载标准值 GK 1 4 活载标准值 QK B 0 85 GK Qk C 0 75 GK 0 5QK D 0 85 GK 0 5QK 7 框架结构考虑填充墙刚度时 T1与水平弹性地震作用 Fe有何变化 A A T1 Fe B T1 Fe C T1 Fe D T1 Fe 8 抗震设防区框架结构布置时 梁中线与柱中线之间的偏心距不宜大于 A A 柱宽的 1 4 B 柱宽的 1 8 C 梁宽的 1 4 D 梁宽的 1 8 9 土质条件对地震反应谱的影响很大 土质越松软 加速度谱曲线表现为 A A 谱曲线峰值右移 B 谱曲线峰值左移 C 谱曲线峰值增大 D 谱曲线峰值降低 10 震中距对地震反应谱的影响很大 在烈度相同的条件下 震中距越远 加 速度谱曲线表现为 A A 谱曲线峰值右移 B 谱曲线峰值左移 C 谱曲线峰值增大 D 谱曲线峰值降低 11 为保证结构 大震不倒 要求结构具有 C A 较大的初始刚度 B 较高的截面承载能力 C 较好的延性 D 较小的自振周期 T1 12 楼层屈服强度系数 沿高度分布比较均匀的结构 薄弱层的位置为 D A 最顶层 B 中间楼层 C 第二层 D 底层 13 多层砖房抗侧力墙体的楼层水平地震剪力分配 B A 与楼盖刚度无关 B 与楼盖刚度有关 C 仅与墙体刚度有关 D 仅与墙体质量有关 14 场地特征周期 Tg与下列何种因素有关 C A 地震烈度 B 建筑物等级 C 场地覆盖层厚度 D 场地大小 15 关于多层砌体房屋设置构造柱的作用 下列哪句话是错误的 D A 可增强房屋整体性 避免开裂墙体倒塌 B 可提高砌体抗变形能力 C 可提高砌体的抗剪强度 D 可抵抗由于地基不均匀沉降造成的破坏 16 考虑内力塑性重分布 可对框架结构的梁端负弯矩进行调幅 B A 梁端塑性调幅应对水平地震作用产生的负弯矩进行 B 梁端塑性调幅应对竖向荷载作用产生的负弯矩进行 C 梁端塑性调幅应对内力组合后的负弯矩进行 D 梁端塑性调幅应只对竖向恒荷载作用产生的负弯矩进行 17 水平地震作用标准值 Fek的大小除了与质量 地震烈度 结构自振周期有关外 还 与下列何种因素有关 B A 场地平面尺寸 B 场地特征周期 C 荷载分项系数 D 抗震等级 18 表征地震动特性的要素有三个 下列哪项不属于地震动要素 B A 加速度峰值 B 地震烈度 C 频谱特性 D 地震持时 19 震级大的远震与震级小的近震对某地区产生相同的宏观烈度 则对该地区 产生的地震影响是 B A 震级大的远震对刚性结构产生的震害大 B 震级大的远震对柔性结构产生的震害大 C 震级小的近震对柔性结构产生的震害大 D 震级大的远震对柔性结构产生的震害小 20 地震烈度主要根据下列哪些指标来评定 C A 地震震源释放出的能量的大小 B 地震时地面运动速度和加速度的大小 C 地震时大多数房屋的震害程度 人的感觉以及其他现象 D 地震时震级大小 震源深度 震中距 该地区的土质条件和地形地貌 21 一般情况下 工程场地覆盖层的厚度应按地面至剪切波速大于多少的土层 顶面的距离确定 D A 200m s B 300m s C 400m s D 500m s 22 关于地基土的液化 下列哪句话是错误的 A A 饱和的砂土比饱和的粉土更不容易液化 B 地震持续时间长 即使烈度低 也可能出现液化 C 土的相对密度越大 越不容易液化 D 地下水位越深 越不容易液化 23 某地区设防烈度为 7 度 乙类建筑抗震设计应按下列要求进行设计 D A 地震作用和抗震措施均按 8 度考虑 B 地震作用和抗震措施均按 7 度考虑 C 地震作用按 8 度确定 抗震措施按 7 度采用 D 地震作用按 7 度确定 抗震措施按 8 度采用 24 框架柱轴压比过高会使柱产生 B A 大偏心受压构件 B 小偏心受压构件 C 剪切破坏 D 扭转破坏 25 钢筋混凝土丙类建筑房屋的抗震等级应根据那些因素查表确定 B A 抗震设防烈度 结构类型和房屋层数 B 抗震设防烈度 结构类型和房屋高度 C 抗震设防烈度 场地类型和房屋层数 D 抗震设防烈度 场地类型和房屋高度 26 纵波 横波和面波 L 波 之间的波速关系为 A A VP VS VL B VS VP VL C VL VP VS D VP VL VS 27 位于软弱场地上 震害较重的建筑物是 A A 木楼盖等柔性建筑 B 单层框架结构 C 单层厂房结构 D 多层剪力墙结构 28 强剪弱弯是指 B A 抗剪承载力 Vu 大于抗弯承载力 Mu B 剪切破坏发生在弯曲破坏之后 C 设计剪力大于设计弯矩 D 柱剪切破坏发生在梁剪切破坏之后 29 下列结构延性哪个延性在抗震设计时要求最高 D A 结构总体延性 B 结构楼层的延性 C 构件的延性 D 关键杆件的延性 30 强柱弱梁是指 B A 柱线刚度大于梁线刚度 B 柱抗弯承载力大于梁抗弯承载力 C 柱抗剪承载力大于梁抗剪承载力 C 柱配筋大于梁配筋 31 对于 8 度以上地区 当墩高大于 B 应在接近地面或施工水位处设置 横系梁 A 6 米 B 7 米 C 8 米 D 9 米 32 一级公路上的一般工程 其重要性修正系数为 B A 1 0 B 1 3 C 1 5 D 1 7 六 六 计算题计算题 1 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相等 kN1200 21 GG 每层层高皆为 4 0m 各层的层间刚度相同 m kN8630 21 DD 类场地 设防烈度为 7 度 设计基本地震加速度为 0 10g 设计分组为第二组 结构的阻尼比为 05 0 1 求结构的自振频率和振型 并验证其主振型的正交性 2 试用振型分解反应谱法计算框架的楼层地震剪力 解 1 1 计算刚度矩阵 mkNkkk 1726028630 2111 mkNkkk 8630 22112 mkNkk 8630 222 2 求自振频率 4 2 1 2112221121 2 112221112221 21 2 2 1 kkkkmmkmkmkmkm mm 8630 863017260 1201204 172601208630120 172601208630120 1201202 1 22 28 188 47 27 srad 24 5 1 srad 72 13 2 3 求主振型 当 srad 24 5 1 1 618 1 8630 1726024 5 120 2 12 11 2 11 11 12 k km X X 当 srad 72 13 2 1 618 0 8630 1726072 13120 2 12 11 2 21 21 22 k km X X 4 验证主振型的正交性 质量矩阵的正交性 0 618 0 000 1 1200 0120 618 1 000 1 21 T T XmX 刚度矩阵的正交性 0 618 0 000 1 86308630 863017260 618 1 000 1 21 T T XkX 解 2 由表 3 2 查得 类场地 第二组 Tg 0 40s 由表 3 3 查得 7 度多遇地震 08 0 max 第一自振周期 gg TTTT5s 200 1 2 1 1 1 第二自振周期 gg TTTT5s 458 0 2 1 2 2 1 相应于第一振型自振周期1 T 的地震影响系数 030 0 08 0 200 1 40 0 9 0 max 9 0 1 1 T Tg 第一振型参与系数 724 0 618 1 1200000 1 1200 618 1 1200000 1 1200 222 1 2 1 1 1 1 i ii n i ii m m 于是 kN06 261200000 1 724 0 030 0 1111111 GF kN17 421200618 1 724 0 030 0 2121112 GF 第一振型的层间剪力 kN17 42 1212 FV kN23 68 121111 FFV 2 相应于第二振型自振周期2 T 的地震影响系数 071 0 08 0 458 0 40 0 9 0 max 9 0 2 2 T Tg 第二振型参与系数 276 0 618 0 1200000 1 1200 618 0 1200000 1 1200 222 1 2 2 1 2 2 i ii n i ii m m 于是 kN52 231200000 1 276 0 071 0 1212221 GF kN53 141200 618 0 276 0 071 0 2222222 GF 第二振型的层间剪力 kN53 14 2222 FV kN99 8 222121 FFV 3 由 SRSS 法 计算各楼层地震剪力 kN60 44 53 14 17 42 22 2 2 2 22 j j VV kN821 6899 8 23 68 22 2 2 2 11 j j VV 2 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相等 kN1200 21 GG 每层层高皆为 4 0m 框架的自振周期 s028 1 1 T 各层的层间 刚度相同 m kN8630 21 DD 类场地 7 度第二组 08 0 s 40 0 max g T 结构的阻尼比为 05 0 试按底部剪力法计算框架的楼层地震剪力 并验算弹 性层间位移是否满足要求 450 1 e 解 1 求结构总水平地震作用 033 0 08 0 028 1 40 0 9 0 max 9 0 1 1 T Tg kN32 67 12001200 85 0 033 0 eq1Ek GF 2 求作用在各质点上的水平地震作用 sTsT g 56 0 4 04 14 1028 1 1 092 0 01 0028 108 0 01 0 08 0 1 T n kN2 632 67092 0 Eknn FF 1 nEk 1 11 1 F HG HG F n j jj kN37 20 092 0 1 32 67 8120041200 41200 nnEk 1 22 2 1 FF HG HG F n j jj kN95 462 6 092 0 1 32 67 8120041200 81200 3 求层间剪力 kN32 6795 4637 20 211 FFV kN95 46 22 FV 4 验算层间弹性位移 mm8 7m0078 0 8630 32 67 1 450 1512 14000 8 7 1 满足 mm44 5 m00544 0 8630 95 46 1 450 1735 14000 44 5 1 满足 3 某三层钢筋混凝土框架 集中于楼盖处的重力荷载代表值分别为 kN1000 21 GG kN600 3 G 每层层高皆为 5 0m 层间侧移刚度均为 40MN m 框架的基本自振周期 s6332 0 1 T 类场地 8 度第二组 设计基本加 速度为 0 30g 结构的阻尼比为 05 0 试按底部剪力法计算框架的楼层地震 剪力 并验算弹性层间位移是否满足规范要求 1 求结构总水平地震作用 122 0 24 0 6332 0 30 0 9 0 max 9 0 1 1 T Tg kN 6 269 60010001000 85 0 12