建筑结构抗震习题及思考题

1.1 为什么要进行建筑抗震设计?我国《建筑抗震设计规范》规定对哪些建筑必须进行抗震设计?

1. 2 地震按其成因分为哪几种类型?按其震源的深浅又分为哪几种类型? 1. 3 地震灾害主要表现在哪几个方面?建筑物破坏的表现形式是什么? 1.4 什么是地震波?地震波包含了哪几种波? 1.5 什么是地震动的三要素?它们的作用是什么?

1.6 什么是地震震级?什么是地震烈度、基本烈度和抗震设防烈度? 1.7 简述众值烈度、基本烈度和罕遇烈度的划分标准及其关系。

1.8 我国规范依据建筑使用功能的重要性将建筑分为哪儿类?分类的作用是什么? 1.9 抗震设防烈度和设计基本地层加速度的关系是什么? 1.10 什么是三水准设防目标和两阶段设计方法?

1.11 什么是建筑抗震概念设汁?它主要包括哪几方面内容? 1.12 在选择建筑抗震结构体系时，应注意符合哪些要求?

2.1 我国抗震规范将建筑场地类别划分为几类？为什么划分？主要考虑哪些因素？ 2.2 建筑场地类别与场地土类型是否相同？它们有何区别？ 2.3 什么是土层等效剪切波速？其作用是什么？如何计算？ 2.4 什么是场地覆盖层厚度?如何确定？

2.5 什么是场地的卓越周期？确定卓越周期的意义是什么？ 2.6 哪些建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算？为什么？ 2.7 如何确定地基抗震承载力？简述天然地基抗震承载力的验算方法。

2.8什么是地基土的液化？液化会造成哪些震害？影响地基土液化的主要因素有哪些？ 2.9怎么样判别地基土的液化？如何确定地基土液化的严重程度？ 2.10 不同液化等级可能造成的震害如何？简述地基土的抗液化措施。 2.11 下表为某建筑场地的钻孔资料，试确定该场地的类别。 层底深度/m 土层厚度/m 岩土名称 土层剪切波速/(m/s) 3.00 3.00 杂填土 160 6.50 3.50 粉土 180 11.50 5.00 黏土 220

16.00 4.50 中沙 230 22.00 6.00 卵石 290 ----- ----- 砾岩 800

2.12 已知某6层、高度为20cm的丙类建筑的场地地质钻孔资料如下表所示（无剪切波速数据），试确定该场地的类别。

层底深度/m 土层厚度/m 岩土名称 地基土静承载力特征值(m/s) 2.00 2.00 杂填土 110 6.00 4.00 黏性土 160 8.50 2.50 粉土 180

15.50 7.00 中密的碎石土 ---- ---- ---- 基岩 ----

3.1 什么是地震作用?什么是地震反应?地震作用与一般荷载有何不同? 3.2 什么是反应谱?如何用反应谱法确定单质点弹性体系的水平地震作用? 3.3 什么是地震系数?什么是动力系数?什么是地震影响系数?

3.4 简述规范中给出的抗震设计反应谱“α—T”曲线的特点和主要影响因素。 3. 5 简述确定结构地震作用的振型分解反应谱法的基本原理和计算步骤。 3.6 简述确定结构地震作用的底部剪力法的适用条件及计算步骤：

3.7 什么是建筑的重力荷载代表恒?什么是结构等效总重力荷载?在水平地震作用及竖向地震作用计算时应如何取值?

3.8 哪些结构需进行竖向地震作用计算?简述其、计算方法。

3.9 试从计算模型、计算方法、地震作用效应组合等方面比较考虑扭转影响和不考虑扭转影响时的异同。

3.10 什么是楼层屈服强度系数?怎样判断结构薄弱层和部位?

3.11 结构的抗震变形验算包括哪些内容?哪些结构应进行罕遇地震作用下薄弱层的弹塑性变形验算?

3.12 某单跨单层厂房如图3.8所示，集中于屋盖的重力荷载代表使为G＝2800kN，柱抗侧移刚度系数k1＝k2＝20E4kN／m，结构阻尼比β＝0.03，E类建筑场地，设计地震分组为第

一组，设计基本地震加速度为0.15g。求厂房在多遇地震时水平地震作用。

3.13 图示两层房屋计算简图，楼层集中质量分别为m1＝120t，m2=80t，楼板刚度无穷大、楼层剪切刚度系数分别为k1＝5E4kN／m,k2＝3×10e4kN／m。求体系自振频率。 3.14 钢筋混凝土3层框架计算简图如图尔。分别按能量法和顶点位移法计算结构基本自振周期(取填充墙影响折减系数为0.6)。

3.15 钢筋混凝土3层框架经质量集中后计算简图如所示。各层高均为5m．各楼层集中质量代表值分别为：G1＝G2＝750kN，G3＝500kN；经分析得结构振动频率相振型如图所示。结构阻尼比ζ＝0.05。I类建筑场地，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度为0.10g。试按振型分解反应谱法确定结内在多遇地震时的地震作用效应，绘出层间地震剪力图。 3.16 已知条件同题3.15，试按底部剪力法计算。

4.1 使用层间剪切模型要确定哪些参数？

4.2 什么是线性加速度方法？查阅有关文献，简述Newmark方法和Wilson-θ方法与线性加速度方法相比有何特点。

4.3 地震波的选用应主要考察哪些参数？

4.4 如何理解在时程分析时选用的地震波要与结构设计反应谱在统计意义上相符？ 4.5 如何在结构恢复力模型上体现刚度退化性能、强度退化性能？ 4.6 什么是推覆分析法？其主要技术构成是什么？ 4.7 如何根据结构荷载-位移曲线计算承载力谱？ 4.8 如何根据规范规定的设计反应谱计算地震需求谱？

4.9 在推覆分析法中，如性能点不满足预订目标，采取哪些有效措施改进结构设计使之满足要求？

4.10 已知某单自由度弹性体系，质点质量为250kNs2/m，总弹性侧移刚度为9000kN/m，黏性阻尼比ζ=0.08。地面运动加速度记录见下表，下图为原波波形，Δt=0.05s。

?按照7度设防多遇烈度要求将地震波调幅至35Gal；

?计算多遇烈度下质点位移、速度和加速度地震反应，可算至1.0s；

?求t=0～1.0s内体系的最大加速度、最大层间剪力。 4.11 已知条件同上题。计算结构弹塑性地震反应。

补充的已知条件有：结构弹塑性恢复力模型，屈服时位移为2.00mm，屈服前结构抗侧移刚度为Py/Uy=9000kN/m，屈服后抗侧移刚度为0，卸载阶段的抗侧移刚度为9000kN/m。 ?按照7度设防罕遇烈度要求将地震波调幅至220Gal；

?计算罕遇烈度下质点位移、速度和加速度地震反应，可算至1.0s； ?求t=0～1.0s内体系的最大加速度、最大层间剪力。

5 .1 多层及高层钢筋混凝土房屋有哪些结构体系?各自的持点和适用范围是什么? 5.2 多层及高层钢筋混凝土结构的震富有哪些?有哪些抗震薄弱环节?在设计中应如何采取对策?

5.3 抗震概念设计在多层及高层钢筋混凝土结构设计时具体是如何体现的?概念设计与计算设计的关系是什么?

5.4 抗震设计为什么要限制各类结构体系的最大高度和高宽比?

5.5 多民及高层钢筋混凝土结构设计时为什么要划分抗震等级?是如何划分的?

5.6 框架结构、抗震墙结构和框架—抗震墙结构房屋的结构布置应着重解决哪些问框架结构、抗震墙结构和框架—抗震墙结构在水平力作用下的变形特点各是什？

5.8 框架结构、抗震墙结构和框架—抗震墙结构的抗震计算采用了哪些假设?如何确定各自的计算简图?

5.9 如何合理选用框架结构、抗震墙结构和框架—抗震墙结构的抗震计算方法?各有哪些主要步骤?

5.10 如何计算在水平地震作用下框架结构的内力和位移? 5.11 在计算竖向荷载下框架结构的内力时要注意哪些方面的问题? 5.12 如何设计结构合理的破坏机制? 5.13 如何进行内力组合?

5.14 为什么要进行内力调整?怎样调整?

5.15 什么是“强柱弱梁”、“强剪弱弯”原则?在设计中应如何体现? 5.16 如何保证框架梁柱节点的抗震性能?如何进行节点设计?

5.17 框架结构、抗震墙结构和框架—抗震墙结构的抗震设汁有哪些主要构造措施?其意义是

什么?

5.18 多层及高层钢筋混凝土结构抗震设计对楼屋盖有哪些要求?

5.19 钢筋混凝土结构中的填充墙对主体结构抗震性能有哪些影响?应如何考虑其影响? 5.20 抗震墙的类型是怎样划分的?

5.21 框架—抗震墙结构协同工作体系如何进行结构分析?其内力分布有哪些特点?

5.22 某4层现浇钢筋混凝土框架结构房屋(无局部突出的屋顶间)，柱网尺寸为6.0m×6.0m，纵向10跨，横向3跨，采用装配整体式钢筋混凝土楼(屋)盖。各层层高：底层4.8m，2—4层3.9m。横向框架梁截面尺寸：各层均为250x 600mm2；柱截面尺寸：底层柱为550×550mm2，2—4层柱为500×500mm2。混凝土强度等级：梁采用C25；柱采用C30。钢筋强度等级：受力纵筋HRB400，箍筋采用HPB235。各层重力荷载代表值为：底层15000kN，2—3层12000kN，4层9000kN。又已知，该结构的某中框架各层梁上作用均布荷载为：1—3层梁45kN／m，4层梁35kN／m(均为重力荷载代表值)。抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组。建造在Ⅱ类场地上，结构阻尼比为0.05。试对该框架结构进行横向水平地震作用下的抗震设计计算。

6.1 多、高层钢结构在强震作用下柱子断裂的主要原因是什么？

6.2 钢框架-中心支撑体系和钢框架-偏心支撑体系的抗震工作机理各有何特点？ 6.3 避免梁柱节点、支撑构件发生失稳破坏对改善结构整体抗震性能有何作用？ 6.4 建立钢结构构件的恢复力模型与建立混凝土构件的恢复力模型有哪些技术差别？ 6.5楼盖与钢梁有哪些可靠的连接措施？为什么在进行罕遇烈度下结构地震反应分析时不考虑楼板与钢梁的共同工作？

6.6为什么要对地震作用效应进行调整？ 6.7为什么要设置加强层？

6.8在设计上和构造上如何保证钢框架-偏心支撑体系的塑性铰出现在消能阶段？ 6.9 为什么支撑-框架结构的支撑斜杆需按刚接设计，但可按端部铰接杆计算？ 6.10 实现强柱设计有哪些措施？

6.11钢框架结构、钢框架-中心支撑结构、钢框架-偏心支撑结构、钢框架-抗震墙板结构多道抗震防线的设计思路是什么？

6.12 为什么骨形连接和开口式连接技术可以提高梁柱构件的抗震能力，两种连接方式的工作机理有何不同？

7.1 多层砌体结构房屋的震害现象有哪些规律?存哪些抗震薄弱环节?

7.2 抗震设计对于砌体结构的结构方案与布置有哪些主要要求?为什么要这样要求?

7.3 砌体结构房屋的抗震设计有哪些方面应通过计算或验算解决?哪些方面应采取构造措施?它们之间是什么关系?

7.4简述多层砌体结构房屋抗震设计计算的步骤。

7.5 多层砌体结构房屋的计算简图如何选取?地震作用如何确定?

7.6 楼层水平地震剪力的分配主要与哪些因素有关?水平地震剪力怎样分配到各片墙和墙肢上?

7.7 在进行墙体抗震验算时，怎样选择和判断最不利墙段? 7.8 多层砌体结构房屋的抗震构造措施包括哪些方面?

7.9 圈梁和构造柱、芯校对砌体结构的抗震作用是什么?有哪些相应的规定?

7.10 配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋与传统的多层砌休结构相比，在抗震性能和设汁要求、设汁方法等方面有哪些不同?与钢筋混凝土多、高层结构相比有哪些不同?

7.11 将7.3.5节计算实例做如下改动：①轴线A与B、B与C、C与D的间距分别改为6000mm、2100mm、6000mm，且各层在第6轴(以及另一侧的第11轴)的轴线A与B、B与C之间均增设一道横墙；②各层重力荷载代表值改为：G1＝12000kN，G2＝G3＝G4＝9000kN，G5＝7000kN；②计算重力荷载代表情时，屋面均布荷载改为4.0 KN／㎡，楼面均布荷载改为5.0kN／㎡(大梁自重已折算为均布荷载)*①抗震设防烈度为8度(设计基本地震加速度为0.20f)，设计地震分组为第一组，1类场地。试进行横向和纵向抗震承载力验算。

8.1 为什么说单层厂房承重结构是平面排架？而单层厂房结构又被看作是空间结构？ 8.2 在单层厂房抗震设计中如何体现“小震不坏、中震可修、大震不倒”？

8.3 如何理解在单层厂房抗震设计中，确保必需的抗震构造措施比进行抗震验算还要重要？ 8.4 试归纳传统混凝土柱单层厂房的震害表现、产生原因和改进措施。 8.5确定防震缝宽度的依据是什么？防震缝两侧应采取哪些措施？ 8.6 试分析支撑系统在抗震设计中的重要作用。 8.7 等高排架和不等高排架的地震表现有何主要差别？

8.8 解释质量动力系数的概念。在计算自震周期和地震作用时动力系数如何取值？

8.9 为什么在计算柱烈刚度时要对墙体进行折减？

8.10 简化的空间结构计算模型引入了哪些基本假定？每条假定引入的目的是什么？ 8.11单层钢结构厂房与钢筋混凝土柱厂房抗震计算有哪些不同？

8.12单层钢结构厂房与钢筋混凝土柱厂房（横剖面见下图），试按修正刚度法进行纵向抗震计算。

厂房的基本数据如下：厂房柱距6m，纵向10个开间，总长60m；每跨设有一台15t中级工作制吊车，吊车梁为先张法预应力混凝土构件，截面高度900mm；屋盖为大型钢筋混凝土屋面板、24m跨钢筋混凝土折线型屋架；围护墙为240砖墙，采用MU7.5黏土砖和M5.0混合砂浆；柱间支撑采用A3型钢，支撑斜杆长细比为60；设防烈度8度，设计基本加速度为0.30g，Ⅱ类场地，设计地震分组为第一组，结构阻尼比可取为0.05。

其它已知数据：计算自震周期时，集中到各柱列顶处的重力荷载为G1=G3=4150kN，G2=7230kN；计算地震作用时，集中到各柱列顶处的重力荷载为G1=G3=4630kN，G2=7380kN，集中到各柱列牛腿面高度处的重力荷载为Gc1=Gc3=900kN，Gc2=1490kN。边柱列纵向刚度统计结果为：外墙Kw=109340kN/m，支撑Kb=21230kN/m，柱子∑Kc=4510kN/m，中柱列刚度统计结果为：Kb=43100kN/m，∑Kc=4620kN/m。

9.1 什么是结构的振动控制?主要有哪些控制策略?

9.2 隔震结构和传统抗震结构有何区别?隔震的主要原理是什么? 9.3 常用的隔震装置有哪些?在选择隔震方案时，应注意哪些问题?

9.4 隔震结构的计算模型如何选取?对隔震结构的设计计算主要包括哪些内容？ 9.5 什么是水平向减震系数?如何取值?

9.6 常用的消能减震装置有哪些类型?在结构中如何布置? 9.7 消能部件附加给结构的有效刚度和有效阻尼比应如何取值？ 9.8 什么是结构的被动调谐减震控制?其主要控制原理是什么？