工程结构抗震设计原理习题集及参考答案

工程结构抗震设计原理习题集及参考答案

一、判断题（每空2分，共30分）

1、对于一次地震，表示地震大小的震级是唯一的，烈度则有多个。（）

2、在软弱的地基上，刚性结构较柔性结构容易产生破坏。（）

3、地震波的传播速度以纵波最快，剪切波次之，面波最慢，并且能量也最小。（）

4、地基土的抗震承载力取值应该比地基土的静力承载力取值要大。（）

5、对动力系数月反应谱，当周期趋于0时，夕趋于1。（）

6、框架梁常见的破坏有斜截面破坏、正截面破坏和锚固破坏，其中前两种属于脆性破坏。（）

7、构造柱与圈梁一起形成砌体墙的边框，可以提高墙体平面内的稳定性，防止其产生失稳倒塌破坏。

（）

8、多层砌体房屋的结构布置方案应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构布置方案。（）

9、在框架结构中，柱子的延性随轴压比的增加会显著降低，因此必须限制轴压比。（）

10、在抗震计算中，结构自振周期是结构固有特性，与可变荷载无关。（）

II、抗震设计中的重力荷载代表值，是指永久性结构构配件、非结构构件和固定设备等的自重标准

值加上各可变重力荷载值。（）

12、反应谱的各影响因素中，阻尼比对反应谱的影响不大。（）

13、框架结构的震害主要是由于强度和延性不足所引起的，其规律表现为柱的震害重于梁，角柱的

震害重于一般柱，柱的上端的震害重于下端。（）

14、就结构自身而言，结构高度超高和结构本身不对称是引起结构扭转振动的两个主要原因。（）

15、《建筑抗震规范》根据房屋设防烈度，结构类型和房屋高度分别采用4个抗震等级，其中一级抗

震要求最低，四级抗震要求最高。（）

二、填空题（每空1分，共20分）

1、世界上两个重要的地震活动带是和O

2、地震波在地球内部以体波的形式传播，体波可分为波和波。

3、三水准设防目标是、和。

4、《抗震规范》对地基土的液化判别采用两阶段判别方案，即、

和。

5、地基和基础的抗震验算一般采用的是计算方法。

6、框架结构抗震设计，必须遵循三条原则、和。

7、钢筋混凝土房屋的抗震措施包括和“

8、我国现行规范采用两阶段设计来实现三水准设防目标，第一阶段设计是,第二

阶段设计是»

9、框架柱的常见破坏形式有、和

三、名词解释（每题5分，共10分）

1、场地覆盖层厚度

2、地震反应谱

四、问答题（每题5分，共20分）

I、简述地基液化的概念及其影响因素。

2、结构抗震计算方法有哪几种，应该如何选用？

3、砌体房屋的主要震害有哪些？

4、哪些情况应该考虑竖向地震作用？

五、计算题（共20分）

1、已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所示，试确定该建筑场地的类别。

表1土层资料

层底深度（m）土层厚度（m）土的名称剪切波速（m/s）

1.51.5杂填土80

7.56粉质粘土210

19.011.5细砂243

267砾石350

5226砾岩750

表2各类场地覆盖层厚度

场地类型

等效剪切波速

I11IIIIV

匕>5000---

250〈匕<500<5>5--

140<v,<250<33~50>50-

匕Y140<33~15>15-80>80

2、某三层钢筋混凝土框架，各层重力和在代表值为Gl=20kN,G2=15kN,G3=10kN,层高hl=5m,

h2=4m,h3=4m,设防烈度为8度，一类建筑场地，设计地震分组为第一组，阻尼比为0.05,结构基

本自振周期Ti=0.43s,试用底部剪力法求结构在多遇地震作用下的各层水平地震作用。

工程结构抗震设计原理习题集（二）

一、名词解释（请将正确答案填写在空位处。每小题3分，共15分）

1.地震基本烈度

2.场地

3.抗震概念设计

4.重力荷载代表值

5.鞭稍效应

二、填空题（请将正确答案填写在横线上。每空1分，共20分）

1.建筑的场地类别，可根据和划分为四类。

2.震源在地表的投影位置称为o

3.地震灾害主要表现在、和三个方面。

4.框架结构的整体破坏形式按破坏机制可分为和o

5.结构平面不规则类型包括、和楼板局部不连续。

6.工程抗震设防的基本原则可以概括为、和o

7.工程中求解结构地震反应的方法大致可分为三种，即：、和。

8.在用底部剪力法计算多层结构的水平地震作用时，对于T〉1.4Tg时，在附加AFn，

其目的是考虑的影响。

9.框架柱的破坏形式主要有剪切破坏、和-

三、单项选择题（将正确的选项填在括号内。每小题1分，共15分）

I.纵波、横波和面波（L波）之间的波速关系为（）»

A.Vp>Vs>VLB.Vs>Vp>VL

C.VL>Vp>VsD.Vp>VL>VS

2.某地区设防烈度为7度，乙类建筑抗震设计应按下列哪项要求进行设计。（）

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

3.一般情况下，工程场地覆盖层的厚度应按地面至剪切波速大于（）的土层顶面的距离确定。

A.200m/sB.300m/sC.400m/sD.500m/s

4.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.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

5.地震烈度主要根据下列哪些指标来评定（）。

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

6.框架结构中布置填充墙后，结构的基本自振周期将（

A.增大B.减小C.不变D.说不清

7.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（）。

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

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.柱宽的1/4B.柱宽的1/8C.梁宽的1/4D.梁宽的1/8

9.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（）。

A.加速度峰值B.地震烈度C.频谱特性D.地震持时

10.多层砖房抗侧力墙体的楼层水平地震剪力分配（）。

A.与楼盖刚度无关B.与楼盖刚度和墙体侧移刚度有关

C.仅与墙体刚度有关D.仅与墙体质量有关

11.振型组合用到的CQC法，是指振型的()。

A.全部二次项B.平方和的平方根C.平方和D.全部三次项

12.框架结构的震害主要是由于强度和延性不足所引起的，其规律表现为()。

A.柱的震害重于梁，角柱的震害重于一般柱，柱的上端的震害重于下端

B.柱的震害重于梁，一般柱的震害重于角柱，柱的下端的震害重于上端

C.梁的震害重于柱，一般柱的震害重于角柱，柱的下端的震害重于上端

D.梁的震害重于柱，角柱的震害重于一般柱，柱的上端的震害重于下端

13.引起扭转振动的原因主要有()。

(I)地面运动存在着转动分量

(II)地震时地面各点的运动存在相位差

(III)结构高度超高

(IV)结构本身不对称

A.(I)s(II)、(III)B.(I)、(H)、(IV)C.(I)、(III)、(IV)D.(II)、(III)(IV)

14.多层砌体房屋和底层框架砌体房屋，刚度沿高度分布一般比较均匀，变形以()为主。

A.弯剪型变形B.弯曲型变形C.剪切型变形D.复合型变形

15.多层砌体房屋的抗震设计中，根据设防烈度限制房屋高宽比的主要目的是().

A.保证结构的空间刚度

B.保证楼盖具有传递水平地震力给承重墙体的水平刚度

C.保证房屋的稳定性和整体抗弯能力

D.保证结构的延性

四、简答题(每小题6分，共30分)

1.简述地震震级和地震烈度二者的联系和区别？

2.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?

3.简述建筑结构抗震概念设计的主要措施。

4.什么情况下可采用底部剪力法计算房屋建筑的地震作用？

5.“强柱弱梁”、“强剪弱弯”的实质是什么？通过什么途径来实现？

五、计算题（每题10分，共20分）

1.已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所示，试确定该建筑场地的类别。

表1土层资料

层底深度（m）土层厚度（m）土的名称剪切波速（m/s）

1.51.5杂填土80

7.56粉质粘土210

19.011.5细砂243

267砾石350

5226砾岩750

表2各类场地覆盖层厚度

场地类型

等效剪切波速

IIIIIIIV

匕〉5000---

<5

250〈匕<500>5--

<3

140<vv<2503〜50>50-

匕<140<33〜15>15〜80>80

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G产G2=1200kN,基本自振

周期7>1.028s,建筑场地为H类，抗震设防烈度7度，设计地震分组为第二组，设计基本地震加速

度为0.10g,结构的阻尼比乒0.05。试求：用底部剪力法计算多遇地震作用下结构的水平地震作用。

Z//Z

图I计算简图

附录

场地特征周期Tg(s)地震影响系数agx

场地类别IIIIIIIV设防烈度6789

设计第一组0.250.350.450.65设计基本地震

0.050.100.150.200.300.40

地震第二组0.300.400.550.75加速度值(g)

分组第三组0.350.450.650.90

多遇地震

0.040.080.120.160.240.32

影响系数Gwx

73>1.47^<1.47

<0.350.087；+0.070

<0.35〜0.550.087；+0.010

>0.550.087；-0.020

工程结构抗震设计原理习题集(一)答案

一、判断题

123456789101112131415

qXXqXqqqXXXX

二、填空题

1、环太平洋地震带欧亚地震带

2、瑞利波乐甫波

3、小震不坏、中震可修、大震不倒

4、初步判别标准贯入试验判别

5、拟静力法

6、强柱弱梁强剪弱弯强节点强锚固

7,内力调整构造措施

8、承载力验算弹塑性变形验算

9、剪切压弯弯曲

三、名词解释

1、我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)定义：一般情况下，可取地面到剪切波速大于500m/s

的坚硬土层或岩层顶的距离。

2、单自由度体系在给定的地震作用下某个最大反应与体系自振周期的关系曲线称为该反应的地震反

应谱。

1、处于地下水位以下的饱和砂土和粉土的土颗粒结构受到地震作用时将趋于密实，使空隙水压力急

剧上升，而在地震作用的短暂时间内，这种急剧上升的空隙水压力来不及消散，使原有土颗粒通过

接触点传递的压力减小，当有效压力完全消失时，土颗粒处于悬浮状态之中。这时，土体完全失去

抗剪强度而显示出近于液体的特性。这种现象称为液化。其影响因素主要包括：土质的地质年代、

土的密实度和粘粒含量、土层埋深和地下水位深度、地震烈度和持续时间。

2、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，宜采用底部剪力法等简化方法。除上述以外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。

特别不规则的建筑、甲类建筑和下表所列高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下

的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

3、墙体的破坏、墙角的破坏、楼梯间的破坏、内外墙连接的破坏、突出屋面的屋顶间等附属结构的

破坏、其他部位常见的破坏。

4、竖向地震动分量很大竖向地震效应较水平地震效应较为明显的结构结构承载力对竖向地震作用

较为敏感

四、计算题

1、（1）确定场地覆盖层厚度：一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s的土层顶面取值

1=1.5+6+11.5+7=26

（2）确定等效剪切波速：

计算深度取覆盖层厚度和20m二者的较小值d=min（d,20）=20

________________________________=205\m/s

1.5/80+6/210+11.5/243+1/350,

（3）确定土类别：

140<<250,d=26,H类土。

2、确定地震参数

r(o

(=1043JX016=0098

%="max=0・08

7]>1.47；=0.35s；St)=0.087；+0.07=0.1044；

FFJi=aGeq=0.098x0.85x(10+15+20)=3.75LN；\Fn=SnFek=039kN

H[=%；”2=4+生；“3=4+4+4

各质点水平地震作用标准值为

片=^^7与式1一用）=0.92%7；

“GM：

工心…,)=1.24%N；

工=F珠=159kN

工程结构抗震设计原理习题集（二）答案

一、名词解释（每小题3分，共15分）

1.指未来50年内在一般场地条件下可能遭遇的超越概率为10%的地震烈度值。

2.指工程群体所在地，具有相似的反应谱特征，其范围相当于厂区、居民小区和自然村或不小

于l.Okm?的平面面积。

3.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，进行建筑和结构总体布置并

确定细部构造的过程。

4.计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重的标准值和各可变荷载组合

值之和。

5.当建筑物有局部突出屋面的小建筑时，如屋顶间、女儿墙、烟囱等，由于该部分结构的质量

和刚度突然变小，在地震作用下，这些局部突出小建筑会有地震反应加剧的现象，称为鞭稍效应。

二、填空题（每空1分，共20分）

1.等效剪切波速场地覆盖层厚度

2.震中

3.地表变形工程结构的破坏次生灾害

4.梁较机制柱较机制

5.扭转不规则凹凸不规则

6.小震不坏、中震可修、大震不倒

7.振型分解反应谱法、底部剪力法、时程分析法

8.主体结构的顶部、高振型

9.弯曲破坏、压弯破坏

三、单项选择题（每小题1分，共15分）

1~5：ADDAC6-10：BBABB11-15：AABCC

四、简答题（每小题6分，共30分）

1.

震级是指衡量一次地震释放能量大小的尺度，常用里氏震级表示。......................（2分）

烈度是指地震引起的地面震动及其影响的强弱程度。...................................（2分）

一次地震只有一个震级，且地震释放出来的能量越大，震级越高，通过地震仪器测得。

一次地震可以有多个烈度，通过地震时大多数房屋的震害程度、人的感觉以及其他现象确定。（3分）

2.

第一水准：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时;一般不受损坏或不需修理可继续使

用。...............................................................................（1分）

第二水准：当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍

可继续使用。......................................................................（1分）

第三水准：当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的

严重破坏。.........................................................................（1分）

第一阶段：验算工程结构在多遇地震影响下的承载力和弹性变形。......................（2分）

第二阶段：验算工程结构在罕遇地震影响下的弹塑性变形。（不规则结构的薄弱层）.........（2分）

3.

选择有利地段........................................................................（1分）

选择有利的场地和地基...............................................................（1分）

选择有利的房屋抗震体型..........................................................（0.5分）

合理的抗震结构布置..............................................................（0.5分）

合理的结构材料..................................................................（0.5分）

采取提高抗震性能的措施（多道防线、延性、隔震消能）................................（1分）

控制结构变形....................................................................（0.5分）

确保结构整体性..................................................................（0.5分）

减轻房屋自重........................................................................（1分）

妥善处理非结构部件..............................................................（0.5分）

4.

质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构.................................................（2分）

高度不超过40m....................................................................（2分）

水平地震运动作用下结构的变形以剪切变形为主.......................................（2分）

地震运动作用下结构的扭转效应可忽略不计...........................................（1分）

5.

“强柱弱梁”是指框架柱端的抗弯承载力大于框架梁端的抗弯承载力，使得地震时各层框架梁端首先

屈服，梁端形成塑性较耗散大量地震能量，最后柱短出现塑性较。......................（1分