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抗震结构设计

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扬州大学建筑科学与工程学院《建筑结构抗震设计》课程考试题装订线
一、概念题1．特征周期对应于反应谱峰值区拐点处的周期，可根据场地类别、震级和震中距来确定。

2．等效总重力荷载G G G Q n n G eg 0.85 i ，i k ki i 1 i 1
3．鞭端效应即突出屋面的小建筑由于重量和刚度突然变小，使其地震反应特别强烈的现象。

4．结构薄弱层指楼层屈服强度系数相对较小的楼层。

5．震级标准地震仪（自振周期为0.8s阻尼系数为0.8，放大倍数为2800 倍），距震中100km，最大水平地动位移。

1、
6．基本烈度某一地区地面和建筑物遭受到一次地震影响的强弱程度。

基本烈度即设防烈度。

7．场地土覆盖层厚度从地面到基岩及Vs gt 500m/s 坚硬场地土顶面的距离（覆盖层越厚、震害越大）
8．主动控制需要外部能源输入提供控制力，控制过程依赖于结构反应信息或外界干扰信息的控制方法。

9、多遇地震即低于本地区设防烈度（基本烈度）的地震。

二、简答题
1．我国抗震设防的目标是什么？（1）在遭受低于本地区设防烈度（基本烈度）的多遇地震影响时，建筑物一般不损坏或不需修理仍可继续使用。

（小震不坏）（2）在遭受本地区设防烈度的地震影响时，建筑物（包括结构和非结构部分）可能有一定的损坏，但不致危及人民生命和生产设备的安全，经一般修理或不需修理仍可继续使用。

（中震可修）（3）在遭受高于本地区设防烈度的预估罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

（大震不倒）
2．抗震结构的概念设计包含哪些内容？（1）场地的选择（2）建筑的平立面布置（3）结构的选型与布置（4）多道抗震防线（5）刚度、承载力和延性的匹配（6）保证结构的整体性（7）非结构部件的处理
3．什么叫液化？液化的危害有哪些？当砂土或粉土的孔隙水压力增大到与剪切面上的法向应力接近或相等时，砂土或粉土受到的有效压应力下降乃至完全消失，这时土颗粒处于悬浮状态，土体的抗剪强度等于零。

形成了犹如“液体”的现象。

地面喷水冒砂、地基沉陷、地裂滑坡、建筑物下沉、倾斜
4．简述用顶点位移法计算框架结构基本周期的计算步骤。

（1）计算质点重力荷载（2）计算梁柱刚度（3）计算楼层侧移刚度（4）将质点重力荷载假想成水平力，用D 值法计算结构的顶点位移（5）用顶点位移法计算结构基本周期
5．混合结构房屋墙角震害及原因分析震害：破坏形态多种多样，有受剪斜裂缝、压竖向裂缝、块材被压碎或墙角脱落。

原因分析：墙角多远离结构的形心，在地震荷载的作用下，使墙角处应力复杂，加之砌体本身的脆性性质造成。

6．试述钢筋混凝土圈梁的构造、布置要求和施工方法设置要求：⑴横墙承重的装配式钢筋混凝土楼盖，按表 6.9 ⑵纵墙承重，每层均设圈梁；⑶现浇或装配整体式RC 楼盖可不设置。

构造要求：截面高度h ≥ 120mm；砼≥ C15；配筋6～7 度：4φ8、φ6 250 ；
8 度：4φ10、φ6 200 ；9 度：4φ12、φ6 150；圈梁应闭合，遇有洞口应上下搭接；圈梁宜与楼屋面板设在同一标高处或紧靠板底；山墙及横墙圈梁钢筋应弯入纵向圈梁，其弯入长度不小于500mm 和钢筋直径的35 倍。

7．试述框架结构自震周期的计算过程（1）计算质点重力荷载（2）计算梁柱刚度（3）计算楼层侧移刚度（4）将质点重力荷载假想成水平力，用 D 值法计算结构的顶点位移（5）
用顶点位移法计算结构基本周期
8．基础隔震的优点？1、）提高了地震时结构的安全性；2、）上部结构设计更加灵活，抗震措施简单明了；3、）减少了次生灾害；4、）防止非结构构件的破坏；5、）提高了居住的舒适性；6、）经合理设计可降低造价。

9．试述钢筋混凝土圈梁的主要功能。

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。

圈梁与构造柱一起形成砌体房屋的箍，使其抗震性能大大改善。

三、绘图题1．试画出框架梁、柱在下图中主筋的构造要求。

梁两端支座处负筋面积中较大者的10d 一，二级）全跨贯通且不少于2φ 一，二级）5d 三，四级）10d 一，二级）≥6d ≥6d 5d 三，四级）300 aE aE 每次切断不多于四根≥5d ≥5d aE 梁两端支座处负筋面积中较大者的全跨贯通300 aE ≥0.45 aE ≥5d ≥5d aE h h 400 400
2．画出墙角处及内外墙交接处构造柱与墙体之间拉结筋的构造示意图
3．画出框架下列部位主筋的接头与锚固要求梁两端支座处负筋面积中较大者的10d 一，二级）全跨贯通且不少于2φ 一，二级）5d 三，四级）10d 一，二级）≥6d ≥6d 5d 三，四级）300 aE aE 每次切断不多于四根≥5d ≥5d aE 梁两端支座处负筋面积中较大者的全跨贯通300 aE ≥0.45 aE ≥5d ≥5d aE h h 400 400
4．画出框架下列部位箍筋的设置要求≥2h b 一级）梁端箍筋加密区且≥500 ≥1.5h b 其他）50 50 50 hb ≤h b/2 ≤b ≤100 ≤200 ≤1/4h b.≤6d8d.≤100150 ≥h≥450 n /6 ≤200 ≥h c hn ≤6d8d.≤100150加密区≥2h b 一级）梁端箍筋加密区且≥500 ≥1.5h b 50 50 50 箍筋加密区hb ≤h b/2 ≤b ≤200 不少于柱端配箍量的50 ≤10d 非加密区一.二级）hn 地面500 500 500 500 箍筋加密区h h
四、计算题
1．某三层框架如图所示。

m 1 2×106kg ，m 2 2×106kg ，m 3 1.5×106kg，梁的刚度EI∞，结构各层的层间侧移刚度分别为K 1 7.5×105kN/m，K 2 9.1×105kN/m，K 3 8.5×105kN/m，体系振动的圆频率ω 1 9.62rad/s，ω 2 26.88rad/s，ω 3 39.70rad/s，第一主振型X 1 3 /X 12 /X 11 1.000/0.840/0.519，第二主振型X 2 3 /X 22 /X 21 － 1.000/0.306/0.980，X 3 3 /X 32 /X 31 1.000/－1.780/1.470。

场地为II类，抗震设防烈度为8 度，设计基本顶点附加地震作用系数Tgs T1＞Tg T1≤Tg 地震加速度值为0.3g设计分组≤0.35 0.08T1＋0.07 ＜0.350.55 0.08T1＋0.01 0.0 为第一组，场地特征周期＞0.55 0.08T1－0.02 Tg0.35s，αmax0.24，结构的阻尼比ζ0.05，试用振型分解反应谱法计算该框架的层间地震剪力。

m3 4 000 K3 m2 4 000 K2 m1 4 000 K1解：（1结构的主振型及自振周期：X 13 1.000 X 23 1.000 X 33 1.000 X 12 0.840 ，X 22 0.306 ，X 32 1.780 0.519 X 11 X 21 0.980 X 31 1.470 2 2 3.14 T1 0.653S ， 1 9.62 T20.234S，T30.158S ………………………………………………………………2 分（2水平地震作用：相应于第一振型的质点水平地震作用为：…………………………………………5 分 F X G X m g 1i 1 1 1i 1 1 1 1i 1 由图3.9、表3.2、表3.3 及式（3.43），可算得地震影响系数为：0.9 T g 0.35 1 η max ×1.0×0.240.137 T1 2 0.653 振型参与系数为：n m X 1i 6 2 10 0.519 2 10
0.840 1.5 10 1.000 6 6 i i 1 n 6 2 6 2 6 2 1.223 1 2 10 0.519 2 10 0.840 1.5 10 1 m X 2 i 1i i 1 故
F 11 0.137×1.223×0.519×2000×9.81704Kn F 12 0.137×1.223×0.840×2000×9.82759Kn F 13
0.137×1.223×1.000×1500×9.82463Kn相应于第二振型的质点水平地震作用为：…………………………………………5 分 F X G X m g 2i 2 2 2i 2 2 2 2i 2∵0.1S＜T20.234S＜Tg0.35S∴ 2 η 2 max 1.0×0.240.24振型参与系数为：n m X 2i i i 1 n 0.297 2 m X 2 i 2i i 1故F 21 0.24×0.297×0.980×2000×9.81369Kn F 22 0.24×0.297×0.306×2000×9.8428Kn F
23 0.24×0.297×（-1.000）×1500×9.8-1048Kn相应于第三振型的质点水平地震作用为：…………………………………………5 分 F X G X m g 3i 3 3 3i 3 3 3 3i 3∵0.1S＜T30.158S＜Tg0.35S∴ 3 η 2 max 1.0×0.240.24振型参与系数为：n m X 3i i i 1 n 0.072 3 m X 2 i 3i i 1故F 31 0.24×0.072×1.470×2000×9.84。

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简述结构抗震设计原则

简述结构抗震设计原则

简述结构抗震设计原则结构抗震设计是指在建筑物设计与施工过程中，采取合理的结构措施来提高建筑物的抗震能力，减少地震对建筑物的破坏。

结构抗震设计原则是指在结构抗震设计中，根据地震地区的地质条件和建筑物的用途等因素，所要遵循的一些基本原则。

以下是结构抗震设计的七个原则。

1.安全优先原则：安全是结构抗震设计的首要考虑因素。

在设计过程中，应该确保建筑物在强烈地震发生时依然能够保持结构的稳定性和承载能力，保护人员的生命安全。

2.结构合理性原则：结构的设计应该满足适度的强度、稳定性、刚度和韧性要求。

设计人员需要根据现有的建筑材料和技术水平，选用合适的设计方案和结构形式，确保建筑物在地震中具有适当的抗震能力。

3.抗震设计综合考虑原则：在设计过程中，需要综合考虑地震力、地震波特性、结构响应和结构可靠性等因素。

同时，还需要考虑建筑物的使用功能、建筑环境和地质条件等因素，确保抗震设计方案的综合合理性。

4.合理分析原则：通过合理的地震动力学分析方法，对地震作用进行准确的评估。

只有了解建筑物在地震中的受力情况，才能制定出有效的抗震设计方案。

5.适度保守原则：由于地震作用是复杂和不确定的，存在着很多不确定因素。

为了确保建筑物的安全性，设计人员应该采取适度保守的设计原则和方法，合理把握设计参数、荷载和材料强度等。

6.组合设计原则：当设计抗震措施时，应该采用多种抗震措施的组合来提高结构抗震能力。

同时，还需要注意各种抗震措施的相互影响和相容性，确保各个措施之间的协同作用。

7.综合管理原则：抗震设计需要在整个建筑过程中进行综合管理。

包括设计、施工、验收、监理等环节。

各个环节的协调与配合，对于确保结构抗震性能十分重要。

综上所述，结构抗震设计原则包括安全优先原则、结构合理性原则、抗震设计综合考虑原则、合理分析原则、适度保守原则、组合设计原则和综合管理原则。

这些原则为设计人员提供了指导，确保建筑物在地震中具有较好的抗震性能，保护人员的生命安全。

建筑结构的抗震设计原则

建筑结构的抗震设计原则

建筑结构的抗震设计原则地震是自然灾害中最具破坏力的一种，对于建筑结构的安全性和抗震能力提出了极高的要求。

因此，在建筑结构设计中，抗震成为了设计的重要考虑因素。

下面将介绍建筑结构抗震设计的原则和方法。

一、合理布局和形式选择合理的布局和形式选择对于建筑结构的抗震性能起着至关重要的作用。

建筑结构应根据地震区域的地震烈度、地质条件和建筑用途等因素，采用合适的结构形式，如框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构等。

此外，建筑的布局应符合比较合理的平面布置，如避免设置过大的进深和长而窄的结构体等。

二、强度设计与刚度设计抗震设计的基本原则是结构的强度和刚度要足够大，以保证在地震荷载作用下结构不产生破坏。

强度设计是指将地震力转化为结构所承受的设计荷载，使结构在地震作用下具备足够的强度抵抗破坏。

刚度设计是指结构的刚度大小，刚结构的作用抵御弹性阶段地震作用，从而减小结构的变形。

三、抗震设计的减震措施减震措施是提高结构抗震能力的关键措施之一。

常用的减震措施有阻尼器、摩擦装置、隔震设备等。

阻尼器能够通过吸收和消散地震能量的方式减小结构响应，提高结构的耗能能力。

摩擦装置主要通过摩擦效应减小结构的振动，降低地震反应。

隔震设备则通过隔离结构和地震的接触，减小地震对结构的影响。

四、结构的健康监测与维护建筑结构的健康监测与维护是保证抗震能力的长期有效性的重要环节。

应定期对建筑结构进行检测和评估，及时发现和处理潜在的结构问题，确保结构的正常运行和安全性。

同时，结构的维护也十分重要，及时修补或更换老化、损坏的部件，保持结构的完整性和强度。

五、科学的材料选择和施工工艺材料的选择和施工工艺对于建筑结构的抗震性能有着重要的影响。

应选择抗震性能良好、质量可靠的材料，并按照相关规范和标准进行施工，确保结构的质量和安全。

此外，应注重施工过程中的质量控制和安全管理，避免施工质量问题导致结构的失效。

总之，建筑结构的抗震设计是确保建筑安全的基本要求。

合理布局、强度设计、减震措施、健康监测与维护以及科学材料选择和施工工艺是保证建筑结构抗震性能的关键措施。

抗震设计中常用的结构设计方法以及优缺点

抗震设计中常用的结构设计方法以及优缺点

抗震设计中常用的结构设计方法以及优缺点抗震设计是建筑工程领域的一项重要技术，它是为了在地震发生时，减少建筑物的损毁和人员伤亡。

在抗震设计中，结构设计方法是一个关键问题，它直接影响到建筑物的抗震性能。

下面将介绍几种常用的结构设计方法以及它们的优缺点。

1. 框架结构框架结构是一种常见的建筑结构形式，它采用柱、梁、架等单元按照一定的规则组成的。

在抗震设计中，框架结构通常被用来作为建筑物的主体支撑结构。

框架结构抗震性能好，能够有效减少建筑物在地震中的破坏程度。

然而，框架结构也有它的缺点，比如容易出现局部塌陷、刚度分布不均等问题。

2. 剪力墙结构剪力墙结构是一种相对成熟的抗震性能比较好的结构形式，它能够将建筑物整体刚性提高，从而有效减少建筑物在地震中的受力和破坏程度。

剪力墙结构也是建筑物中比较常见的结构形式。

但是，剪力墙也有它的缺点，比如它会造成非常大的刚度反应，从而影响建筑物的使用效率。

3. 钢结构钢结构是一种较为新颖的结构设计方法，它具有优良的抗震性能，能够有效提高建筑物的抗震性能。

钢结构的另一个优点是制造过程较为简单、容易精确控制尺寸等特点，因此在一些特殊场合中，钢结构也得到了广泛应用。

但是，钢结构也存在着一些缺点，比如它的造价相对一般的混凝土结构来说更高，而且在火灾或小规模爆炸等事故中，钢结构的抗灾能力相对较差。

4. 预应力混凝土结构预应力混凝土结构是一种将混凝土在施工前进行预应力处理，以提高强度和抗震性能的方法。

预应力混凝土结构具有重量轻、刚度高等优点，因此在高层建筑和大型桥梁的建造过程中，得到了广泛应用。

但是，预应力混凝土结构的存在一定的风险，一旦预应力混凝土失效，建筑物的整体安全性将会严重受到威胁。

以上是几种常用的结构设计方法以及它们的优缺点，当然还有其他的方法，比如悬挂链条结构、网壳结构等，在不同的场合下，也可以被考虑使用。

在进行抗震设计时，需要根据具体情况，选择合适的设计方案，以达到最佳的抗震效果。

简述结构抗震概念设计的含义

简述结构抗震概念设计的含义

简述结构抗震概念设计的含义结构抗震概念设计是指在建筑设计阶段，通过合理分析和设计结构，使建筑在地震作用下能够充分发挥自身的抗震能力，以减少地震对建筑物造成的破坏和人员伤亡。

结构抗震概念设计需要考虑以下方面：1. 结构整体性：通过合理的结构布局和连通方式，使整个建筑结构能够形成一个整体，以提高抗震能力。

2. 建筑材料：选用合适的材料，如高强度钢筋混凝土、钢结构等，以增加结构的刚度和强度，提高抗震能力。

3. 结构体系：选择适当的结构体系，如框架、剪力墙、桁架等，以满足地震作用下的荷载传递要求。

4. 抗震设计要素：考虑地震作用下的水平力、垂直力、剪力等，确定结构的尺寸、强度、柱网布置、墙体厚度等参数，以满足设计要求。

5. 结构连接：合理设计结构连接，如梁柱连接、墙体与结构连接等，以确保结构的整体性和刚度。

6. 附加构件：增设抗震构件，如减隔震、阻尼器等，以增加结构的抗震性能。

结构抗震概念设计目的是在建筑设计早期阶段，通过合理的设计理念和方法，尽可能提高建筑的抗震能力，减少地震对建筑物和人员的危害。

这样可以提高建筑的安全性和可靠性，保护人民的生命财产安全。

结构抗震概念设计是指在建筑结构设计的初期阶段，考虑地震影响和力学特性的基础上，通过结构布局、形式、材料、连接方式等方面的综合设计，以提高建筑结构在地震发生时的抗震性能。

结构抗震概念设计的含义包括以下几个方面：1. 提前考虑抗震性能：结构抗震概念设计在初期阶段就将抗震性能的考虑纳入设计中，通过合理的布局、形式和结构系统的选择，以及考虑地震产生的荷载、地震波传播路径等因素，在建筑结构设计的初期就提出合理的抗震方案。

2. 综合设计思路：结构抗震概念设计是综合考虑建筑的整体性能和安全性的设计过程，不仅仅追求单一方面的抗震性能，还要考虑结构的可行性、经济性、舒适性等因素。

3. 满足抗震设计要求：结构抗震概念设计需要满足国家和地区的抗震设计规范要求，确保建筑在地震发生时能够安全、稳定地承受地震力的作用。