建筑抗震模擬測試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.以下關于地震震級與烈度的描述，正確的是（）A.震級是衡量地震釋放能量大小的指標，烈度是衡量地面破壞程度的指標B.一次地震只有一個烈度，多個震級C.震級每增加1級，能量約增加10倍D.烈度與震源深度無關答案：A2.根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010），建筑抗震設防類別分為四類，其中重點設防類（乙類）建筑的地震作用應（）A.按本地區(qū)設防烈度計算，抗震措施按提高一度采用B.按高于本地區(qū)設防烈度一度計算，抗震措施按本地區(qū)設防烈度采用C.按本地區(qū)設防烈度計算，抗震措施按本地區(qū)設防烈度采用D.按低于本地區(qū)設防烈度一度計算，抗震措施按本地區(qū)設防烈度采用答案：A3.地震波中，對建筑結構破壞最大的波是（）A.縱波（P波）B.橫波（S波）C.面波（L波）D.剪切波答案：C4.結構自振周期T1與場地特征周期Tg的關系對水平地震影響系數(shù)α的影響為（）A.當T1<Tg時，α隨T1增大而增大B.當T1>Tg時，α隨T1增大而減小C.當T1=Tg時，α達到最小值D.當T1遠大于Tg時，α趨近于最大值答案：B5.框架結構中，“強柱弱梁”設計原則的核心目的是（）A.提高柱的抗壓能力B.確保梁先于柱破壞，形成延性破壞機制C.減少柱的配筋量D.增強結構的整體剛度答案：B6.關于隔震結構與普通結構的對比，錯誤的是（）A.隔震結構的自振周期比普通結構長B.隔震結構的水平地震作用比普通結構小C.隔震結構的豎向地震作用比普通結構大D.隔震層應具有足夠的水平變形能力答案：C7.某7度設防區(qū)多層砌體房屋，其層高為3.6m，下列關于構造柱設置的要求，錯誤的是（）A.樓梯間四角應設置構造柱B.構造柱最小截面尺寸為240mm×180mmC.構造柱與墻體的拉結筋應沿墻高每500mm設2φ6D.構造柱可不單獨設置基礎答案：B（最小截面應為240mm×240mm）8.計算水平地震作用時，重力荷載代表值應?。ǎ〢.結構和構配件自重標準值B.結構和構配件自重標準值加上各可變荷載組合值C.結構和構配件自重設計值D.結構和構配件自重設計值加上各可變荷載設計值答案：B9.下列關于地震作用下結構扭轉效應的描述，錯誤的是（）A.扭轉效應由結構質量中心與剛度中心不重合引起B(yǎng).平面不規(guī)則的結構更容易產生扭轉效應C.增大結構的抗扭剛度可以減小扭轉效應D.扭轉效應僅影響結構的第一層答案：D10.某8層框架-剪力墻結構，其合理的樓蓋形式應優(yōu)先選用（）A.預制空心板B.現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板C.木樓板D.壓型鋼板組合樓板答案：B二、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述建筑抗震“三水準”設防目標的具體內容。答案：“三水準”設防目標為：（1）第一水準（小震不壞）：當遭受低于本地區(qū)設防烈度的多遇地震（50年超越概率約63%）時，結構處于彈性階段，不損壞或不需修理可繼續(xù)使用；（2）第二水準（中震可修）：當遭受相當于本地區(qū)設防烈度的設防地震（50年超越概率約10%）時，結構進入彈塑性階段，允許出現(xiàn)一定損傷，但經一般修理仍可繼續(xù)使用；（3）第三水準（大震不倒）：當遭受高于本地區(qū)設防烈度的罕遇地震（50年超越概率約2%-3%）時，結構雖嚴重破壞，但不發(fā)生倒塌或危及生命的嚴重破壞。2.說明結構延性在抗震設計中的作用，并列舉兩種提高框架結構延性的措施。答案：延性是指結構或構件在承載力基本不降低的情況下承受較大變形的能力。其作用為：通過塑性變形耗散地震能量，避免結構在強烈地震下發(fā)生脆性破壞。提高框架結構延性的措施：（1）控制柱的軸壓比（限制軸壓比可避免柱發(fā)生脆性受壓破壞）；（2）加強節(jié)點核心區(qū)配筋（保證節(jié)點在地震作用下的承載力和變形能力）；（3）采用“強剪弱彎”設計（確保構件在受彎破壞前不發(fā)生剪切破壞）。3.對比分析框架結構與框架-剪力墻結構在抗震性能上的差異。答案：差異主要體現(xiàn)在：（1）抗側移剛度：框架-剪力墻結構因剪力墻的存在，抗側移剛度遠大于純框架結構，可有效減小水平位移；（2）地震作用分配：框架結構的水平地震作用主要由框架柱承擔，而框架-剪力墻結構中，剪力墻承擔大部分水平地震作用（約80%-90%），框架僅承擔小部分；（3）破壞機制：純框架結構易形成“層屈服機制”（某一層先破壞導致整體倒塌），而框架-剪力墻結構因剪力墻的約束，破壞更均勻，延性更好；（4）適用高度：框架結構適用于低多層建筑（一般不超過15層），框架-剪力墻結構可用于中高層建筑（一般不超過100m）。4.簡述多層砌體房屋抗震設計中設置圈梁的主要作用。答案：圈梁的主要作用包括：（1）增強房屋的整體剛度，防止由于地基不均勻沉降或較大振動荷載對房屋引起的不利影響；（2）與構造柱配合，形成“弱框架”體系，約束砌體墻的變形，提高墻體的抗剪能力和延性；（3）封閉的圈梁可將樓板、墻體等水平構件與豎向構件連接成整體，傳遞水平地震作用，避免局部破壞引發(fā)整體倒塌；（4）限制裂縫的開展，減小裂縫寬度，提高房屋的整體性和抗倒塌能力。5.說明隔震結構的基本工作原理，并列舉隔震層常用的隔震裝置。答案：隔震結構的工作原理是通過在結構底部或某一部位設置隔震層，將上部結構與基礎分離。隔震層具有低剛度、大變形特性，可延長結構的自振周期（一般從0.2-0.5s延長至2-5s），避開場地的特征周期，從而大幅降低水平地震作用（可減少50%-80%）。同時，隔震層通過滯回變形耗散地震能量，保護上部結構處于彈性狀態(tài)。隔震層常用裝置包括：（1）疊層橡膠隔震支座（分為普通疊層橡膠支座、鉛芯疊層橡膠支座）；（2）摩擦滑移隔震支座（如聚四氟乙烯滑板支座）；（3）彈簧隔震支座（適用于豎向隔震需求較高的場合）；（4）粘滯阻尼器（與隔震支座配合使用，增強耗能能力）。三、計算題（每題15分，共30分）1.某3層鋼筋混凝土框架結構，層高均為3.6m，各層重力荷載代表值分別為：G1=8000kN，G2=7500kN，G3=7000kN。場地類別為Ⅱ類，設計地震分組為第一組，設防烈度8度（0.2g），結構基本自振周期T1=0.5s。采用底部剪力法計算各樓層的水平地震作用標準值。（已知：Tg=0.35s，αmax=0.16；當T1≤Tg時，α1=αmax；結構頂點位移系數(shù)δn=0；各樓層高度hi分別為3.6m、7.2m、10.8m）答案：（1）計算結構總重力荷載代表值GΣ=G1+G2+G3=8000+7500+7000=22500kN（2）確定水平地震影響系數(shù)α1：因T1=0.5s>Tg=0.35s，且T1≤5Tg=1.75s，故α1=(Tg/T1)^γ·η2·αmax。其中γ=0.9（Ⅱ類場地，第一組），η2=1.0（阻尼比0.05），則α1=(0.35/0.5)^0.9×1.0×0.16≈(0.7)^0.9×0.16≈0.724×0.16≈0.116（3）結構總水平地震作用標準值FEk=α1·GΣ=0.116×22500=2610kN（4）各樓層水平地震作用Fi=FEk·Gi·hi/Σ(Gj·hj)計算Σ(Gj·hj)=8000×3.6+7500×7.2+7000×10.8=28800+54000+75600=158400kN·mF1=2610×(8000×3.6)/158400=2610×28800/158400≈2610×0.1818≈474.5kNF2=2610×(7500×7.2)/158400=2610×54000/158400≈2610×0.3409≈889.7kNF3=2610×(7000×10.8)/158400=2610×75600/158400≈2610×0.4773≈1245.8kN（驗證：F1+F2+F3≈474.5+889.7+1245.8=2610kN，與FEk一致）2.某4層砌體房屋，橫墻間距6m，每層墻厚240mm，采用MU10燒結普通磚、M5混合砂漿砌筑（fv=0.11MPa）。一層墻段凈長L=5m，計算高度H0=3.6m，水平地震剪力設計值V=120kN（已考慮重力荷載代表值的影響）。驗算該墻段的抗剪承載力是否滿足要求（γRE=0.9）。答案：（1）計算墻段截面面積A=0.24m×5m=1.2m2=1200000mm2（2）砌體抗剪強度設計值fv=0.11MPa（M5砂漿）（3）墻段抗剪承載力設計值Vu=γRE·fv·A=0.9×0.11N/mm2×1200000mm2=0.9×0.11×1200000=118800N=118.8kN（4）比較：V=120kN>Vu=118.8kN，不滿足要求。需采取加強措施（如提高砂漿強度等級至M7.5，此時fv=0.15MPa，Vu=0.9×0.15×1200000=162kN>120kN，滿足）。四、案例分析題（30分）某6層鋼筋混凝土框架結構，建于8度（0.2g）設防區(qū)，Ⅱ類場地，設計地震分組第一組。結構平面尺寸為18m×12m（長×寬），柱網6m×6m，層高3.6m。施工圖紙顯示：框架柱截面為400mm×400mm，混凝土強度等級C30（fc=14.3MPa），縱筋采用HRB400（fy=360MPa）；框架梁截面為250mm×500mm，混凝土強度等級C25（fc=11.9MPa），箍筋采用HPB300（fyv=270MPa）。填充墻采用200mm厚蒸壓加氣混凝土砌塊，僅布置在結構南側（長度方向），北側未布置填充墻。問題：（1）指出該結構在抗震設計中可能存在的3處不合理之處，并說明原因；（2）針對其中1處不合理，提出具體改進措施。答案：（1）不合理之處及原因：①框架柱截面尺寸偏?。?度設防區(qū)多層框架結構，柱截面尺寸400mm×400mm可能導致軸壓比過大。以底層中柱為例，假設柱承受的軸向壓力設計值N=12000kN（估算值），軸壓比μ=N/(fc·A)=12000×103/(14.3×400×400)=12000000/(14.3×160000)≈12000000/2288000≈5.24（遠大于規(guī)范限值0.85），軸壓比過大會導致柱延性不足，易發(fā)生脆性破壞。②填充墻布置不均勻：僅在南側布置填充墻，北側無填充墻，導致結構質量中心與剛度中心嚴重偏離，形成平面扭轉不規(guī)則（規(guī)范規(guī)定：樓層的最大彈性水平位移與平均水平位移的比值大于1.2時為扭轉不規(guī)則）。地震作用下，扭轉效應會顯著增大結構內力，可能引發(fā)局部破壞甚至倒塌。③梁、柱混凝土強度等級不匹配：框架梁采用C25，框架柱采用C30，可能導致“強梁弱柱”現(xiàn)象（梁的抗彎強度高于柱，違背“強柱弱梁”設計原則）。根據(jù)規(guī)范，柱的混凝土強度等級不宜低于梁，且梁柱強度比需滿足節(jié)點核心區(qū)受剪承載力要求，否則節(jié)點易先于梁柱破壞。④未明確構造措施（如箍筋加密區(qū)長度、縱筋最小配筋率等）：若施工圖紙中未注明柱端箍筋加密區(qū)長度（應取柱截面長邊尺寸、層高中的較大值，即max(400mm,3600/6=600mm)，故加密區(qū)長度≥600mm），或縱筋配筋率低于最小要求（中柱最小配筋率0.7%），可能導致柱的延性不足。（2）針對填充墻布置不均勻的改進措施：建議填充墻沿結構平面均勻布置，南北兩