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。 ( × )
1、非结构构件的存在,不会影响主体结构的动力特性。(× ) 2、场地类比是根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度综合确定。(√ ) 3、一般工程结构均为欠阻尼状态。( √) 4、地震动振幅越大,地震反应谱值越大。(√ )
5、当结构周期较长时,结构的高阶振型地震作用影响不能忽略。(√ ) 6、多遇地震下的强度验算,以防止结构倒塌。(× ) 7、砌体房屋震害,刚性屋盖是上层破坏轻,下层破坏重。(√ ) 8、柱的轴力越大,柱的延性越差。( √)
9、抗震墙的约束边缘构件包括暗柱、端柱和暗梁。(× )
10、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。(√)
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 ( × ) 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(× ) 10.结构的刚心就是地震惯性力合力作用点的位置 ( × ) 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10.65max ( × )
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( √ )
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
行
分
配
( × )
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
(√ )
19、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( √ )
确
定
缝
宽
二、填空题(本大题共20个空,每空1分,共20分)。
1.地震动三要素是指地震动峰值、频谱、持续时间。 2.我国建筑抗震设计规范采用的是三水准、两阶段设计法。 3.地基土液化判别过程分为初步判别和标准贯入试验两大步骤。
4.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,应考虑竖向地震作用。 5.多层砌体房屋抗震构造措施中最有效的是构造柱与圈梁的设置。
6.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强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件的原则。
7.完整的建筑结构抗震设计包括三个方向的内容与要求,分别是概念设计、抗震计算、构造措施。
8.在框架—剪力墙的内力计算时,总抗震墙和总框架之间用连梁连接。 9.多高层钢结构在地震中的破坏形式有节点连接破坏、构件破坏、结构倒塌.
1. 地震按其成因也分为四种:构造地震、火山地震、陷落地震、诱发地震。
2.地震波的传播速度比较:纵波最快,剪切波次之,面波最慢。造成建筑物和地表的破坏以面波为主。
3. 地震现象表明,纵波使建筑物产生上下颠簸,剪切波使建筑物产生水平方向摇晃, 而面波则使建筑物既产生上下颠簸又产生左右摇晃.
4.地震震级是衡量一次地震释放能量大小的等级,用符号M表示。 5.地震烈度是地震时一定地点地面震动强弱程度的尺度。
6. 震源是造成地震发生的地方;震中是指震源在地表的投影。
7.一般来说,离震中越近,地震烈度越高;离震中越远,地震烈度越低。 8.世界两个主要地震带为:环太平洋带、中亚-地中海带。
9.《抗震规范》规定,抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑必须进行抗震设计。
10.根据建筑物使用功能的重要性,建筑抗震设防类别分为四类,分别为甲、乙、丙、丁类。 11.场地条件对建筑物震害影响的主要因素是:场地土的刚性大小和场地覆盖层厚度。 12.震害调查表明,土质愈软,覆盖层愈厚,建筑物的震害愈严重,反之愈轻。
13.建筑场地覆盖层厚度,一般情况下应按地面至剪切波速大于500m/s的土层顶面的距离确定。
14.建筑场地的类别,按等效剪切波速和覆盖层厚度划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类。 15.土层液化的判别分两步进行:初步判别、标准贯入试验判别。
16.存在液化土层的地基液化等级,根据液化指数划分为三级轻微、中等、严重。
17.“三水准、二阶段”抗震设防目标可简单概括为:小震不坏、中震可修、大震不倒。 18.抗震设防的一般目标是要做到小震不坏、中震可修、大震不倒。
19. 结构抗震变形验算包括在多遇地震作用下和罕遇地震作用下的变形验算。
20.《抗震规范》规定的结构抗震计算方法包括:底部剪力法、振型分解反应谱法、时程分析法。
21. 《抗震规范》规定对高度不超过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,可采用底部剪力法。
22. 在给定的地震作用期间,单质点体系的最大位移反应、最大速度反应、最大加速度反应随
质点自振周期的变化曲线称为地震反应谱。
23.结构基本自振周期的近似计算方法有:瑞利法(能量法)、顶点位移法、经验公式法。 24.考虑地震效应的基本组合S=γGSGE+γEhSEhk+γEvSEvk+ψwγwSwk中,仅考虑水平地震作用是,地震作用分项系数γEh的取值为1.3。
25.为保证多层砌体结构房屋的整体抗震性能,宜采用的承重体系为横墙承重、纵横墙承重。 26.对于多层砌体结构房屋,楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。 27.《抗震规范》规定,进行多层砌体房屋抗震强度验算时,可只选择从属面积较大或竖向
应力较小的墙段进行截面抗震承载力验算。
28.多层砌体结构房屋在水平地震作用下的变形以层间剪切变形为主。 29.多层砌体结构,楼层地震剪力在同一层墙体间的分配主要取决于楼盖的水平刚度及各墙
体的侧移刚度。
30.构造柱与墙体连接处应砌成马牙槎,并应沿墙高每隔500mm设置2φ6拉结钢筋,每
边伸入墙内不宜小于1m。
31.砌体结构中,现浇钢筋混凝土楼板或屋面板伸进纵横墙内的长度,均不应小于120mm。 32.我国目前的结构构件抗震设防标准—抗震等级,共分为四级,其中一级抗震要求最高。 33.《抗震规范》规定,设防烈度为6度、建于Ⅰ~Ⅲ类场地上的结构,不需做抗震验算,但
需按抗震等级设计截面,满足抗震构造要求。
34.框架结构的布置形式有三种,分别为横向承重框架、纵向承重框架、纵横向承重框架。其中,地震区的框架宜双向设置。
35.地震区的框架结构,应设计成延性框架,遵守强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件等设计原则。
36. 抗震设计的框架柱截面尺寸,宽度与高度均不宜小于300mm,柱剪跨比宜大于2。 37.竖向荷载作用下,框架内力近似计算方法有分层法和弯矩二次分配法。
38. 框架梁的控制截面为两端支座截面和跨中截面;框架柱的控制截面为上下两端截面。 39. 场地土对地震波的作用,不同的场地土对地震波有不同的放大作用。
40. 厂房结构支撑的形状,要使总用钢量较少又有较大的回转半径,以减少杆件的长细比。
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 场地覆土层厚度划分为IV类。 3、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ΔFn,其目的是考虑 高振型 的影响。
4、《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。
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、多层砌体房屋的抗震设计中,在处理结构布置时,根据设防烈度房屋高宽比目的是 为了使多层砌体房屋有足够的稳定性和整体抗弯能力 ,根据房屋类别和设防烈度房屋抗震横墙间距的目的是 避免纵墙发生较大出平面弯曲变形,造成纵墙倒塌 。
8、用于计算框架结构水平地震作用的手算方法一般有 反弯点法 和 D值法 。
9、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。
10、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。
1.地震可划分为诱发地震和天然地震两大类。
2.在地震波中,纵波传播速度最快;横波次之;面波最慢。
3.地震的破坏作用主要表现为地表破坏,建筑物的破坏,次生灾害三种型式。 4.抗震设防的目标为小震不坏,中震可修,大震不倒。
5.建筑抗震设计包括概念设计,抗震计算,构造措施三个层次的内容与要求。 6.多层土的地震效应主要取决于覆盖土层厚度,土层剪切波速,岩土阻抗比三个
基本因素。
7.单自由度体系在地震作用下产生惯性力,阻尼力,弹性恢复力三种主要力。 8.对于多层砌体结构房屋,应优先采用横墙承重的结构布置方案,避免采用纵强承重的方案。
9.表征地震动特性主要有振幅,频谱,持时三要素。
10.框架的整体破坏形式按性质可分为延性破坏和脆性破坏。 11. 框架结构节点区的破坏主要是主拉应力引起的剪切破坏。
12.在混凝土结构的施工过程中,当需要以强度等级高的钢筋代替原来设计中的纵向钢筋时应按照钢筋受拉承载力相等的原则换算。
13.钢筋混凝土房屋应根据烈度,结构类型,房屋高度采用不同的抗震等级。 14.在进行地震作用效应调整时,应按照强柱若梁,强剪弱弯,强节点弱构件三个原则进行。
15单层工业厂房受纵向水平地震作用时的破坏重于横向水平地震作用时的破坏。
1、天然地震主要有(构造地震)与(火山地震)。 2、地震波传播速度以(纵波)最快,(横波)次之,(面波)最慢。 3、地震动的三要素:峰值、频谱、持时。
4、多层土的地震效应主要取决于三个基本因素:覆盖土层厚度、剪切波速、阻尼比。 5、结构的三个动力特性是:自振周期、振型、岩土阻抗比。 6、地震动的特性的三要素:振幅、频率、持时。 7、框架按破坏机制可分为:梁铰机制、柱铰机制。 8、柱轴压比的定义公式为:n=N/(fcAc)。
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φ12/φ11=1.618/1;第二振型φ22/φ21=-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 Ⅲ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
SGSGEEhSEhkEvSEvkwwSwk。
15、楼层屈服强度系数为y(i)Vy(i)/Ve(i) 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、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ΔFn,其目的是考虑 高振型 的影响。
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 ( B )。
A、地表破坏 B、人员伤亡 C、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( C )层的建筑归为高层钢结构建筑。 A、10 B、11 C、12 D、13
3.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( B )。 A、以剪切变形为主 B、以弯曲变形为主 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( C )。 A、10% B、2%—3% C、63.2% 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( B )。 A、扭转效应 B、鞭梢效应 C、共振 D、主体结构破坏
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
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? 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.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。
1、简述两阶段三水准抗震设计方法。
答:我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规定:进行抗震设计的建筑,其抗震设防目标是: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,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,当遭受高于本地区抗震设防烈度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。
具体为两阶段三水准抗震设计方法:
第一阶段是在方案布置符合抗震设计原则的前提下,按与基本烈度相对应的众值烈度的地震动参数,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;
对大多数结构,一般可只进行第一阶段的设计。
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。
2、简述确定水平地震作用的振型分解反应谱法的主要步骤。 (1)计算多自由度结构的自振周期及相应振型;
(2)求出对应于每一振型的最大地震作用(同一振型中各质点地震作用将同时达到最大值);
(3)求出每一振型相应的地震作用效应;
(4)将这些效应进行组合,以求得结构的地震作用效应。
3、简述抗震设防烈度如何取值。
答:一般情况下,抗震设防烈度可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度(或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值)。对已编制抗震设防区划的城市,可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。
4、简述框架节点抗震设计的基本原则。
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; 梁柱纵筋在节点区内应有可靠的锚固; 节点配筋不应使施工过分困难。
5、简述钢筋混凝土结构房屋的震害情况。
答:1. 共振效应引起的震害;
2. 结构布置不合理引起的震害; 3. 柱、梁和节点的震害; 4. 填充墙的震害; 5. 抗震墙的震害。
1. 影响土层液化的主要因素是什么?
地质年代;土中黏粒含量;土层的相对密度;土层的埋深和地下水位深度;地震烈度和震级;以及地震持续时间等。 2. 地震作用作用特点是什么?
①间接性:地面强烈振动使结构产生的巨大加速度形成的间接作用。 ②复杂性:地面振动十分复杂,无法精确计算。
③随机性:时间、地点、大小不确定,设计采用一条反映谱曲线,只能
是统计意义上的平均。
④藕连性:地震作用与结构的自振周期有关,若自振周期变化,则地震
作用也变化。
3. 结构刚度、承载力与延性之间有何关系? 它们之间无相制约互相影响,提高结构的抗侧移刚度往往是以降低结构的延性指标为代价的。杆刚度要布置合理,才能提高建筑物的承载能力同时要努力使体系中的各抗侧力构件的刚度与延性相匹配。使各构建之间协调发挥作用,提高其承载能力。
4. 结构的平面布置应注意哪些问题?
结构的平面布置宜简单、对称和规则。从抗震的角度看,最主要是使结构平面的质量中心和刚度中心相重合或尽可能靠近。以减少结构的扭转反应;其次,平面
布置要使平面作为一个截面有尽可能大的抗扭刚度,以抵抗事实上难以完全避免的扭转。
1、影响土层液化的主要因素是什么?
1、答案:影响土层液化的主要因素有:地质年代,土层中土的粘性颗粒含量,上方覆盖的非液化土层的厚度,地下水位深度,土的密实度,地震震级和烈度。土层液化的三要素是:粉砂土,饱和水,振动强度。因此,土层中粘粒度愈细、愈深,地下水位愈高,地震烈度愈高,土层越容易液化。
2、什么是地震反应谱?什么是设计反应谱?它们有何关系?
答案:单自由度弹性体系的地震最大加速度反应与其自振周期的关系曲线叫地震(加速度)反应谱,以Sa(T)表示。设计反应谱:考虑了不同结构阻尼、各类场地等因素对地震反应谱的影响,而专门研究可供结构抗震设计的反应谱,常以(T),两者的关系为 (T)= Sa(T)/g
3、什么是时程分析?时程分析怎么选用地震波?
答案:选用地震加速度记录曲线,直接输入到设计的结构,然后对结构的运动平衡方程进行数值积分,求得结构在整个时程范围内的地震反应。应选择与计算结构场地相一致、地震烈度相一致的地震动记录或人工波,至少2条实际强震记录和一条人工模拟的加速度时程曲线。
4、在多层砌体结构中设置圈梁的作用是什么?
答案:设置圈梁作用:加强纵横墙的连接,增加楼盖的整体性,增加墙体的稳定性,与构造柱一起有效约束墙体裂缝的开展,提高墙体的抗震能力,有效抵抗由于地震或其他原因所引起的地基均匀沉降对房屋的破坏作用。
5、抗震设计为什么要尽量满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的原则?如何满足这些原则?
答案:“强柱弱梁”可有效的防止柱铰破坏机制的出现,保证结构在强震作用下不会整体倒塌;“强剪弱弯”可有效防止脆性破坏的发生,使结构具有良好的耗能能力;“强节点弱构件”,节点是梁与柱构成整体结构的基础,在任何情况下都应使节点的刚度和强度大于构件的刚度和强度。
1、 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? 答:抗震设防的三个水准 :
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仍可继续使用;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; 第三水准:当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏 两阶段设计方法:
第一阶段设计:验算工程结构在多遇地震影响下的承载力和弹性变形,并通
过合理的抗震构造措施来实现三水准的设防目标;
第二阶段设计:验算工程结构在罕遇地震下的弹塑性变形,以满足第三水准抗震设防目标。
2、 抗震设计中为什么要各类结构体系的最大高度和高宽比?
答:随着多层和高层房屋高度的增加,结构在地震作用以及其他荷载作用下产生的水平位移迅速增大,要求结构的抗侧移刚度必须随之增大。不同类型的结构体系具有不同的抗侧移刚度,因此具有各自不同的合理使用高度。 房屋的高宽比是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。 震害表明,房屋高宽比大,地震作用产生的倾覆力矩会造成基础转动,引起上部结构产生较大侧移,影响结构整体稳定。同时倾覆力矩会在混凝土框架结构两侧柱中引起较大轴力,使构件产生压曲破坏;会在多层砌体房屋墙体的水平截面产生较大的弯曲应力,使其易出现水平裂缝,发生明显的整体弯曲破坏。
3、 简述现行抗震规范计算地震作用所采用的三种计算方法及其适用范围。
答:现行抗震规范计算地震作用所采用的三种计算方法为:底部剪力法,振型分解反应谱法和时程分析法。 适用条件:
(1) 高度不超过40米,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,可采用底部剪力法计算。 (2) 除上述结构以外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱法。
(3) 特别不规则的建筑、甲类建筑和规范规定的高层建筑,应采用时程分析法
进行补充计算。
4、 什么是动力系数、地震系数和水平地震影响系数?三者之间有何关系?
答:动力系数是单质点弹性体系的最大绝对加速度反应与地震地面运动最大加速度的比值
地震系数是地震地面运动最大加速度与重力加速度的比值
水平地震影响系数是单质点弹性体系的最大绝对加速度反应与重力加速度的
比值
水平地震影响系数是地震系数与动力系数的乘积
5、 什么是鞭端效应,设计时如何考虑这种效应?
答:地震作用下突出建筑物屋面的附属小建筑物,由于质量和刚度的突然变小,受高振型影响较大,震害较为严重,这种现象称为鞭端效应;
设计时对突出屋面的小建筑物的地震作用效应乘以放大系数3,但此放大系数不往下传。
6、 框架梁抗震设计时应遵循的原则?如何在设计中实现“强剪弱弯”? 答: 强柱弱梁,梁端先于柱出现塑性铰,同时塑性铰区段有较好的延性和耗能能力
强剪弱弯,梁形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力 强节点、强锚固,妥善解决梁纵筋锚固问题
为保证强剪弱弯,应使构件的受剪承载力大于构件弯曲屈服时实际达到的剪力值,对一、、二、三级框架梁,梁端截面组合的剪力设计值调整为: Vvb
7、 简述“强柱弱梁”的概念以及实现“强柱弱梁”的主要措施
答: 强柱弱梁概念为使梁端先于柱端产生塑性铰,控制构件破坏的先后顺序,形成合理的破坏机制
在截面抗震验算中,为保证强柱弱梁,《建筑抗震设计规范》规定: 对一、二、三级框架的梁柱节点处,(除框架顶层和柱轴压比小于0.15及框支梁与框支柱的节点外),柱端组合的弯矩设计值应符合: MccMb
其中c为柱端弯矩增大系数,(一级为取1.4,二级取1.2,三级取1.1)
lrMbMbVGb ln
8、 简述提高框架梁延性的主要措施?
答:(1)“强剪弱弯”,使构件的受剪承载力大于构件弯曲屈服时实际达到
的剪力值,以保证框架梁先发生延性的弯曲破坏,避免发生脆性的剪切破坏; (2)梁端塑性铰的形成及其转动能力是保证结构延性的重要因素:一方面应
梁端截面的纵向受拉钢筋的最大配筋率或相对受压区高度,另一方面应配置适当的受压钢筋
(3)为增加对混凝土的约束,提高梁端塑性铰的变形能力,必须在梁端塑性
铰区范围内设置加密封闭式箍筋,同时为防止纵筋过早压屈,对箍筋间距也应加以。
(4)对梁的截面尺寸加以,避免脆性破坏。
9、 砌体结构中设置钢筋混凝土构造柱和圈梁的作用?
答:设置钢筋混凝土构造柱的作用:加强房屋的整体性,提高砌体的受剪承载力(10%-30%),对砌体有约束作用, 提高砌体的变形能力,提高房屋的抗震性能。
设置圈梁的作用:增加纵横墙体的连接,加强整个房屋的整体性;圈梁可箍住楼盖,增强其整体刚度;减小墙体的自由长度,增强墙体的稳定性;可提高房屋的抗剪强度,约束墙体裂缝的开展;抵抗地基不均匀沉降,减小构造柱计算长度。 10、
试述纵波和横波的传播特点及对地面运动的影响?
答:在传播过程中,其介质质点的振动方向与波的传播方向一致,是压缩波,传播速度快,周期较短,振幅较小;(2分)将使建筑物产生上下颠簸;(1分)
横波在传播过程中,其介质质点的振动方向与波的传播方向垂直,是剪切波,传播速度比纵波要慢一些,周期较长,振幅较大;(2分)将使建筑物产生水平摇晃;(1分) 11、
什么是地基液化现象?影响地基液化的因素?
答:饱和砂土或粉土的颗粒在强烈地震下土的颗粒结构趋于密实,土本身的
渗透系数较小,孔隙水在短时间内排泄不走而受到挤压,孔隙水压力急剧上升。当孔隙水压力增加到与剪切面上的法向压应力接近或相等时,砂土或粉土受到的有效压应力下降乃至完全消失,土体颗粒局部或全部处于悬浮状态,土体丧失抗剪强度,形成犹如液体的现象。
影响因素: 土层的地质年代:地质年代越古老,越不易液化
土的组成:级配良好的砂土不易液化
粉土中粘粒含量超过一定限值时,不易液化 土层的相对密度:土层的相对密度越大,越不易液化 土层的埋深:埋深越大,越不易液化
地下水位的深度:地下水位越深,越不易液化
地震烈度和地震持续时间:烈度越高,持续时间越长,越易液化 12、
强柱弱梁、强剪弱弯的实质是什么?如何通过截面抗震验算来实现?
答:(1)使梁端先于柱端产生塑性铰,控制构件破坏的先后顺序,形成合理的破坏机制
(2)防止梁、柱端先发生脆性的剪切破坏,以保证塑性铰有足够的变形能力 在截面抗震验算中,为保证强柱弱梁,《建筑抗震设计规范》规定: 对一、二、三级框架的梁柱节点处,(除框架顶层和柱轴压比小于0.15及框支梁与框支柱的节点外),柱端组合的弯矩设计值应符合: MccMb
其中c为柱端弯矩增大系数,(一级为取1.4,二级取1.2,三级取1.1) 为保证强剪弱弯,应使构件的受剪承载力大于构件弯曲屈服时实际达到的剪力值,对一、、二、三级框架梁,梁端截面组合的剪力设计值调整为: VvblrMbMbVGb ln对一、、二、三级框架柱,柱端截面组合的剪力设计值调整为: Vvc 13、
什么叫轴压比?为什么要柱的轴压比?
MclMcrHn
答:轴压比:nN 柱组合的轴向压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴fcAc心抗压强度设计值乘积之和
轴压比大小是影响柱破坏形态和变形性能的重要因素,受压构件的位移延性随轴压比增加而减小,为保证延性框架结构的实现,应柱的轴压比 14、
为什么要多层砌体房屋抗震横墙间距?
答:(1)横墙间距过大,会使横墙抗震能力减弱,横墙间距应能满足抗震承载力的要求。
(2)横墙间距过大,会使纵墙侧向支撑减少,房屋整体性降低
(3)横墙间距过大,会使楼盖水平刚度不足而发生过大的平面内变形,从而不能有效地将水平地震作用均匀传递给各抗侧力构件,这将使纵墙先发生出平面的过大弯曲变形而导致破坏,即横墙间距应能保证楼盖传递水平地震作用所需的刚度要求。 15、
在什么情况下结构会产生扭转振动?如何采取措施避免或降低扭转振
动?
答:体型复杂的结构,质量和刚度分布明显不均匀、不对称的结构,在地震作用下会产生扭转,主要原因是结构质量中心和刚度中心不重合 措施:建筑平面布置应简单规整 质量中心和刚度中心应尽量一致 对复杂体型的建筑物应予以处理 16、
什么是剪压比,为什么要剪压比?
答:剪压比是截面内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之比。
剪压比过大,混凝土会过早发生斜压破坏,箍筋不能充分发挥作用,它对构件的变形能力也有显著影响,因此应梁端截面的剪压比。 17、
什么是震级?什么是地震烈度?如何评定震级和烈度的大小?
答:震级是表示地震本身大小的等级,它以地震释放的能量为尺度,根据地震仪记录到的地震波来确定
地震烈度是指某地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度,它是按地震造成的后果分类的。 震级的大小一般用里氏震级表达
地震烈度是根据地震烈度表,即地震时人的感觉、器物的反应、建筑物破坏和地表现象划分的。 18、
在软弱土层、液化土层和严重不均匀土层上建桥时,可采取那些措施来
增大基础强度和稳定性。 答: (1) 换土或采用砂桩。
(2) 减轻结构自重、加大基底面积、减少基底偏心。 (3) 增加基础埋置深度、穿过液化土层。
(4)采用桩基础或沉井基础。
以增大基础强度与稳定性,减小地震力,避免扭转破坏。
19、
抗震设计时,为什么要对框架梁柱端进行箍筋加密?
答: 梁柱端箍筋加密:加强对混凝土的约束,提高梁柱端塑性铰的变形能力, 提高构件的延性和抗震性能,同时避免纵筋的受压屈曲 20、
多层砌体房屋中,为什么楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处?
答:(1)楼梯间横墙间距较小,水平方向刚度相对较大,承担的地震作用亦较大,而楼梯间墙体的横向支承少,受到地震作用时墙体最易破坏
(2)房屋端部和转角处,由于刚度较大以及在地震时的扭转作用,地震反应明显增大,受力复杂,应力比较集中;另外房屋端部和转角处所受房屋的整体约束作用相对较弱,楼梯间布置于此,约束更差,抗震能力降低,墙体的破坏更为严重
21、 地基抗震承载力比地基静承载力提高的原因?
答:(1)建筑物静荷载在地基上所引起的压力,作用时间很长,地基土由此所产生的压缩变形将包括弹性变形和残余变形两部分,而地震持续时间很短,对于一般粘性土,建筑物因地面运动而作用于地基上的压力,只能使土层产生弹性变形,而土的弹性变形比土的残余变形小得多,所以,要使地基产生相同的压缩变形,所需的由地震作用引起的压应力将大于所需的静荷载压应力;
(2)土的动强度和静强度有所不同
(3)考虑地震作用的偶然性、短时性以及工程的经济性,抗震设计安全度略
有降低
22、
采用底部剪力法计算房屋建筑地震作用的适用范围?在计算中,如何考
虑长周期结构高振型的影响? 答:剪力法的适用条件:
(1)房屋结构的质量和刚度沿高度分布比较均匀 (2)房屋的总高度不超过40m
(3)房屋结构在地震运动作用下的变形以剪切变形为主 (4)房屋结构在地震运动作用下的扭转效应可忽略不计
为考虑长周期高振型的影响,《建筑抗震设计规范》规定:当房屋建筑结构
的基本周期T11.4Tg时,在顶部附加水平地震作用,取 FnnFEk 再将余下的水平地震作用(1n)FEk分配给各质点: FiGiHi(1n)FEk
jGHjj1n 结构顶部的水平地震作用为Fn和Fn之和 23、
钢筋混凝土框架房屋因建筑、结构布置不当产生的震害有哪些表现?引
起震害的原因是什么?
答:(1)建筑平面形状复杂,由于扭转效应、应力集中震害加重
(2)房屋立面凹进凸出,可导致建筑物竖向质量和刚度突变,使结构某些部位的地震反应过于剧烈,加重震害
(3)房屋高宽比较大,底层框架柱可能因地震倾覆力矩引起的巨大压力或拉力而发生剪压或受拉破坏
(4)防震缝设置不当,若防震缝宽度不够,相邻建筑物易发生碰撞而造成破坏
(5)结构物在平面质量与刚度分布不均匀(如抗侧力构件分布不恰当),使房屋质量中心与刚度中心不重合,引起扭转作用和局部应力集中,加重震害 (6)结构物沿竖向质量与刚度分布不均匀,在地震中往往会形成薄弱层,产生较大的应力集中或塑性变形,造成破坏
24、简述确定水平地震作用的振型分解反应谱法的主要步骤 (1)计算多自由度结构的自振周期及相应振型;
(2)求出对应于每一振型的最大地震作用(同一振型中各质点地震作用将同时达到最大值);
(3)求出每一振型相应的地震作用效应;
(4)将这些效应进行组合,以求得结构的地震作用效应。
25、简述框架节点抗震设计的基本原则
(1)节点的承载力不应低于其连接构件的承载力; (2)多遇地震时节点应在弹性范围内工作;
(3)罕遇地震时节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递; (4)梁柱纵筋在节点区内应有可靠的锚固; (5)节点配筋不应使施工过分困难。
一、名词解释
时程分析法:是由建筑结构的基本运动方程,输入对应于建筑场地的若干条地震加速度记录或人工加速度波形(时程曲线),通过积分计算求得在地面加速度随时间变化周期内结构内力和变形状态随时间变化的全过程,并以此进行结构构件
截面抗震承载力验算和变形验算。
地震影响系数:即设计反应谱,它是地震系数(地面峰值加速度与重力加速度的比值)与地震动力放大系数(或称标准反应谱)的乘积。它与建筑所在地的设防烈度、影响本地区的地震的震级和震中距,以及建筑场地条件有关,是根据现有的实际强地震记录的反应谱统计分析并结合我国的经济条件确定的。
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、场地土的液化:饱和的粉土或砂土,在地震时由于颗粒之间的孔隙水不可压缩而无法排出,使得孔隙水压力增大,土体颗粒的有效垂直压应力减少,颗粒局部或全部处于悬浮状态,土体的抗剪强度接近于零,呈现出液态化的现象。
4、等效剪切波速:若计算深度范围内有多层土层,则根据计算深度范围内各土层剪切波速加权平均得到的土层剪切波速即为等效剪切波速。
5、地基土抗震承载力:地基土抗震承载力faEafa,其中ζa为地基土的抗震承载力调整系数,fa为深宽修正后的地基承载力特征值。 6、场地覆盖层厚度: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。
7、重力荷载代表值: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。
8、强柱弱梁:结构设计时希望梁先于柱发生破坏,塑性铰先发生在梁端,而不是在柱端。 9、砌体的抗震强度设计值:fVENfV,其中fv为非抗震设计的砌体抗剪强度设计值,ζN为砌体抗震抗剪强度的正应力影响系数。
10、剪压比:剪压比为V/fcbh0,是构件截面上平均剪力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值,用以反映构件截面上承受名义剪应力的大小。
1. 建筑抗震概念设计——根据地震灾害和工程经验验算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。
2. 地震震级和地震烈度——震级是反映一次地震本省强弱程度的大小和尺度,是一种定量指标。地震烈度是指某一地区各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度,是衡量地震后引起后果的一种标度。
3. 卓越周期——在地震振幅谱中,幅值最大的频率分量所对应的周期,称为地震动的卓越周期。
4. 土的液化——在地下水位一下饱和的松砂和粉土在地震作用下,土颗粒之间有变密的趋势,但因孔隙水来不及排出,使土颗粒处于悬浮状态。如液体一样,这种现象称为“图的液化”。 地震反应谱——为便于求地震作用,将单自由度体系的地震最大绝对加速度反应与其自振周期T的关系定义为地震加速度反应谱,简称地震反应谱。 1、 砂土液化: 饱和砂土或粉土的颗粒在强烈地震下土的颗粒结构趋于密实,土
本身的渗透系数较小,孔隙水在短时间内排泄不走而受到挤压,孔隙水压力
急剧上升。当孔隙水压力增加到与剪切面上的法向压应力接近或相等时,砂土或粉土受到的有效压应力下降乃至完全消失,土体颗粒局部或全部处于悬浮状态,土体丧失抗剪强度,形成犹如液体的现象。
2、 震级:表示地震本身大小的等级,它以地震释放的能量为尺度,根据地震仪
记录到的地震波来确定
3、 地震烈度:指某地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度,它是
按地震造成的后果分类的。
4、 重力荷载代表值: 结构或构件永久荷载标准值与有关可变荷载的组合值之和 5、 结构的刚心: 水平地震作用下,结构抗侧力的合力中心
6、 构造地震: 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 7、 基本烈度:50年期限内,一般场地条件下,可能遭受超越概率10%的烈度值 8、地震影响系数α:单质点弹性体系在地震时的最大反应加速度与重力加速度的比值
9、反应谱:单自由度弹性体系在给定的地震作用下,某个最大反应量与体系自振周期的关系曲线
10、鞭稍效应:突出屋面的附属小建筑物,由于质量和刚度的突然变小,高振型影响较大,将遭到严重破坏,称为鞭稍效应
11、强剪弱弯: 梁、柱端形成塑性铰后仍有足够的受剪承载力,避免梁柱端截面先发生脆性的剪切破坏
12、抗震等级:考虑建筑物抗震重要性类别,地震烈度,结构类型和房屋高度等因素,对钢筋混凝土结构和构件的抗震要求划分等级,以在计算和构造上区别对待。
13、层间屈服机制:结构的竖向构件先于水平构件屈服,塑性铰先出现在柱上。 14、震源深度: 震中到震源的垂直距离
15、总体屈服机制::结构的水平构件先于竖向构件屈服,塑性铰首先出现在梁上,即使大部分梁甚至全部梁上出现塑性铰,结构也不会形成破坏机构。 16、剪压比:截面内平均剪应力与混凝土抗压强度设计值之比 17、轴压比:nN 柱组合的轴向压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴fcAc
心抗压强度设计值乘积之比
18、抗震概念设计: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的总体布置并确定细部构造的过程。
19、动力系数:单质点弹性体系的最大绝对加速度反应与地震地面运动最大加速度的比值
20、地震系数: 地震地面运动最大加速度与重力加速度的比值
21、抗震防线: 在抗震体系中,吸收和消耗地震输入能量的各部分。当某部分结构出现破坏,降低或丧失抗震能力,其余部分能继续抵抗地震作用。
22、楼层屈服强度系数:y(i)Vy(i)/Ve(i),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
23、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。
24、场地覆盖层厚度: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。
25、等效剪切波速:若计算深度范围内有多层土层,则根据计算深度范围内各土层剪切波速加权平均得到的土层剪切波速即为等效剪切波速。
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) 2.2 180 5.8 200 8.2 260 4.5 420 4.3 530 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 vse202.25.88.23.8180200260420244.47m/s 2.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)
aamaxa(0.45TgT)amax2amaxa[0.21(T5Tg)]amax26.0T(s)00.1Tg5Tg当ξ=0.05时,η2=1.0 η1=0.02 γ=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 多遇地震 罕遇地震 烈度 6度 0.04 - 7度 0.08 0.5 特征周期(s) 特征周期分区 一区 二区 三区 场地类别 Ⅰ 0.25 0.30 0.35 Ⅱ 0.35 0.40 0.45 Ⅲ 0.45 0.55 0.65 Ⅳ 0.65 0.75 0.90 8度 0.16 0.90 9度 0.32 1.4 2.解:查附表的Tg=0.45s,αmax=0.16
因Tg<T1<5Tg得:1(结构的底部剪力为: TgT1)0.90.16(0.450.9)0.160.105 0.716FEKGeq10.85(116.62110.8559.45)9.80.105250.95kN FnnFEK0.0673250.9516.kN
GHjj116.626.5110.8512.559.45(5.06.06.5)9.83184.039.831203.49作用在结构各楼层上的水平地震作用为:
F1G1H1116.626.5(1n)FEK(10.0673)250.9555.72kN
GH3184.03jjG2H2110.8512.5(1n)FEK(10.0673)250.95101.86kN
3184.03GjHjG3H359.4517.5(1n)FEK(10.0673)250.9576.48kN GH3184.03jjF2F3各楼层的地震剪力为:
V1F1F2F3Fn250.95kN
V2F2F3Fn195.23kN V3F3Fn93.37kN
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
X110.488 X1.00012X211.710 X1.00022 T10.358s T2 0.156s
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Vi。提示: m2 k2 T10.1s~Tg时,max;
0.9Tg4m m1 T1Tg~5Tg时,T1max;
k1 4m T11.4Tg且Tg0.35s时,
n0.08T10.07;
Tg0.35~0.55s时, n0.08T10.01
Tg0.25解:TgT10.358s<5Tg,1max0.16=0.116
T0.3581Geq0.85(6050)9.8=916.3kN FEk1Geq0.116916.3106.29kN
T11.4Tg1.40.250.35s,Tg0.25s0.35s
0.90.9n0.08T10.070.080.3580.070.10
F1F2G1H1609.84FEk(1n)106.29(10.10)35.87kN609.84509.88GiHiG2H2509.88FEk(1n)106.29(10.10)59.79kNGH609.84509.88ii
FNFEkn106.290.1010.63kN
V2F2FN59.7910.63=70.42kN V1F1V235.8770.42=106.29kN
1.二质点体系如图所示,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
X110.488X211.710 X221.000X121.000 T10.358s T2 0.156s
试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Vi。
1. 解:
m2 T10.1s~Tg时,max;
k2 .9 m1 4m T时,Tg01Tg~5TgT1max; k1 4m T11.4Tg且Tg0.35s时, n0.08T10.07;
Tg0.35~0.55s时, n0.08T10.01
0.90.9解:TTg0.25gT10.358s<5Tg,1Tmax0.16=0.116
10.358Geq0.85(6050)9.8=916.3kN FEk1Geq0.116916.3106.29kN
T11.4Tg1.40.250.35s,Tg0.25s0.35s
n0.08T10.070.080.3580.070.10
FG1H11GF609.84Ek(1n)iHi609.84509.88106.29(10.10)35.87kNFG2H22GF(1509.88Ekn)iHi609.84509.88106.29(10.10)59.79kNFNFEkn106.290.1010.63kN
V2F2FN59.7910.63=70.42kN V1F1V235.8770.42=106.29kN
`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
每层层高皆为4.0m,各层的层间刚度相同D1D28630kN/m;G1G21200kN,
Ⅱ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0.05。
(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
k11k1k28630217260kN/m
k12k21k28630kN/m k22k28630kN/m
(2)求自振频率
12,21[(m1k22m2k11)(m1k22m2k11)24m1m2(k11k22k12k21)] 2m1m2
1[(120863012017260)2120120(120863012017260)24120120[(172608630(8630)2]
27.47/188.28
15.24rad/s 213.72rad/s (3)求主振型 当15.24rad/s
X12m112k111205.242172601.618 X11k1286301当213.72rad/s
2X22m12k1112013.722172600.618 X21k1286301(4)验证主振型的正交性 质量矩阵的正交性
1.000T{X}1[m]{X}21.618刚度矩阵的正交性
T120001201.0000 0.6181.0000 0.6181.000T{X}1[k]{X}21.618T17260863086308630解2):由表3.2查得:Ⅱ类场地,第二组,Tg=0.40s 由表3.3查得:7度多遇地震0.08
max第一自振周期T12121.200s,TgT15Tg
第二自振周期T220.458s,TgT15Tg
(1)相应于第一振型自振周期T1的地震影响系数:
Tg 1T1n0.40max1.2000.90.90.080.030
第一振型参与系数
1mmi1i12i1i2i1i12001.00012001.6180.724
12001.000212001.6182于是:F111111G10.0300.7241.000120026.06kN
F121112G20.0300.7241.618120042.17kN
第一振型的层间剪力:
V12F1242.17kN V11F11F1268.23kN (2)相应于第二振型自振周期T2的地震影响系数:
Tg 2T20.40max0.4580.90.90.080.071
第二振型参与系数
2min2imii1i1222i12001.0001200(0.618)0.276
12001.00021200(0.618)2于是:F212221G10.0710.2761.000120023.52kN
F222222G20.0710.276(0.618)120014.53kN
第二振型的层间剪力:
V22F2214.53kN V21F21F228.99kN (3)由SRSS法,计算各楼层地震剪力: V2Vj2222j242.172(14.53)244.60kN
V1Vj22j168.2328.99268.821kN
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
G1G21200kN,每层层高皆为4.0m,框架的自振周期T11.028s;各层的层间刚
度相同D1D28630kN/m;Ⅱ类场地,7度第二组(Tg0.40s, max0.08),结构的阻尼比为0.05,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(e1/450)。 解:(1)求结构总水平地震作用:
Tg 1T10.40max1.0280.90.90.080.033
FEk1Geq0.0330.85(12001200)67.32kN (2)求作用在各质点上的水平地震作用
T11.028s1.4Tg1.40.40.56s
n0.08T10.010.081.0280.010.092
FnnFEk0.09267.326.2kN
F1G1H1FEk(1n)
jGHjj1n F21200467.32(10.092)20.37kN
1200412008G2H2GHjj1nFEk(1n)Fn
j1200867.32(10.092)6.246.95kN
1200412008(3)求层间剪力
V1F1F220.3746.9567.32kN
V2F246.95kN (4)验算层间弹性位移
167.32/86300.0078m7.8mm
17.8/40001/5121/450 (满足) 146.95/86300.004m5.44mm
15.44/40001/7351/450 (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
G1G21000kN,G3600kN,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T10.6332s;Ⅰ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0.05,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:
Tg 1T10.30max0.63320.240.122
0.90.9 FEk1Geq0.1220.85(10001000600)269.6kN
(2)求作用在各质点上的水平地震作用
T10.6332s1.4Tg1.40.30.42s
n0.08T10.070.080.63320.070.121
FnnFEk0.121269.632.62kN
F1G1H1GHjj1nFEk(1n)
j F210005269.6(10.121)49.37kN
1000510001060015G2H2GHjj1nFEk(1n)
j
F3100010269.6(10.121)98.75kN
1000510001060015G3H3GHjj1nFEk(1n)Fn
j
60015269.6(10.121)32.6288.8732.62121.49kN1000510001060015(3)求层间剪力
V1F1F2F349.3798.75121.49269.6kN V2F2F398.75121.49220.24kN
V3F3121.49kN (4)验算弹性位移
V1269.6103510.0063[]H0.009 eK140106550满足规范要求
4、简支梁桥,采用柱式桥墩(柔性墩),辊轴支座,抗震设防烈度为8度,Ⅰ类
场地,墩的水平抗推刚度为29400kN/m,墩顶一孔梁上部结构重力为22kN,墩身重力为980kN,墩身重力换算系数为0.25,重要性系数Ci=1.0,综合影响系数Cz=0.35,求墩的水平地震作用。
解:桥墩的换算质点重力:GtpGspGp220.259802499kN 桥墩的基本周期:T12GtpqK224990.585s
9.829400 动力系数:12.250.20.22.250.769 T10.585桥墩的水平地震力:EhpCICZKhGtp1.00.350.20.7672499134.6kN
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