建筑結(jié)構(gòu)抗震拓展考試題庫(kù)及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列關(guān)于地震波的描述中，正確的是（）。A.縱波（P波）傳播速度最慢，引起地面上下振動(dòng)B.橫波（S波）傳播速度快于面波，引起地面水平振動(dòng)C.面波（L波）僅沿地表傳播，破壞作用最強(qiáng)D.橫波先于縱波到達(dá)地面，是地震早期預(yù)警的主要依據(jù)答案：C2.某建筑位于8度（0.2g）設(shè)防區(qū)，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，場(chǎng)地類別為II類，其特征周期Tg應(yīng)取（）。A.0.35sB.0.40sC.0.45sD.0.55s答案：B（根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010，II類場(chǎng)地第一組Tg=0.35s，但8度0.2g時(shí)需查表修正為0.40s）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)答案：D（筒體結(jié)構(gòu)通過(guò)封閉的空間受力體系形成最大抗側(cè)剛度）4.關(guān)于“強(qiáng)柱弱梁”設(shè)計(jì)原則，下列表述錯(cuò)誤的是（）。A.確保塑性鉸優(yōu)先在梁端出現(xiàn)B.柱端抗彎承載力需大于梁端抗彎承載力之和C.需考慮梁端鋼筋超配和樓板的影響D.僅適用于框架結(jié)構(gòu)，不適用于框架-剪力墻結(jié)構(gòu)答案：D（“強(qiáng)柱弱梁”是普遍原則，適用于所有以框架為抗側(cè)力體系的結(jié)構(gòu)）5.隔震結(jié)構(gòu)中，隔震層的等效阻尼比不宜超過(guò)（）。A.0.10B.0.15C.0.20D.0.30答案：C（規(guī)范規(guī)定隔震層等效阻尼比一般不超過(guò)0.20，特殊情況可放寬至0.30）6.進(jìn)行時(shí)程分析時(shí)，輸入的地震波數(shù)量不應(yīng)少于（）。A.1條B.2條C.3條D.5條答案：C（規(guī)范要求不少于2組實(shí)際記錄和1組人工模擬波，共3條）7.某3層框架結(jié)構(gòu)，設(shè)防烈度7度（0.15g），設(shè)計(jì)地震分組第二組，場(chǎng)地類別III類，其樓層最小地震剪力系數(shù)λ應(yīng)?。ǎ.0.016B.0.024C.0.032D.0.040答案：B（7度0.15g對(duì)應(yīng)λ=0.016×1.5=0.024）8.下列關(guān)于結(jié)構(gòu)延性的描述中，錯(cuò)誤的是（）。A.延性越好，結(jié)構(gòu)吸收地震能量的能力越強(qiáng)B.提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)可顯著提高延性C.框架柱的軸壓比越小，延性越好D.梁端加密箍筋可增強(qiáng)塑性鉸區(qū)的延性答案：B（提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)會(huì)增加脆性，需配合其他措施改善延性）9.抗震設(shè)計(jì)中，“小震不壞”對(duì)應(yīng)的地震超越概率為（）。A.63%（50年）B.10%（50年）C.2%-3%（50年）D.0.5%（50年）答案：A（小震為50年超越概率63%的多遇地震）10.下列建筑中，需進(jìn)行罕遇地震作用下彈塑性變形驗(yàn)算的是（）。A.高度25m的2層框架結(jié)構(gòu)（規(guī)則）B.高度60m的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)（規(guī)則）C.高度80m的部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)（不規(guī)則）D.高度40m的普通剪力墻結(jié)構(gòu)（規(guī)則）答案：C（不規(guī)則的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)需進(jìn)行彈塑性驗(yàn)算）二、填空題（每題2分，共20分）1.地震動(dòng)三要素為峰值加速度、頻譜特性和持續(xù)時(shí)間。2.建筑抗震設(shè)防類別分為特殊設(shè)防類（甲類）、重點(diǎn)設(shè)防類（乙類）、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類（丙類）和適度設(shè)防類（丁類）四類。3.框架結(jié)構(gòu)的層間彈性位移角限值為1/550，彈塑性位移角限值為1/50。4.反應(yīng)譜的形狀主要與地震動(dòng)特性和結(jié)構(gòu)阻尼比有關(guān)。5.消能減震結(jié)構(gòu)中，黏滯阻尼器的阻尼力與速度的α次方成正比（α通常取0.3-1.0）。6.砌體結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算時(shí)，需進(jìn)行墻段抗震承載力和樓層水平地震剪力分配計(jì)算。7.隔震結(jié)構(gòu)的水平向減震系數(shù)θ應(yīng)根據(jù)隔震層的位移和結(jié)構(gòu)周期延長(zhǎng)確定，一般不小于0.25。8.鋼筋混凝土柱的軸壓比計(jì)算公式為N/(fcA)（N為軸向壓力設(shè)計(jì)值，fc為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，A為柱截面面積）。9.時(shí)程分析所用地震波的峰值加速度需按多遇地震或罕遇地震的加速度時(shí)程最大值調(diào)整。10.抗震設(shè)計(jì)中，梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值，除按計(jì)算確定外，一級(jí)框架不應(yīng)小于0.5，二、三級(jí)不應(yīng)小于0.3。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述“三水準(zhǔn)”抗震設(shè)防目標(biāo)的具體內(nèi)容。答：三水準(zhǔn)目標(biāo)為“小震不壞、中震可修、大震不倒”。（1）小震（多遇地震）：50年超越概率63%的地震，結(jié)構(gòu)處于彈性階段，無(wú)損壞或輕微損壞，無(wú)需修復(fù)可繼續(xù)使用；（2）中震（設(shè)防地震）：50年超越概率10%的地震，結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段，損壞可修復(fù)，經(jīng)一般性修理后可恢復(fù)使用；（3）大震（罕遇地震）：50年超越概率2%-3%的地震，結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞但不倒塌，確保生命安全。2.說(shuō)明框架結(jié)構(gòu)“強(qiáng)剪弱彎”設(shè)計(jì)原則的意義及實(shí)現(xiàn)方法。答：意義：避免梁、柱在抗彎屈服前發(fā)生剪切破壞（脆性破壞），確保結(jié)構(gòu)以延性較好的彎曲破壞形式耗散地震能量。實(shí)現(xiàn)方法：（1）按“強(qiáng)剪弱彎”調(diào)整梁柱端的剪力設(shè)計(jì)值，即V=ηvb(Mb左+Mb右)/ln+VGb（梁）或V=ηvc(Mc上+Mc下)/Hn（柱）；（2）限制剪壓比（V/(βcfcbh0)≤[ν]），防止剪壓破壞；（3）加密箍筋間距，設(shè)置復(fù)合箍筋，提高抗剪承載力和延性。3.對(duì)比隔震結(jié)構(gòu)與消能減震結(jié)構(gòu)的工作原理及適用場(chǎng)景。答：工作原理：（1）隔震結(jié)構(gòu)：通過(guò)隔震層（如疊層橡膠支座）延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)周期，避開(kāi)地震動(dòng)的主要能量頻段，同時(shí)利用隔震支座的阻尼耗散能量，減少上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)；（2）消能減震結(jié)構(gòu)：在結(jié)構(gòu)中設(shè)置消能器（如黏滯阻尼器、金屬阻尼器），地震時(shí)消能器率先進(jìn)入非線性狀態(tài)，通過(guò)剪切、拉伸或彎曲變形耗散能量，保護(hù)主體結(jié)構(gòu)。適用場(chǎng)景：（1）隔震結(jié)構(gòu)適用于規(guī)則、高度較低（一般≤50m）的建筑，如學(xué)校、醫(yī)院等重要公共建筑；（2）消能減震結(jié)構(gòu)適用于不規(guī)則結(jié)構(gòu)、大跨結(jié)構(gòu)或需要提高抗震性能的既有建筑加固。4.簡(jiǎn)述時(shí)程分析法的主要步驟及注意事項(xiàng)。答：步驟：（1）選擇輸入地震波（不少于2組實(shí)際記錄+1組人工波）；（2）調(diào)整地震波峰值加速度至規(guī)范規(guī)定值（多遇或罕遇）；（3）建立結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析模型（考慮質(zhì)量、剛度、阻尼）；（4）進(jìn)行時(shí)程積分計(jì)算，得到結(jié)構(gòu)的位移、速度、加速度時(shí)程響應(yīng)；（5）對(duì)比時(shí)程分析結(jié)果與反應(yīng)譜法結(jié)果，取包絡(luò)值作為設(shè)計(jì)依據(jù)。注意事項(xiàng)：（1）地震波的頻譜特性應(yīng)與場(chǎng)地類別匹配（如II類場(chǎng)地選II類譜波）；（2）結(jié)構(gòu)模型需準(zhǔn)確反映實(shí)際剛度（如考慮填充墻的影響）；（3）阻尼比取值需符合規(guī)范（鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一般取5%）；（4）時(shí)程分析結(jié)果的平均值應(yīng)不小于反應(yīng)譜法結(jié)果的80%。5.說(shuō)明砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中“構(gòu)造柱+圈梁”體系的作用。答：作用包括：（1）約束砌體墻段，提高墻體的抗剪承載力和延性，延緩裂縫擴(kuò)展；（2）圈梁與構(gòu)造柱形成“弱框架”，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性，防止局部倒塌；（3）限制墻體的出平面位移，避免外閃破壞；（4）在地震中作為傳力構(gòu)件，將墻體的地震剪力傳遞至基礎(chǔ)，減少應(yīng)力集中。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.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，總高度H=16m（每層4m），設(shè)防烈度8度（0.2g），設(shè)計(jì)地震分組第一組，場(chǎng)地類別II類（Tg=0.40s），結(jié)構(gòu)基本周期T1=0.6s，阻尼比ζ=0.05。采用底部剪力法計(jì)算結(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）。解：（1）計(jì)算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載Geq=0.85∑Gi=0.85×(1200×3+1000)=0.85×4600=3910kN；（2）計(jì)算地震影響系數(shù)α1：由T1=0.6s＞Tg=0.40s，且T1≤5Tg=2.0s，故α1=(Tg/T1)^γ×η2×αmax；γ=0.9+(0.05-ζ)/(0.5+5ζ)=0.9+0/0.75=0.9（ζ=0.05）；η2=1+(0.05-ζ)/(0.08+1.6ζ)=1+0/0.16=1；αmax=0.16（8度0.2g）；故α1=(0.40/0.60)^0.9×1×0.16≈0.816×0.16≈0.1306；（3）總水平地震作用FEk=α1×Geq=0.1306×3910≈509.6kN；（4）頂部附加地震作用ΔF4=δn×FEk=0.118×509.6≈59.9kN；（5）各樓層水平地震作用Fi=Gi×Hi×(FEk-ΔF4)/∑GjHj（i=1,2,3），F(xiàn)4=G4×H4×(FEk-ΔF4)/∑GjHj+ΔF4；計(jì)算∑GjHj=1200×4+1200×8+1200×12+1000×16=4800+9600+14400+16000=44800kN·m；F1=1200×4×(509.6-59.9)/44800=4800×449.7/44800≈48.2kN；F2=1200×8×449.7/44800=9600×449.7/44800≈96.4kN；F3=1200×12×449.7/44800=14400×449.7/44800≈144.6kN；F4=1000×16×449.7/44800+59.9=16000×449.7/44800+59.9≈160.6+59.9≈220.5kN；驗(yàn)證：48.2+96.4+144.6+220.5≈509.7kN≈FEk，計(jì)算正確。五、論述題（20分）結(jié)合工程實(shí)例，論述超限高層建筑抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)。答：超限高層建筑通常指超過(guò)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》適用高度、規(guī)則性指標(biāo)或存在特殊結(jié)構(gòu)形式（如轉(zhuǎn)換層、加強(qiáng)層、連體結(jié)構(gòu)等）的建筑，其抗震設(shè)計(jì)需重點(diǎn)關(guān)注以下技術(shù)要點(diǎn)：1.性能化設(shè)計(jì)：傳統(tǒng)“小震不壞、大震不倒”的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)難以滿足超限結(jié)構(gòu)的安全需求，需采用性能化設(shè)計(jì)。例如某280m超高層框架-核心筒結(jié)構(gòu)（超過(guò)規(guī)范最大適用高度250m），通過(guò)設(shè)定“小震彈性、中震不屈服、大震彈塑性層間位移角≤1/100”的性能目標(biāo)，針對(duì)性地提高關(guān)鍵構(gòu)件（如核心筒底部加強(qiáng)區(qū)、轉(zhuǎn)換梁）的承載力和延性。2.多遇地震下的彈性分析：需采用至少兩種不同力學(xué)模型（如空間桿系-薄壁柱模型、殼元模型）進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，確保剛度和內(nèi)力分布合理。例如某帶連體的超限結(jié)構(gòu)，通過(guò)ETABS和MIDAS軟件對(duì)比，發(fā)現(xiàn)連體桁架與主體結(jié)構(gòu)連接部位存在應(yīng)力集中，需局部加強(qiáng)桁架腹桿的截面和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。3.罕遇地震下的彈塑性分析：采用動(dòng)力時(shí)程分析或靜力彈塑性分析（Pushover）評(píng)估結(jié)構(gòu)的變形能力和破壞機(jī)制。例如某高位轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，Pushover分析顯示轉(zhuǎn)換層上一層框架柱率先屈服，通過(guò)增大該層柱截面、降低軸壓比（由0.8調(diào)整至0.6），使塑性鉸轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)換梁端，符合“強(qiáng)柱弱梁”原則。4.關(guān)鍵部位的加強(qiáng)措施：（1）轉(zhuǎn)換層：采用型鋼混凝土轉(zhuǎn)換梁（如某工程將普通混凝土梁改為含鋼率5%的型鋼梁），提高抗剪和抗裂性能；（2）加強(qiáng)層：設(shè)置伸臂桁架+環(huán)帶桁架，減少核心筒與外