工程结构抗震题库及答案(编辑修改稿)

工程结构抗震题库及答案(编辑修改稿)内容摘要：

质点体系的结构，可采用底部剪力法计算。 为考虑鞭稍效应，抗震规范规定：采用底部剪力法计算时，对突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数 3，此增大部分不应往下传递，但与该突出部分相 连的构件应予以计入。 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。 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 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。 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 1试述纵波和横波的传播特点及对地面运动的影响。 纵波在传播过程中，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；将使建筑物产生上下颠簸；（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；将使建筑物产生水平摇晃 14为什么要限制多层砌体房屋抗震横墙间距。 （ 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。 16．地震作用和一般静荷载有何不同。 计算地震作用 的方法可分为哪几类。 不同：地震作用不确定性，不可预知，短时间的动力作用，具有选择性，累积性，重复性。 方法：拟静力法，时程分析法，反应谱法，振型分解法。 ，设计时如何考虑这种效应。 11 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。 、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 ），柱端组合的弯矩设计值应符合：  bcc MM  其中 c 为柱端弯矩增大系数， （一级为取 ,二级取 ,三级取 ） 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： Gbnrblbvb Vl MMV   对一、二、三级框架柱，柱端截面组合的剪力设计值调整为： nrclcvc H MMV 。 h 答：部位 : 构造柱设置部位：楼梯间四角，楼梯斜梯段上下端对应的 墙体处外墙四角和对应的转角；错层部位横墙与外纵墙交接处；大房间内外墙交接处；较大洞口两侧。 圈梁设置在屋盖及每层楼盖处， 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。 为什 么要限制柱的轴压比。 答：轴压比：ccAfNn 柱组合的轴向压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴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，应限制柱的轴压比。 答：剪压比为bhcfV，指构件截面上平均剪应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。 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。 ，为什么要限制剪压比。 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，因此应限制梁端截面的剪压比。 （ 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。 是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。 概念设计包含极为广泛的内容，选择对抗震有利的结构方案和布置，采取减少扭转和加强抗扭刚度的措施，设计延性结构和延性结构构件，分析结构薄弱部位，并采取相应的措施，避免薄弱层过早破坏，防止局部破坏引起连锁效应，避免设计静定结构，采取二道防线措施等等。 应该说，从方案、布置、计算到构件设计、构造措施每个设计步骤中都贯穿了抗震概念设计内容。 12。 为什么抗震结构要具有延性。 延性是指构件和 结构屈服后，具有承载力不降低或基本不降低、且有足够塑性变形能力的一种性能。 构件延性比：对于钢筋混凝土构件，当受拉钢筋屈服后，进入塑性状态，构件刚度降低，随着变形迅速增加，构件承载力略有增大，当承载力开始降低，就达到极限状态。 延性比是极限变形与屈服变形的比值。 结构延性比：对于一个钢筋混凝土结构，当某个杆件出现塑性铰时，结构开始出现塑性变形，但结构刚度只略有降低；当塑性铰达到一定数量以后，结构也会出现“屈服现象”即结构进入塑性变形迅速增大而承载力略微增大的阶段，是“屈服”后的联塑性阶段。 结构的延性比通常是指达 到极限时顶点位移与屈服时顶点位移的比值。 ? 如何进行节点设计 ? 答：节点抗震设计原则：①节点的承载力不应低于其连接件的承载力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节点配筋不应使施工过分困难。 框架柱抗震设计原则：①强柱弱梁，使柱尽量不要出现塑性铰②在弯曲破坏发生前不发生剪切破坏，使柱有足够的抗剪能力③控制柱的轴压比不要太大④加强约束，配置必要地约束箍筋。 梁抗震设计原则：①梁形成塑性铰后仍有抗剪承载力②梁纵筋去附后，塑性铰 区段应有较好的延性和耗能能力③妥善解决梁纵筋锚固问题。 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 gTT 时， 在顶部附加水平地震作用，取 Eknn FF  再将余下的水平地震作用 Ekn F)1(  分配给各质点： Eknnjjjiii FHGHGF )1(1  结构顶部的水平地震作用为 nF 和 nF 之和 ，怎样确定结 构薄弱层或部位。 答：楼层屈服强度系数为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标准值计算的楼层弹性地震剪力的比值，楼层屈服强度系数ξ y 沿高度分布不均匀的结构，ξ y 为最小或相对较小的楼层往往率先屈服并出现较大的弹塑层间位移，其他各层层间位移相对较小且接近弹性反应的计算结果，ξ y相对愈小，弹塑性位移侧相对愈大，这一塑性变形集中的楼层为结构的薄弱层或薄弱部位。 ： (1) 忽略竖向荷载作用下框架的侧移及由侧移引起的弯矩； (2) 每层梁上的竖向荷载仅对本层梁及与本层梁 相连的柱的内力产生影响，而对其 它层梁、柱的内力影响忽略不计。 (3) 忽略梁、柱轴向变形及剪切变形。 “类共振现象”。 结构抗震设计中如何避免类共振的发生。 类共振现象：当结构的基本自振周期与场地自振周期接近或相等时，结构的地震反应最大，使建筑灾害加大。 设计时，应使结构的自振周期远离场地的卓越周期。 31．什么是“鞭梢效应”。 用底部剪力法计算地震作用时如何考虑“鞭梢效应”的影响。 当建筑物有突出屋面的小建筑，由于该部分的质量和刚度突然变小，使得突出屋面的地震反应特别强烈，其程度取决于突出物与建 筑物的质量比和刚度比，以及场地条件等。 采用底部剪力法时，宜乘以增大系数，不应往下传递，但与该突出部分相连的构件应予计入。 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。 33．简述钢筋混凝土结构房屋的震害情况。 共振效应引起的震害；结构布置不合理引起的震害；柱、梁和节点的震害；填充墙和抗震墙的震害 ，应符合下列要求： ⑴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。 ⑵当地面 5m 以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速 倍的土层，且其下卧岩土的剪切波速均不小于 400m/s时，可取地面至该土层顶面的距离作为覆盖层厚度。 ⑶剪切波速大于 500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层。 ⑷土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖土层中扣除。 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： 对结构和构件进行多遇地震作用下 13 的承载能力验算和弹性变形验算； 第二阶段设计： 对有明显薄弱层的不规则部位和有特殊要求的结构进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算并采取相应的构造措施。 答： 我国《建筑抗震设计规 范》（ GB500112020）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。 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。 、中震和大震。 答：小震指该地区 50 年内超越概率约为 %的地震烈度，即众值烈度，又称为多遇地震。 中震指该地区 50 年内超越概率约为 10%的地震烈，又称为基本烈度或设防烈度。 大震指该地区 50 年内超越概率为2%～ 3%左右的地震烈度，又为称为罕遇地震。 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。 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： 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。