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建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)試題及答案
建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)可作為土木工程專業(yè)以及相關(guān)專業(yè)的工程結(jié)構(gòu)抗震課程教材，也可供從事土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工的技術(shù)人員參考。以下是由陽光網(wǎng)小編整理關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)試題的內(nèi)容，希望大家喜歡!
建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)試題及答案(一)
1、影響土層液化的主要因素是什么
影響土層液化的主要因素有：地質(zhì)年代，土層中土的粘性顆粒含量，上方覆蓋的非液化土層的厚度，地下水位深度，土的密實(shí)度，地震震級和烈度。土層液化的三要素是：粉砂土，飽和水，振動強(qiáng)度。因此，土層中粘粒度愈細(xì)、愈深，地下水位愈高，地震烈度愈高，土層越容易液化。
2、什么是地震反應(yīng)譜什么是設(shè)計(jì)反應(yīng)譜它們有何關(guān)系
單自由度彈性體系的地震最大加速度反應(yīng)與其自振周期的關(guān)系曲線叫地震(加速度)反應(yīng)譜，以Sa(T)表示。設(shè)計(jì)反應(yīng)譜：考慮了不同結(jié)構(gòu)阻尼、各類場地等因素對地震反應(yīng)譜的影響，而專門研究可供結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的反應(yīng)譜，常以a(T)，兩者的關(guān)系為a(T)= Sa(T)/g
3、什么是時程分析時程分析怎么選用地震波
選用地震加速度記錄曲線，直接輸入到設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，然后對結(jié)構(gòu)的運(yùn)動平衡方程進(jìn)行數(shù)值積分，求得結(jié)構(gòu)在整個時程范圍內(nèi)的地震反應(yīng)。應(yīng)選擇與計(jì)算結(jié)構(gòu)場地相一致、地震烈度相一致的地震動記錄或人工波，至少2條實(shí)際強(qiáng)震記錄和一條人工模擬的加速度時程曲線
5、抗震設(shè)計(jì)為什么要盡量滿足“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的原則如何滿足這些原則 “強(qiáng)柱弱梁”可有效的防止柱鉸破壞機(jī)制的出現(xiàn)，保證結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下不會整體倒塌;“強(qiáng)剪弱彎”可有效防止脆性破壞的發(fā)生，使結(jié)構(gòu)具有良好的耗能能力;“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”，節(jié)點(diǎn)是梁與柱構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，在任何情況下都應(yīng)使節(jié)點(diǎn)的剛度和強(qiáng)度大于構(gòu)件的剛度和強(qiáng)度。
6、什么是震級什么是地震烈度如何評定震級和烈度的大小
震級是表示地震本身大小的等級，它以地震釋放的能量為尺度，根據(jù)地震儀記錄到的地震波來確定
地震烈度是指某地區(qū)地面和各類建筑物遭受一次地震影響的強(qiáng)弱程度，它是按地震造成的后果分類的。
震級的大小一般用里氏震級表達(dá)
地震烈度是根據(jù)地震烈度表，即地震時人的感覺、器物的反應(yīng)、建筑物破壞和地表現(xiàn)象劃分的。
7、簡述底部剪力法的適用范圍，計(jì)算中如何鞭稍效應(yīng)。
適用范圍：高度不超過40米，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法計(jì)算。
為考慮鞭稍效應(yīng)，抗震規(guī)范規(guī)定：采用底部剪力法計(jì)算時，對突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等的地震作用效應(yīng)，宜乘以增大系數(shù)3，此增大部分不應(yīng)往下傳遞，但與該突出部分相連的構(gòu)件應(yīng)予以計(jì)入。
9、什么是動力系數(shù)、地震系數(shù)和水平地震影響系數(shù)三者之間有何關(guān)系
動力系數(shù)是單質(zhì)點(diǎn)彈性體系的最大絕對加速度反應(yīng)與地震地面運(yùn)動最大加速度的比值
地震系數(shù)是地震地面運(yùn)動最大加速度與重力加速度的比值
水平地震影響系數(shù)是單質(zhì)點(diǎn)彈性體系的最大絕對加速度反應(yīng)與重力加速度的.比值
水平地震影響系數(shù)是地震系數(shù)與動力系數(shù)的乘積
10、多層砌體房屋中，為什么樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處
樓梯間橫墻間距較小，水平方向剛度相對較大，承擔(dān)的地震作用亦較大，而樓梯間墻體的橫向支承少，受到地震作用時墻體最易破壞2)房屋端部和轉(zhuǎn)角處，由于剛度較大以及在地震時的扭轉(zhuǎn)作用，地震反應(yīng)明顯增大，受力復(fù)雜，應(yīng)力比較集中;另外房屋端部和轉(zhuǎn)角處所受房屋的整體約束作用相對較弱，樓梯間布置于此，約束更差，抗震能力降低，墻體的破壞更為嚴(yán)重
11、試述縱波和橫波的傳播特點(diǎn)及對地面運(yùn)動的影響
縱波在傳播過程中，其介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向一致，是壓縮波，傳播速度快，周期較短，振幅較小;將使建筑物產(chǎn)生上下顛簸;(橫波在傳播過程中，其介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向垂直，是剪切波，傳播速度比縱波要慢一些，周期較長，振幅較大;將使建筑物產(chǎn)生水平搖晃
14為什么要限制多層砌體房屋抗震橫墻間距
(1)橫墻間距過大，會使橫墻抗震能力減弱，橫墻間距應(yīng)能滿足抗震承載力的要求。)2)橫墻間距過大，會使縱墻側(cè)向支撐減少，房屋整體性降低(3)橫墻間距過大，會使樓蓋水平剛度不足而發(fā)生過大的平面內(nèi)變形，從而不能有效地將水平地震作用均勻傳遞給各抗側(cè)力構(gòu)件，這將使縱墻先發(fā)生出平面的過大彎曲變形而導(dǎo)致破壞，即橫墻間距應(yīng)能保證樓蓋傳遞水平地震作用所需的剛度要求。
15、簡述提高框架梁延性的主要措施
答：(1)“強(qiáng)剪弱彎”，使構(gòu)件的受剪承載力大于構(gòu)件彎曲屈服時實(shí)際達(dá)到的剪力值，以保證框架梁先發(fā)生延性的彎曲破壞，避免發(fā)生脆性的剪切破壞;
(2)梁端塑性鉸的形成及其轉(zhuǎn)動能力是保證結(jié)構(gòu)延性的重要因素：一方面應(yīng)限制梁端截面的縱向受拉鋼筋的最大配筋率或相對受壓區(qū)高度，另一方面應(yīng)配置適當(dāng)?shù)氖軌轰摻?/p>
(3)為增加對混凝土的約束，提高梁端塑性鉸的變形能力，必須在梁端塑性鉸區(qū)范圍內(nèi)設(shè)置加密封閉式箍筋，同時為防止縱筋過早壓屈，對箍筋間距也應(yīng)加以限制。
(4)對梁的截面尺寸加以限制，避免脆性破壞。
建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)試題及答案(二)
1、地震作用和一般靜荷載有何不同計(jì)算地震作用的方法可分為哪幾類
不同：地震作用不確定性，不可預(yù)知，短時間的動力作用，具有選擇性，累積性，重復(fù)性。方法：擬靜力法，時程分析法，反應(yīng)譜法，振型分解法。
2、什么是鞭端效應(yīng)，設(shè)計(jì)時如何考慮這種效應(yīng)
答：地震作用下突出建筑物屋面的附屬小建筑物，由于質(zhì)量和剛度的突然變小，受高振型影響較大，震害較為嚴(yán)重，這種現(xiàn)象稱為鞭端效應(yīng);設(shè)計(jì)時對突出屋面的小建筑物的地震作用效應(yīng)乘以放大系數(shù)3，但此放大系數(shù)不往下傳。
3、強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎的實(shí)質(zhì)是什么如何通過截面抗震驗(yàn)算來實(shí)現(xiàn)
答：(1)使梁端先于柱端產(chǎn)生塑性鉸，控制構(gòu)件破壞的先后順序，形成合理的破壞機(jī)制
(2)防止梁、柱端先發(fā)生脆性的剪切破壞，以保證塑性鉸有足夠的變形能力在截面抗震驗(yàn)算中，為保證強(qiáng)柱弱梁，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：
對一、二、三級框架的梁柱節(jié)點(diǎn)處，(除框架頂層和柱軸壓比小于0、15及框支梁與框支柱的節(jié)點(diǎn)外)，柱端組合的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合：
MccMb
其中c為柱端彎矩增大系數(shù)，(一級為取1、4,二級取1、2,三級取1、1)
為保證強(qiáng)剪弱彎，應(yīng)使構(gòu)件的受剪承載力大于構(gòu)件彎曲屈服時實(shí)際達(dá)到的剪力值，對一、、二、三級框架梁，梁端截面組合的剪力設(shè)計(jì)值調(diào)整為： VvblrMbMbVGb ln
對一、、二、三級框架柱，柱端截面組合的剪力設(shè)計(jì)值調(diào)整為： VvcMclMcr Hn
4、砌體結(jié)構(gòu)中設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱和圈梁的部位及作用h
答：部位: 構(gòu)造柱設(shè)置部位：樓梯間四角，樓梯斜梯段上下端對應(yīng)的墻體處外墻四角和對應(yīng)的轉(zhuǎn)角;錯層部位橫墻與外縱墻交接處;大房間內(nèi)外墻交接處;較大洞口兩側(cè)。圈梁設(shè)置在屋蓋及每層樓蓋處，
設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱的作用：加強(qiáng)房屋的整體性，提高砌體的受剪承載力(10%-30%)，對砌體有約束作用, 提高砌體的變形能力，提高房屋的抗震性能。
設(shè)置圈梁的作用：增加縱橫墻體的連接，加強(qiáng)整個房屋的整體性;圈梁可箍住樓蓋，增強(qiáng)其整體剛度;減小墻體的自由長度，增強(qiáng)墻體的穩(wěn)定性;可提高房屋的抗剪強(qiáng)度，約束墻體裂縫的開展;抵抗地基不均勻沉降，減小構(gòu)造柱計(jì)算長度。
5、什么叫軸壓比為什么要限制柱的軸壓比
答：軸壓比：n之和
軸壓比大小是影響柱破壞形態(tài)和變形性能的重要因素，受壓構(gòu)件的位移延性隨軸壓比增加而減小，為保證延性框架結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)限制柱的軸壓比。
6、剪壓比 答：剪壓比為N 柱組合的軸向壓力設(shè)計(jì)值與柱的全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積fcAcV，指構(gòu)件截面上平均剪應(yīng)力與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比值，用以反fcbh
映構(gòu)件截面上承受名義剪應(yīng)力的大小。限制梁柱的剪壓比，主要是為了防止梁柱混凝土過早發(fā)生斜壓破壞。
7、什么是剪壓比，為什么要限制剪壓比
答：剪壓比是截面內(nèi)平均剪應(yīng)力與混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值之比。
剪壓比過大,混凝土?xí)^早發(fā)生斜壓破壞,箍筋不能充分發(fā)揮作用,它對構(gòu)件的變形能力也有顯著影響，因此應(yīng)限制梁端截面的剪壓比。
8、簡述確定水平地震作用的振型分解反應(yīng)譜法的主要步驟
(1)計(jì)算多自由度結(jié)構(gòu)的自振周期及相應(yīng)振型;(2)求出對應(yīng)于每一振型的最大地震作用(同一振型中各質(zhì)點(diǎn)地震作用將同時達(dá)到最大值);(3)求出每一振型相應(yīng)的地震作用效應(yīng);(4)將這些效應(yīng)進(jìn)行組合，以求得結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)。
9、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是保證結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良抗震性能的一種方法。概念設(shè)計(jì)包含極為廣泛的內(nèi)容，選擇對抗震有利的結(jié)構(gòu)方案和布置，采取減少扭轉(zhuǎn)和加強(qiáng)抗扭剛度的措施，設(shè)計(jì)延性結(jié)構(gòu)和延性結(jié)構(gòu)構(gòu)件，分析結(jié)構(gòu)薄弱部位，并采取相應(yīng)的措施，避免薄弱層過早破壞，防止局部破壞引起連鎖效應(yīng)，避免設(shè)計(jì)靜定結(jié)構(gòu)，采取二道防線措施等等。應(yīng)該說，從方案、布置、計(jì)算到構(gòu)件設(shè)計(jì)、構(gòu)造措施每個設(shè)計(jì)步驟中都貫穿了抗震概念設(shè)計(jì)內(nèi)容。
10、延性和延性比是什么為什么抗震結(jié)構(gòu)要具有延性
延性是指構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后，具有承載力不降低或基本不降低、且有足夠塑性變形能力的一種性能。 構(gòu)件延性比：對于鋼筋混凝土構(gòu)件，當(dāng)受拉鋼筋屈服后，進(jìn)入塑性狀態(tài)，構(gòu)件剛度降低，隨著變形迅速增加，構(gòu)件承載力略有增大，當(dāng)承載力開始降低，就達(dá)到極限狀態(tài)。延性比是極限變形與屈服變形的比值。結(jié)構(gòu)延性比：對于一個鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)某個桿件出現(xiàn)塑性鉸時，結(jié)構(gòu)開始出現(xiàn)塑性變形，但結(jié)構(gòu)剛度只略有降低;當(dāng)塑性鉸達(dá)到一定數(shù)量以后，結(jié)構(gòu)也會出現(xiàn)“屈服現(xiàn)象”即結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性變形迅速增大而承載力略微增大的階段，是“屈服”后的聯(lián)塑性階段。結(jié)構(gòu)的延性比通常是指達(dá)到極限時頂點(diǎn)位移與屈服時頂點(diǎn)位移的比值。
11、怎樣保證框架梁柱節(jié)點(diǎn)的抗震性能 如何進(jìn)行節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
答：節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)原則：①節(jié)點(diǎn)的承載力不應(yīng)低于其連接件的承載力②多遇地震時，節(jié)點(diǎn)應(yīng)在彈性范圍內(nèi)工作③罕遇地震時，節(jié)點(diǎn)承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞④節(jié)點(diǎn)配筋不應(yīng)使施工過分困難�？蚣苤拐鹪O(shè)計(jì)原則：①強(qiáng)柱弱梁，使柱盡量不要出現(xiàn)塑性鉸②在彎曲破壞發(fā)生前不發(fā)生剪切破壞，使柱有足夠的抗剪能力③控制柱的軸壓比不要太大④加強(qiáng)約束，配置必要地約束箍筋。梁抗震設(shè)計(jì)原則：①梁形成塑性鉸后仍有抗剪承載力②梁縱筋去附后，塑性鉸區(qū)段應(yīng)有較好的延性和耗能能力③妥善解決梁縱筋錨固問題。
12、采用底部剪力法計(jì)算房屋建筑地震作用的適用范圍在計(jì)算中，如何考慮長周期結(jié)構(gòu)高振型的影響 答：剪力法的適用條件：(1)房屋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻;(2)房屋的總高度不超過40m;
(3)房屋結(jié)構(gòu)在地震運(yùn)動作用下的變形以剪切變形為主;(4)房屋結(jié)構(gòu)在地震運(yùn)動作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)可忽略不計(jì)。 為考慮長周期高振型的影響，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：當(dāng)房屋建筑結(jié)構(gòu)的基本周期T11、4Tg時，
在頂部附加水平地震作用，取 FnnFEk 再將余下的水平地震作用(1n)FEk分配給各質(zhì)點(diǎn)：
GHFinii(1n)FEk 結(jié)構(gòu)頂部的水平地震作用為Fn和Fn之和
GjHj
j1
13、什么是樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)，怎樣確定結(jié)構(gòu)薄弱層或部位
答：樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)為按構(gòu)件實(shí)際配筋和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的樓層受剪承載力和按罕遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的樓層彈性地震剪力的比值，樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)ξy沿高度分布不均勻的結(jié)構(gòu)，ξy為最小或相對較小的樓層往往率先屈服并出現(xiàn)較大的彈塑層間位移，其他各層層間位移相對較小且接近彈性反應(yīng)的計(jì)算結(jié)果，ξy相對愈小，彈塑性位移側(cè)相對愈大，這一塑性變形集中的樓層為結(jié)構(gòu)的薄弱層或薄弱部位。
14、分層法的基本假定：(1) 忽略豎向荷載作用下框架的側(cè)移及由側(cè)移引起的彎矩;(2) 每層梁上的豎向荷載僅對本層梁及與本層梁相連的柱的內(nèi)力產(chǎn)生影響，而對其 它層梁、柱的內(nèi)力影響忽略不計(jì); (3) 忽略梁、柱軸向變形及剪切變形。
15、什么是“類共振現(xiàn)象”結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中如何避免類共振的發(fā)生
類共振現(xiàn)象：當(dāng)結(jié)構(gòu)的基本自振周期與場地自振周期接近或相等時，結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)最大，使建筑災(zāi)害加大。 設(shè)計(jì)時，應(yīng)使結(jié)構(gòu)的自振周期遠(yuǎn)離場地的卓越周期。
16、什么是“鞭梢效應(yīng)”用底部剪力法計(jì)算地震作用時如何考慮“鞭梢效應(yīng)”的影響
當(dāng)建筑物有突出屋面的小建筑，由于該部分的質(zhì)量和剛度突然變小，使得突出屋面的地震反應(yīng)特別強(qiáng)烈，其程度取決于突出物與建筑物的質(zhì)量比和剛度比，以及場地條件等。
采用底部剪力法時，宜乘以增大系數(shù)，不應(yīng)往下傳遞，但與該突出部分相連的`構(gòu)件應(yīng)予計(jì)入。
17、簡述框架節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)的基本原則。
節(jié)點(diǎn)的承載力不應(yīng)低于其連接構(gòu)件的承載力;多遇地震時節(jié)點(diǎn)應(yīng)在彈性范圍內(nèi)工作;罕遇地震時節(jié)點(diǎn)承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞;梁柱縱筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)應(yīng)有可靠的錨固;節(jié)點(diǎn)配筋不應(yīng)使施工過分困難。
18、簡述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的震害情況。
共振效應(yīng)引起的震害;結(jié)構(gòu)布置不合理引起的震害;柱、梁和節(jié)點(diǎn)的震害;填充墻和抗震墻的震害
19、建筑場地覆蓋層厚度的確定，應(yīng)符合下列要求：
�、乓话闱闆r下，應(yīng)按地面至剪切波速大于500m/s的土層頂面的距離確定。
⑵當(dāng)?shù)孛?m以下存在剪切波速大于相鄰上層土剪切波速2、5倍的土層，且其下臥巖土的剪切波速均不小于400m/s時，可取地面至該土層頂面的距離作為覆蓋層厚度。
⑶剪切波速大于500m/s的孤石、透鏡體，應(yīng)視同周圍土層。
�、韧翆又械幕鹕綆r硬夾層，應(yīng)視為剛體，其厚度應(yīng)從覆蓋土層中扣除。
20、工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的三個水準(zhǔn)是什么如何通過兩階段設(shè)計(jì)方法來實(shí)現(xiàn)
答：抗震設(shè)防的三個水準(zhǔn) ：第一水準(zhǔn)：當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時，一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用;第二水準(zhǔn)：當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時，可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用; 第三水準(zhǔn)：當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震影響時，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。兩階段設(shè)計(jì)方法：第一階段設(shè)計(jì)：對結(jié)構(gòu)和構(gòu)件進(jìn)行多遇地震作用下的承載能力驗(yàn)算和彈性變形驗(yàn)算;第二階段設(shè)計(jì)：對有明顯薄弱層的不規(guī)則部位和有特殊要求的結(jié)構(gòu)進(jìn)行罕遇地震作用下的彈塑性變形驗(yàn)算并采取相應(yīng)的構(gòu)造措施。
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