建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計試卷及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.下列關(guān)于地震烈度的描述中，正確的是（）。A.基本烈度是指某地區(qū)50年內(nèi)超越概率為10%的地震烈度B.場地烈度一定等于基本烈度C.罕遇地震烈度對應(yīng)50年超越概率約為50%D.多遇地震烈度比基本烈度高1.55度2.我國建筑抗震設(shè)防的“三水準(zhǔn)”目標(biāo)中，“中震可修”對應(yīng)的地震影響是（）。A.眾值烈度地震B(yǎng).基本烈度地震C.罕遇烈度地震D.預(yù)估的最大地震3.下列結(jié)構(gòu)體系中，抗側(cè)移剛度最大的是（）。A.框架結(jié)構(gòu)B.框架-剪力墻結(jié)構(gòu)C.剪力墻結(jié)構(gòu)D.筒體結(jié)構(gòu)4.場地類別劃分的主要依據(jù)是（）。A.場地土的堅硬程度和覆蓋層厚度B.地震動峰值加速度C.建筑物的重要性等級D.場地的地質(zhì)構(gòu)造5.采用底部剪力法計算多遇地震下的水平地震作用時，結(jié)構(gòu)的高寬比不宜超過（）。A.2B.3C.4D.56.框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，“強(qiáng)剪弱彎”原則的目的是（）。A.保證梁先于柱破壞B.保證節(jié)點(diǎn)先于構(gòu)件破壞C.保證構(gòu)件受剪破壞先于受彎破壞D.保證構(gòu)件受彎破壞先于受剪破壞7.下列關(guān)于地震作用的描述中，錯誤的是（）。A.水平地震作用沿高度呈倒三角形分布B.豎向地震作用僅對大跨度或長懸臂結(jié)構(gòu)有顯著影響C.樓層水平地震剪力應(yīng)滿足最小剪重比要求D.地震作用是慣性力，與結(jié)構(gòu)質(zhì)量和加速度相關(guān)8.某7度設(shè)防區(qū)多層砌體房屋，下列抗震構(gòu)造措施中不必要的是（）。A.設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱B.樓屋蓋采用裝配式預(yù)制板C.墻體交接處設(shè)置拉結(jié)鋼筋D.樓梯間四角設(shè)置構(gòu)造柱9.隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，隔震層的水平剛度應(yīng)（）。A.遠(yuǎn)大于上部結(jié)構(gòu)的水平剛度B.遠(yuǎn)小于上部結(jié)構(gòu)的水平剛度C.與上部結(jié)構(gòu)水平剛度相近D.無特殊要求10.某丙類建筑位于8度（0.2g）設(shè)防區(qū)，場地類別為Ⅱ類，其地震作用計算時，特征周期Tg應(yīng)取（）。A.0.35sB.0.40sC.0.45sD.0.55s二、填空題（每空1分，共15分）1.地震按成因可分為構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震和__________。2.建筑抗震設(shè)防分類中，學(xué)校教學(xué)樓屬于__________類建筑。3.地震影響系數(shù)α的大小與__________、__________和結(jié)構(gòu)阻尼比有關(guān)。4.框架結(jié)構(gòu)的變形以__________變形為主，剪力墻結(jié)構(gòu)的變形以__________變形為主。5.砌體結(jié)構(gòu)中，構(gòu)造柱與墻體的連接應(yīng)采用__________的方式，保證協(xié)同工作。6.結(jié)構(gòu)彈塑性層間位移角限值中，框架結(jié)構(gòu)為1/50，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)為__________。7.底部剪力法適用于高度不超過40m、以__________為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)。8.鋼筋混凝土構(gòu)件的延性系數(shù)越大，說明其__________能力越強(qiáng)。9.場地液化判別分為初步判別和__________，初步判別不滿足時需進(jìn)行__________。10.消能減震結(jié)構(gòu)中，常用的消能器有__________、粘滯消能器和摩擦消能器等。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述地震作用與風(fēng)荷載的主要區(qū)別。2.說明框架結(jié)構(gòu)“強(qiáng)柱弱梁”設(shè)計原則的意義及實現(xiàn)方法。3.對比隔震技術(shù)與消能減震技術(shù)的原理及適用場景。4.簡述多層砌體房屋的抗震驗算內(nèi)容及主要驗算指標(biāo)。5.某8度設(shè)防區(qū)的3層框架結(jié)構(gòu)，施工時發(fā)現(xiàn)底層柱混凝土強(qiáng)度等級低于設(shè)計要求（C25誤用為C20），可能引發(fā)哪些抗震安全隱患？四、計算題（共15分）某4層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，集中于各樓層的重力荷載代表值分別為：G1=G2=G3=1200kN，G4=1000kN（G1為底層，G4為頂層）。結(jié)構(gòu)基本自振周期T1=0.6s，場地類別為Ⅱ類（Tg=0.35s），8度設(shè)防（αmax=0.16）。采用底部剪力法計算多遇地震下的結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值FEk及各樓層的水平地震作用Fi（頂部附加地震作用系數(shù)δn=0.08T1+0.07=0.118）。五、案例分析題（共10分）某6層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)（丙類建筑，7度0.15g設(shè)防，場地Ⅱ類），震后檢查發(fā)現(xiàn)：2層部分框架梁出現(xiàn)跨中受彎裂縫，3層個別柱根部出現(xiàn)斜向剪切裂縫，4層填充墻與框架柱交接處大量拉裂。結(jié)合抗震設(shè)計原則，分析上述震害可能的原因，并提出改進(jìn)措施。答案一、單項選擇題1.A2.B3.D4.A5.C6.D7.A8.B9.B10.B二、填空題1.誘發(fā)地震2.重點(diǎn)（或乙類）3.地震影響系數(shù)曲線、結(jié)構(gòu)自振周期（或“場地特征周期、地震分組”）4.剪切、彎曲5.馬牙槎（或“先砌墻后澆筑構(gòu)造柱”）6.1/1007.剪切變形（或“第一振型”）8.耗散地震能量（或“延性抗震”）9.詳細(xì)判別、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗判別10.金屬屈服消能器三、簡答題1.地震作用與風(fēng)荷載的主要區(qū)別：（1）性質(zhì)不同：地震作用是慣性力，與結(jié)構(gòu)質(zhì)量和加速度相關(guān)；風(fēng)荷載是直接作用于結(jié)構(gòu)表面的動力荷載。（2）作用方向：地震作用可能沿任意水平方向或豎向，風(fēng)荷載主要為水平方向。（3）作用時間：地震作用持續(xù)時間短（幾秒至幾十秒），風(fēng)荷載持續(xù)時間長（可能數(shù)小時）。（4）動力特性：地震作用具有隨機(jī)振動特性，頻率成分復(fù)雜；風(fēng)荷載以低頻成分為主。（5）設(shè)計控制目標(biāo)：地震作用控制結(jié)構(gòu)的延性和耗能能力；風(fēng)荷載主要控制結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。2.“強(qiáng)柱弱梁”設(shè)計原則的意義及實現(xiàn)方法：意義：確保地震時梁先于柱發(fā)生塑性鉸，形成“梁鉸機(jī)制”，避免柱過早破壞導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體倒塌，提高結(jié)構(gòu)延性和抗倒塌能力。實現(xiàn)方法：（1）調(diào)整梁柱的抗彎承載力設(shè)計值，使柱端實際抗彎承載力大于梁端（考慮超強(qiáng)系數(shù)）；（2）控制柱的軸壓比，避免小偏壓脆性破壞；（3）加強(qiáng)柱端箍筋加密，提高柱的抗剪能力和延性；（4）設(shè)計時采用“強(qiáng)柱弱梁”調(diào)整系數(shù)，對柱端彎矩進(jìn)行放大。3.隔震與消能減震技術(shù)的原理及適用場景：原理：-隔震技術(shù)：通過在結(jié)構(gòu)底部設(shè)置隔震層（如疊層橡膠支座），延長結(jié)構(gòu)自振周期，避開地震動主要頻率，減少輸入上部結(jié)構(gòu)的地震能量。-消能減震技術(shù)：在結(jié)構(gòu)中設(shè)置消能器（如金屬阻尼器、粘滯阻尼器），通過消能器的變形耗散地震能量，降低主體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。適用場景：-隔震技術(shù)：適用于規(guī)則、剛度均勻的中低層建筑（如住宅、學(xué)校），場地條件較好（非軟弱土），設(shè)防烈度較高的地區(qū)。-消能減震技術(shù)：適用于高烈度區(qū)、不規(guī)則結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)或需要提高既有建筑抗震性能的加固工程。4.多層砌體房屋的抗震驗算內(nèi)容及主要指標(biāo)：驗算內(nèi)容：（1）墻體的抗震承載力驗算（包括水平地震剪力和豎向壓應(yīng)力的組合作用）；（2）樓屋蓋的水平剛度及連接驗算（確保水平地震作用的傳遞）；（3）樓梯間等易損部位的局部驗算；（4）基礎(chǔ)的抗震承載力驗算。主要指標(biāo)：（1）墻體截面平均剪應(yīng)力不超過抗剪強(qiáng)度設(shè)計值（考慮砌體強(qiáng)度、豎向壓應(yīng)力影響）；（2）樓屋蓋的水平位移限值；（3）構(gòu)造柱、圈梁等構(gòu)造措施的設(shè)置滿足規(guī)范要求。5.底層柱混凝土強(qiáng)度不足的抗震隱患：（1）柱的抗壓、抗剪承載力降低，可能導(dǎo)致柱在地震中提前發(fā)生剪切破壞或壓潰；（2）柱的延性下降（混凝土強(qiáng)度低時，箍筋對核心混凝土的約束效果減弱），耗能能力降低；（3）“強(qiáng)柱弱梁”機(jī)制失效，可能導(dǎo)致柱端先于梁端出現(xiàn)塑性鉸，形成“柱鉸機(jī)制”，引發(fā)結(jié)構(gòu)倒塌；（4）柱的軸壓比可能超限（C20混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fc=9.6N/mm2，低于C25的11.9N/mm2），增加小偏壓破壞風(fēng)險。四、計算題解：（1）計算結(jié)構(gòu)總重力荷載代表值Geq：Geq=0.85×(G1+G2+G3+G4)=0.85×(1200×3+1000)=0.85×4600=3910kN（2）計算地震影響系數(shù)α1：T1=0.6s>Tg=0.35s，且T1≤5Tg=1.75s，故α1=(Tg/T1)^γ×η2×αmaxγ=0.9（阻尼比0.05時），η2=1.0（阻尼比0.05時）α1=(0.35/0.6)^0.9×1.0×0.16≈(0.583)^0.9×0.16≈0.604×0.16≈0.0966（3）結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值FEk=α1×Geq=0.0966×3910≈378.7kN（4）計算各樓層水平地震作用Fi：頂部附加地震作用ΔF4=δn×FEk=0.118×378.7≈44.7kN各樓層的重力荷載代表值Gi與高度Hi（假設(shè)每層高度3m，H1=3m，H2=6m，H3=9m，H4=12m）∑(GjHj)=G1H1+G2H2+G3H3+G4H4=1200×3+1200×6+1200×9+1000×12=3600+7200+10800+12000=33600kN·mFi=(GiHi/∑GjHj)×(FEk-ΔF4)（i=1,2,3）F4=(G4H4/∑GjHj)×(FEk-ΔF4)+ΔF4計算各Fi：FEk-ΔF4=378.7-44.7=334kNF1=(1200×3/33600)×334=(3600/33600)×334≈0.107×334≈35.7kNF2=(1200×6/33600)×334=(7200/33600)×334≈0.214×334≈71.5kNF3=(1200×9/33600)×334=(10800/33600)×334≈0.321×334≈107.2kNF4=(1000×12/33600)×334+44.7=(12000/33600)×334+44.7≈0.357×334+44.7≈119.3+44.7=164kN驗證：F1+F2+F3+F4=35.7+71.5+107.2+164≈378.4kN（與FEk≈378.7kN誤差在允許范圍內(nèi)）五、案例分析題震害原因分析：（1）2層框架梁跨中受彎裂縫：可能因梁的抗彎承載力不足（配筋不足或混凝土強(qiáng)度不夠），或“強(qiáng)柱弱梁”設(shè)計未落實，導(dǎo)致梁過早出現(xiàn)受彎破壞。（2）3層柱根部斜向剪切裂縫：柱端抗剪承載力不足（箍筋配置不足或剪跨比過小），或“強(qiáng)剪弱彎”原則未滿足，導(dǎo)致柱發(fā)生剪切脆性破壞。（3）4層填充墻與框架柱交接處拉裂：填充墻與框架未采用柔性連接（如未留縫、未設(shè)置拉結(jié)筋或拉結(jié)筋長度不足），地震時框架與填充墻變形不協(xié)調(diào)，產(chǎn)生拉應(yīng)力破壞。