抗震结构设计要点及重要习题及答案,考试必胜
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《建筑结构抗震设计》课后习题解答第1章绪论1、震级和烈度有什么区别和联系?震级是表示地震大小的一种度量,只跟地震释放能量的多少有关,而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。
烈度不仅跟震级有关,同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。
一次地震只有一个震级,但不同的地点有不同的烈度。
2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防?规范将建筑物按其用途分为四类:甲类(特殊设防类)、乙类(重点设防类)、丙类(标准设防类)、丁类(适度设防类)。
1 )标准设防类,应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用,达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。
2 )重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施;地基基础的抗震措施,应符合有关规定。
同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
3 )特殊设防类,应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。
同时,应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。
4 )适度设防类,允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施,但抗震设防烈度为6度时不应降低。
一般情况下,仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
3.怎样理解小震、中震与大震?小震就是发生机会较多的地震,50年年限,被超越概率为63.2%;中震,10%;大震是罕遇的地震,2%。
4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系?建筑抗震设计包括三个层次:概念设计、抗震计算、构造措施。
概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则;抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段;构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。
他们是一个不可割裂的整体。
抗震结构设计课后习题答案【篇一:建筑结构抗震设计习题解答李国强版】=txt>第一章的习题答案1. 震级是衡量一次地震强弱程度(即所释放能量的大小)的指标。
地震烈度是衡量一次地震时某地区地面震动强弱程度的尺度。
震级大时,烈度就高;但某地区地震烈度同时还受震中距和地质条件的影响。
2. 参见教材第10面。
3. 大烈度地震是小概率事件,小烈度地震发生概率较高,可根据地震烈度的超越概率确定小、中、大烈度地震;由统计关系:小震烈度=基本烈度-1.55度;大震烈度=基本烈度+1.00度。
4. 概念设计为结构抗震设计提出应注意的基本原则,具有指导性的意义;抗震计算为结构或构件达到抗震目的提供具体数据和要求;构造措施从结构的整体性、锚固连接等方面保证抗震计算结果的有效性以及弥补部分情况无法进行正确、简洁计算的缺陷。
5. 结构延性好意味可容许结构产生一定的弹塑性变形,通过结构一定程度的弹塑性变形耗散地震能量,从而减小截面尺寸,降低造价;同时可避免产生结构的倒塌。
第二章的习题答案1. 地震波中与土层固有周期相一致或相近的波传至地面时,其振幅被放大;与土层固有周期相差较大的波传至地面时,其振幅被衰减甚至完全过滤掉了。
因此土层固有周期与地震动的卓越周期相近,2. 考虑材料的动力下的承载力大于静力下的承载力;材料在地震下地基承载力的安全储备可低于一般情况下的安全储备,因此地基的抗震承载力高于静力承载力。
3. 土层的地质年代;土体中的粘粒含量;地下水位;上覆非液化土层厚度;地震的烈度和作用时间。
4. a 中软场地上的建筑物抗震性能比中硬场地上的建筑物抗震性能要差(建筑物条件均同)。
b. 粉土中粘粒含量百分率愈大,则愈容易液化.c.液化指数越小,地震时地面喷水冒砂现象越轻微。
d.地基的抗震承载力为承受竖向荷载的能力。
5. vm?202.25.88.23.8???180200260420?244.5ms因vm小于250s,场地为中软场地。
抗震结构设计第四版课后答案【篇一:王社良版《抗震结构设计》要点及重要习题及答案,考试必胜】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g1?g2?1200kn,每层层高皆为4.0m,各层的层间刚度相同?d1??d2?8630kn/m;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k11?k1?k2?8630?2?17260kn/mk12?k21??k2??8630kn/mk22?k2?8630kn/m(2)求自振频率1?12,2?[(m1k22?m2k11)?(m1k22?m2k11)2?4m1m2(k11k22?k1 2k21)] 2m1m21?[(120?8630?120?17260)?2?120?120(120?8630?120?17260)2?4?120?120[(1726?0863?0(?863)20] ?27.47/188.28?1?5.24rad/s ?2?13.72rad/s(3)求主振型当?1?5.24rad/sx12m1?12?k11120?5.242?172601.618???x11k12?86301当?2?13.72rad/s2x22m1?2?k11120?13.722?17260?0.618 ???x21k12?86301(4)验证主振型的正交性质量矩阵的正交性?1.000?t{x}1[m]{x}2???1.618??t?1200??0120????1.000????0 ?0.618???1.000????0 ?0.618??刚度矩阵的正交性?1.000?t{x}1[k]{x}2????1.618?t?17260?8630???86308630???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 max2??1.200s,tg?t1?5tg 第一自振周期t1??12??0.458s,tg?t1?5tg 第二自振周期t2??2(1)相应于第一振型自振周期t1的地震影响系数:?tg??0.40???? ?1????max?t??1.200??1?第一振型参与系数 0.90.9?0.08?0.030?1??m??m?i?1i?12ni1i?2i1i1200?1.000?1200?1.618?0.7241200?1.0002?1200?1.6182于是:f11??1?1?11g1?0.030?0.724?1.000?1200?26.06knf12??1?1?12g2?0.030?0.724?1.618?1200?42.17kn第一振型的层间剪力:v12?f12?42.17knv11?f11?f12?68.23kn(2)相应于第二振型自振周期t2的地震影响系数: ?tg??0.40?????2????max?t?0.458???2?第二振型参与系数 0.90.9?0.08?0.071?2??m??m?i?1i?12ni2i?2i2i1200?1.000?1200?(?0.618)?0.2761200?1.0002?1200?(?0.618)2于是:f21??2?2?21g1?0.071?0.276?1.000?1200?23.52knf22??2?2?22g2?0.071?0.276?(?0.618)?1200??14.53kn第二振型的层间剪力:v22?f22??14.53knv21?f21?f22?8.99kn(3)由srss法,计算各楼层地震剪力: v2?v1??vj?2222j2?42.172?(?14.53)2?44.60kn?68.232?8.992?68.821kn ?vj?22j12、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g1?g2?1200kn,每层层高皆为4.0m,框架的自振周期t1?1.028s;各层的层间刚度相同?d1??d2?8630kn/m;Ⅱ类场地,7度第二组(tg?0.40s, ?max?0.08),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(??e??1/450)。
建筑结构抗震习题及答案建筑结构抗震习题及答案地震是自然界中一种常见的地质灾害,给人们的生命财产安全带来了巨大威胁。
在建筑设计和施工中,抗震性能成为了一个重要的考量因素。
本文将通过一些习题,探讨建筑结构抗震的相关知识,并提供相应的答案。
习题一:什么是地震力?答案:地震力是指地震作用下作用在建筑结构上的力。
地震力的大小与地震的震级、震源距离、地震波传播路径和建筑结构的特性有关。
建筑结构必须具备足够的抗震能力,以承受地震力的作用。
习题二:建筑结构的抗震能力受哪些因素影响?答案:建筑结构的抗震能力受到多个因素的影响。
首先,结构的材料和施工质量是决定抗震性能的重要因素。
其次,结构的形式和布局也会影响其抗震能力。
此外,地基的稳定性和土壤的性质也是影响抗震性能的重要因素。
习题三:什么是地震设计?答案:地震设计是指在建筑结构设计中考虑地震力作用的过程。
地震设计的目标是确保建筑结构在地震发生时具备足够的抗震能力,以保护人们的生命安全和财产安全。
地震设计需要根据地震的可能性和地震力的大小,采取相应的设计措施。
习题四:常见的抗震设计措施有哪些?答案:常见的抗震设计措施包括结构的抗震加固和抗震设防。
抗震加固是指对已有的建筑结构进行改造,增加其抗震能力。
常见的加固方法包括增加剪力墙、加固柱子、加固梁等。
抗震设防是指在新建建筑结构设计中采取一系列的措施,使其具备足够的抗震能力。
常见的设防措施包括设置抗震支撑、合理布置结构的刚度和强度等。
习题五:什么是抗震设防烈度?答案:抗震设防烈度是指根据地震波的性质和建筑结构的特点,确定建筑结构所需的抗震能力的指标。
抗震设防烈度包括水平地震加速度、地震波的周期和地震波的峰值加速度等参数。
不同地区的抗震设防烈度可能会有所不同。
习题六:什么是地震波?答案:地震波是地震能量传播的结果,是地震时地面上的振动。
地震波的传播速度与地震波的类型和传播介质有关。
地震波可以分为纵波和横波,纵波传播速度较快,横波传播速度较慢。
抗震结构设计测试题及答案Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-《抗震结构设计》水平测试题及答案一、名词解释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aE a a f f ζ=⋅,其中ζa 为地基土的抗震承载力调整系数,f a 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: VE N Vf f ς=,其中f v 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c 0V/f bh ,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。
二、填空题(每空1分,共25分)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。
二、填空题(每空1分,共25分)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>1.4T g时,在结构顶部附加ΔF n,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,根据设防烈度限制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限制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、根据土层剪切波速的范围把土划分为坚硬土、中硬土、中软土、软弱土四类。
2、地震波中的纵波(P)是由震源向外传播的疏密波,横波(S)是由震源向外传播的剪切波。
用来反映一次地震本身强弱程度的大小和尺度的是震级,其为一种定量的指标。
3、在地基土的抗震承载力计算中,地基土的抗震承载力调整系数一般应>1.0 。
4、当建筑物的地基有饱和的砂土和粉土的土时,应经过勘察试验预测在地震时是否会出现液化现象。
抗震结构设计第四版答案【篇一:《抗震结构设计》模拟试题1-4及答案 2】xt>一、填空题1、根据建筑使用功能的重要性,按其受地震破坏时产生的后果,将建筑分为、个抗震设防类别。
2、多层混合结构房屋的结构布置方案应优先采用结构布置方案,其次采用结构布置方案。
3、建筑场地类别的划分主要根据和因为场地覆盖层厚度对建筑物的震害有一定影响。
4和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。
5、建筑结构抗震验算基本方法包括和。
二、名词解释1、场地2、液化3、时程分析法4、抗震设防烈度5、地震影响系数三、简答题1、简述建筑场地类别划分依据?2、影响液化的因素主要有哪些?3、简述两阶段设计的基本内容。
4、什么是“强柱弱梁”?四、计算题1、计算7度时三层砖房的各楼层地震作用标准值和总水平地震作用标准值。
各楼层的重力荷载代表值和层高度见表1 表12eiiiti《抗震结构设计》模拟试题一答案一、填空1、甲类、已类、丙类、丁类。
2、横墙承重、纵横墙承重3、土层的等效剪切波速,场地的覆盖层厚度。
4、建筑物的类型,高度 5、结构抗震承载力的验算,结构抗震变形验算。
二、名词解释1、场地:指建筑物所在的区域,其范围大体相当于厂区、居民点和自然村的区域,范围不应太小,一般不小于0.5km2。
2、液化:指物体有固体转化为液体的一种现象。
3、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。
4、抗震设防烈度:按国家规定权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。
5、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、《抗震规范》给出的设计反应谱中,当结构自振周期在~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 )米以上的高层建筑 B. 自振周期T i很长(T i>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Gq为(C )A.恒载标准值G+活载标准值Q)B. (G K+Q)C. (G K+D. (G K+7、框架结构考虑填充墙刚度时,T i与水平弹性地震作用F e有何变化(A )J ,F e f f ,F e f f ,F e J J ,F e J8、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1/4B .柱宽的1/8C .梁宽的1/4D .梁宽的1/89、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T112、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 )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T g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F ek 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.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. V P > V S > V LB. V S > V P > V LC. V L > V P > V S D . V P > V L> V S27、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MuB. 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。
六、 计算题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kN 120021==G G ,每层层高皆为4.0m ,各层的层间刚度相同m /kN 863021=∑=∑D D ;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05.0=ζ。
(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m kN k k k /17260286302111=⨯=+=m kN k k k /863022112-=-==m kN k k /8630222==(2)求自振频率])(4)()[(21211222112121122211122212122,1k k k k m m k m k m k m k m m m --++= ω ])8630(863017260[(1201204)172601208630120()172601208630120[(1201202122--⨯⨯⨯-⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=28.188/47.27=s r a d /24.51=ω s rad /72.132=ω(3)求主振型当s r a d /24.51=ω 1618.186301726024.5120212112111112=--⨯=-=k k m X X ω 当s rad /72.132=ω1618.086301726072.13120212112212122-=--⨯=-=k k m X X ω (4)验证主振型的正交性质量矩阵的正交性0618.0000.112000120618.1000.1}]{[}{21=⎭⎬⎫⎩⎨⎧-⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎭⎬⎫⎩⎨⎧=T T X m X 刚度矩阵的正交性 0618.0000.186308630863017260618.1000.1}]{[}{21=⎭⎬⎫⎩⎨⎧-⎥⎦⎤⎢⎣⎡--⎭⎬⎫⎩⎨⎧=T T X k X 解2):由表3.2查得:Ⅱ类场地,第二组,T g =0.40s由表3.3查得:7度多遇地震08.0max=α 第一自振周期g g T T T T 5s,200.12111<<==ωπ 第二自振周期g g T T T T 5s,458.02122<<==ωπ (1)相应于第一振型自振周期1T 的地震影响系数:030.008.0200.140.09.0max 9.011=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ααT T g第一振型参与系数 724.0618.11200000.11200618.11200000.11200222121111=⨯+⨯⨯+⨯==∑∑==i i i n i i i m m φφγ 于是:kN 06.261200000.1724.0030.01111111=⨯⨯⨯==G F φγαkN 17.421200618.1724.0030.02121112=⨯⨯⨯==G F φγα第一振型的层间剪力:kN 17.421212==F VkN 23.68121111=+=F F V(2)相应于第二振型自振周期2T 的地震影响系数: 071.008.0458.040.09.0max 9.022=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ααT T g第二振型参与系数 276.0)618.0(1200000.11200)618.0(1200000.11200222122122=-⨯+⨯-⨯+⨯==∑∑==i i i n i i i m m φφγ 于是:kN 52.231200000.1276.0071.01212221=⨯⨯⨯==G F φγαkN 53.141200)618.0(276.0071.02222222-=⨯-⨯⨯==G F φγα第二振型的层间剪力:kN 53.142222-==F VkN 99.8222121=+=F F V(3)由SRSS 法,计算各楼层地震剪力: kN 60.44)53.14(17.422222222=-+==∑=j j V VkN 821.6899.823.682222211=+==∑=j j VV2、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kN 120021==G G ,每层层高皆为4.0m ,框架的自振周期s 028.11=T ;各层的层间刚度相同m /kN 863021=∑=∑D D ;Ⅱ类场地,7度第二组()08.0 s,40.0max ==αg T ,结构的阻尼比为05.0=ζ,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([]450/1=e θ)。
《建筑结构抗震设计》课后习题解答第1章绪论1、震级和烈度有什么区别和联系?震级是表示地震大小的一种度量,只跟地震释放能量的多少有关,而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。
烈度不仅跟震级有关,同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。
一次地震只有一个震级,但不同的地点有不同的烈度。
2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防?规范将建筑物按其用途分为四类:甲类(特殊设防类)、乙类(重点设防类)、丙类(标准设防类)、丁类(适度设防类)。
1 )标准设防类,应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用,达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。
2 )重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施;地基基础的抗震措施,应符合有关规定。
同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
3 )特殊设防类,应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。
同时,应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。
4 )适度设防类,允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施,但抗震设防烈度为6度时不应降低。
一般情况下,仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
3.怎样理解小震、中震与大震?小震就是发生机会较多的地震,50年年限,被超越概率为63.2%;中震,10%;大震是罕遇的地震,2%。
4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系?建筑抗震设计包括三个层次:概念设计、抗震计算、构造措施。
概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则;抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段;构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。
他们是一个不可割裂的整体。
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G eq为(C )A. 0.85(1.2恒载标准值G K+1.4活载标准值Q K)B. 0.85(G K+Q k)C. 0.75(G K+0.5Q K)D. 0.85(G K+0.5Q K)7、框架结构考虑填充墙刚度时,T1与水平弹性地震作用F e有何变化?( A )A.T1↓,F e↑B.T1↑,F e↑C.T1↑,F e↓D.T1↓,F e↓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1/89、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T112、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T g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F ek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/s22、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.V P > V S > V L B.V S > V P > V L C.V L > V P > V S D.V P > V L> V S27、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MuB.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:对结构和构件进行多遇地震作用下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。
什么是小震、中震和大震。
答:小震指该地区50年内超越概率约为63.2%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。
2、 抗震设计中为什么要限制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: Gb nr b l b vb V l M M V ++=η 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:∑∑=b c c M M η 其中c η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)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:一方面应限制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限制。
(4)对梁的截面尺寸加以限制,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。