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抗震复习题


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 f aE ? ? a ? f a ,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:

fVE ? ? N fV ,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/f c bh0 ,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。 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, 结构顶部 附 在 加Δ Fn,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、抗震设计时,设计框架结构时应避免极短柱, 《规范》要求:框架柱剪跨比 大于 2 。

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、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 。 8、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。 9、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。 10、框架结构抗震设计必须遵守三条原则:强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件。 三、简答题(每题6分,共 30 分) 1、什么是三水准抗震设防目标和二阶段设计? 答:第一水准:在受到多遇的低于本地区设防烈度的地震影响时,建筑物不损坏。 第二水准:在受到本地设防烈度影响时,建筑物有一定的损坏,经一般修理仍可使 用 第三水准:在受到罕遇地震影响时,建筑物倒或不发生危及生命的破坏。 第一阶段:按小震作用效应和其他荷载效应组合验算结构构件的承载力及结构的弹 性变形,以满足第一水准抗震设防的要求。 第二阶段:在大震作用下验算结构的弹塑性变形,以满足第三水准抗震设防的要法 语。用构造措施保证第二水准的抗震设防要求。 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。 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。 四、计算题 1、图示二层框架,横梁刚度为无穷大,集中于各层处的重力荷载代表值相等为 G1= G2=60t。

w1=18.96rad/s, w2=41.76rad/s ,设防烈度为 7 度,设计地震分组第二组,设计基本地震 加速度为 0.10g,结构的阻尼比ξ =0.05,Ⅱ类场地。试用振型分解反应谱法计算该框架 在多遇地震下的层间地震剪力,并画出层间剪力图。 G2 4m G1

解:用振型分解反应谱法计算

T1 ?

2?

?1

?

2? ? 0.331s 18 .96
2

T2 ?

2?

?2

?

2? ? 0.1 5 0 s 41.76

X 12 m1?1 ? k11 ? ? 第一振型: X 11 k12
1、 相应于第一振型的质点水平地震作用: 查得 Tg = 0.40s α
max=

0.08

Fi1 ? ? 1? 1 X i1Gi

?1 ? (

Tg T1

) 0.9 ? max ? (

0.4 0.9 ) ? 0.08 ? 0.0696 0.467

α 1 = 0.033

振型参与系数: ? 1 ?

?m x ?m x
i ?1 i i ?1 n i

n

i1

?

2
i1

60 ? 0.488 ? 50 ? 1 ? 1.23 (×) 60 ? 0.488 2 ? 50 ? 12

γ 1= 0.724 故 F11=0.033×0.724×1.000×1200=28.67kN F12=0.033×0.724×1.618×1200=46.39kN

2、相应于第二振型的质点水平地震作用: F2i=α 2γ 2X2iGi 因 0.10s<T2=0.393s<Tg=0.40s 故α 2=α
max=0.08

4m

?1 ?

?G x
i ?1 n i i ?1 i

n

i2

?m x

?

2 2

60 ? 1.71 ? 50 ? ( ?1) ? 0.233 (×) 60 ? 1.712 ? 50 ? ( ?1) 2

γ 2= 0.276 故 F21=0.08×0.276×1.000×1200=25.97kN F22=0.08×0.276×1×(-0.618)×1200= -16.05kN

3、层间地震剪力 按平方和开方法则求得底层及二层的层间地震剪力为:

v1 ? 90.7 2 ? 19.2 2 ? 92.7kN v2 ? 57.2 2 ? (?18.3) 2 ? 60.1kN
V2=24.55kN V1=37.86kN

(×)

2、某二层单跨钢筋混凝土框架,其结构阻尼比 ? ? 0.05 ,每层层高 4.8m,跨度 9.0m,集 中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值为 m1=80t,m2=60t,各楼层层间剪切刚度为 k1=6× 104kN/m,k2=5×104kN/m,梁的刚度 EI=∞。场地为 Ⅲ 类, 设防烈度为 7 度,该地区 的地震动参数区划的特征周期分区为二区。 试确定第一阶段设计按底部剪力法计算的水平地 震作用,并绘地震作用的剪力图。 (20 分)

附录:

a
amax
a?( 0.45 Tg T ) ? amax

?2

amax

a ? [0.2? ?

?1 (T ? 5Tg )]amax ?2
T(s) 6.0

0

0.1

Tg

5Tg

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 8度 0.16 0.90 9度 0.32 1.4

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

五、计算地震影响系数α ,并写出计算步骤。 (20 分) 设防烈度 7 7 8 9 设计地震分组 1 3 3 1 场地类别 II II III I 自振周期 0.163 秒 0.052 秒 1.321 秒 1.545 秒 地震类别 多遇 罕遇 多遇 罕遇 α

设计基本地震加速度均为 0.10g 计算地震影响系数α 1、α 2、α 3、α 4、α
max=0.08,Tg=0.35,T=0.163, max=0.50,Tg=0.45,T=0.052, max=0.16,Tg=0.65,T=1.321, max=1.40,Tg=0.3,T=1.545,

α =α α =α

max=0.08 max[0.45+(1-0.45)×0.052/0.1]=0.736α max=0.368

α =(0.65/1.321)0.9×0.16=0.073 γ =0.9, η 1=0.02, η 2=1, α =〔1×0.20.9-0.02×(1.545

-5×0.3)〕×1.40 =0.3276


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