20##年建筑结构抗震大作业
一. 单项选择题（每题1分，20题，共20分）
1. 为保证结构“小震不坏”，要求结构具有（ B ）。
A. 较大的初始刚度 B. 较高的截面承载能力
C. 较好的延性 D. 较小的自振周期
2. 建筑抗震设计的第二阶段设计是指（ A ）。
A. 大震作用下弹塑性变形验算 B. 小震弹性作用下承载力计算
C. 小震弹性作用下变形验算 D. 中震弹塑性作用下承载力计算
3. 关于地震震级和地震烈度，下列说法正确的是（ C ）。
A. 两者都是表达地震发生时能量的大小
B. 一次地震只有一个震级一个烈度
C. 一次地震只有一个震级，但不同地区的地震烈度不同
D. 震级表达地震时建筑物的破坏程度，烈度表达地震释放的能量大小
4. 对于丙类建筑，下列说法正确的是（ A ）。
A. 地震作用和抗震措施均按本地区的设防烈度采用
B. 地震作用和抗震措施均按本地区的设防烈度提高一度采用
C. 地震作用应符合本地区的抗震设防烈度要求，抗震措施，当设防烈度为6~8度时，应符合本地区的设防烈度提高一度的要求
D. 地震作用应高于本地区的抗震设防烈度要求，抗震措施，当设防烈度为6~8度时，应符合本地区的设防烈度提高一度的要求
5. 位于坚硬场地上，震害较重的建筑物是（ B ）。
A. 柔性建筑物 B. 刚性建筑物
C. 多高层框架 D. 超高层结构
6. 底部剪力法中关于附加地震作用的计算，下列说法中正确的是（ B ）。
A. 所有结构都需要考虑附加地震作用
B. 多层砌体房屋一般不考虑附加地震作用
C. 如屋顶有突出建筑时，附加地震作用应加到该突出建筑上
D. 附加地震作用均匀分配到结构各层
7. 关于竖向地震作用，下列说法正确的是（ C ）。
A. 所有的结构，在抗震区都应考虑竖向地震作用
B. 内力组合时，竖向地震作用和水平地震作用可以同时考虑
C. 大跨度结构和水平长悬臂结构均以竖向地震作用为主要地震作用
D. 竖向地震作用取结构重力荷载代表值的15%
8. 关于主振型，下列说法中错误的（ C ）。
A. 体系有多少个自由度就有多少个主振型
B. 主振型反映的是结构在振动过程中两质点的位移比值始终保持不变
C. 主振型不是体系的固有特性，是经常变化的
D. 主振型具有正交性
9. 下列关于结构的延性说法正确的是（ C ）。
A. 结构的延性越好，意味着结构的承载力越大
B. 结构的延性越好，意味着结构地震时受到的地震作用越小
C. 结构的延性越好，意味着结构的吸收和耗散地震能力强
D. 结构的延性和结构的抗震性能没有多大关系
10．结构的地震反应和下列哪个因素无关（ C ）。
A．结构自振周期 B．结构的阻尼
C．结构的抗震等级 D．地震的震级
11.根据抗震规范GB50011-2010，下列情况中（ D ）不属于建筑平面不规则的类型。
A．扭转不规则 B．凹凸不规则
C．楼板局部不连续 D．楼板有洞口
12. 根据抗震规范GB50011-2010，下列建筑中属于结构竖向不规则的是（ D ）。
A．有较大的楼层错层
B．某层的侧向刚度小于相邻上一楼层的75%
C．楼板的尺寸和平面刚度急剧变换
D．某层的受剪承载力小于相邻上一层的80%
13.对于多层钢筋混凝土房屋防震缝的设置，下列说法错误的是（ B ）。
A. 宜尽量争取不设防震缝；
B. 体型复杂的建筑，必须设置防震缝
C. 设置防震缝与否根据实际需要而定
D. 设置防震缝时，应将建筑分成规则结构的单元
14. 某八层框架结构，层高3.6m，室内地面标高正负0，室外地面标高-0.50m，基础顶标高为-1.0m，顶层屋面板标高+28.8m，上有局部突出电梯间机房，顶面标高+31.5m，该房屋位于II类场地，7度设防。根据抗震规范GB50011-2010，该结构的抗震等级为（ B ）。
A. 一级 B. 二级 C. 三级 D. 四级
15.水平地震作用下的框架内力分析，手算时通常采用（ A ）法。
A. D值法 B. 反弯点法 C. 分层法 D. 弯距分配法
16. 考虑内力塑性重分布，可对框架结构的梁端负弯矩进行调幅。下列表述正确的是（ B ）。
A．梁端塑性调幅应对水平地震作用产生的负弯矩进行
B．梁端塑性调幅应对竖向荷载作用产生的负弯矩进行
C．梁端塑性调幅应对内力组合后的负弯矩进行
D．梁端塑性调幅应只对竖向恒荷载作用产生的负弯矩进行。
17. 对于需要进行罕遇地震作用下薄弱层验算的框架结构，当其楼层屈服强度系数沿高度分布均匀时，结构薄弱层一般位于（ D ）。
A.最顶层 B.中间楼层 C.第二层 D.底层
18. 多层砌体房屋，楼层地震剪力在各墙体之间的分配，说法正确的是（ C ）。
A. 根据墙体的抗侧刚度分配 B. 根据楼盖的水平刚度分配
C. 和墙体的抗侧刚度、楼盖的水平刚度均有关 D. 无法确定
19. 根据抗震规范GB50011-2010，钢筋混凝土框架结构在7度抗震设防区的最大适用高度为（ B ）米。
A．60 B. 50 C. 40 D. 35
20. 地基土抗震承载力（ A ）地基土静承载力。
A．高于 B. 等于 C. 小于 D. 不一定高于
二. 填空题（每题2分，5题，共10分）
1. 某4层框架，各层恒载500kN，屋面活载50 kN，屋面雪荷载30 kN，各层楼面活载300 kN，则该框架总的重力荷载代表值为（ 2465 ）kN。
2. 水平地震作用效应的内力组合系数取为（ 1.4 ）。
3. 框架结构的层间弹塑性侧移角限值为（ 1/50 ）。
4. 墙段的层间抗侧力等效刚度，当高宽比大于（ 4 ）时可不考虑其刚度。
5. 砌体结构墙体截面抗震承载力调整系数γRE，对两端均有构造柱的抗震墙γRE取（ 0.9 ）。
三．问答题（50分）
1. 为什么工程抗震问题不能完全依赖于“计算设计”解决，还需要进行“概念设计”？概念设计主要包括哪些方面。（10分）
答：地震是一种随机震动,有难于把握的复杂性和不确定性,要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数,目前尚难做到。在结构分析方面,由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效等多种因素,也存在着不准确性。因此,工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决。应立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，从“概念设计”的角度着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏过程，灵活运用抗震设计准则，全面合理地解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置上的大原则，又顾及到关键部位的细节构造，从根本上提高结构的抗震能力。
概念设计主要包括以下方面：
1.选择有利场地。
2.采用合理的建筑平立面。
3.选择合理的结构形式。
4.提高结构的延性。
5.确保结构的整体性。结构的整体性是保证结构各个部分在地震作用下协调工作的重要条件，确保结构的整体性是抗震概念设计的重要内容。
2. 影响场地土液化的因素有哪些？（10分）
答：影响场地土液化的因素有：
（1）土层的地质年代和组成
（2）土层的相对密度
（3）土层的埋深和地下水位的深度
（4）地震烈度和地震持续时间
3. 哪些建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算？为什么？（10分）
（提示：请根据最新抗震规范（GB50011-2010），课件上的表述已经过时。）
答：下列建筑可不进行天然土耳其及基础的抗震承载力验算：
1、规范（GB50011-2010）规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。
2、地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的下列建筑：
1）一般的单层厂房和单层空旷房屋；
2）砌体房屋；
3）不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架－抗震墙房屋；
4）基础花卉与3）项相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙房屋；
注：软弱黏性土层指7度、8度和9度时，地基承载力特征值分别小于80、100和120kPa的土层。
4. 提高钢筋混凝土柱延性的措施有哪些？（10分）
答：1、柱的截面形状，框架柱的截面形状,将直接影响框架柱截面界限破坏时钢筋和混凝土内应力应变的分布,还将严重影响混凝土受压边缘的极限压应变,为了保证框架柱有足够的延性,框架柱的截面尺寸必须在两个主轴方向的刚度相差不宜太大,矩形柱截面长宽比不宜超过1：1.5,柱的净高与截面高度h之比不宜小于4。
2、提高框架柱的材料性能
改善框架柱材料性能的一种方法是直接采用高强高性能混凝土,改善框架柱材料性能的另一种方法是采用钢纤维混凝土,即在普通混凝土中掺入钢纤维,使得混凝土的材料特性向钢材靠拢,可以有效地改善混凝土柱的延性。
3、使用复合螺旋箍筋
高层建筑框架柱的抗剪能力是应该满足剪压比限值和“强剪弱弯”要求的,柱端的抗弯承载力也是应该满足“强柱弱梁”要求的。使用复合螺旋箍筋来提高柱子的抗剪承载力,改善对混凝土的约束作用,能够达到提高构件抗震性能的目的。
4、合理布置纵向钢筋的配筋率。
5、限制轴压比。轴压比指框架柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土抗压强度设计值乘积之比值。通过限制框架柱轴压比,保证框架柱有足够的变形能力,使钢筋混凝土框架柱在地震作用下不致发生脆性破坏,继而保证框架柱“坏而不倒”
6、提高框架混凝土柱的抗压承载力。为了提高框架柱的受压承载力,以减小框架柱的截面尺寸而提高框架柱的剪跨比。
7、采用分体柱。人为削弱抗弯强度的方法,可以在柱中沿竖向设缝将短柱分为2个或4个柱肢组成的分体柱,分体柱的各柱肢分开配筋。在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键,以增强它的初期刚度和后期耗能能力。
8、减轻建筑物的恒载。采用轻质高强结构材料及轻质填充墙材料,是减轻结构自重,降低钢筋混凝土框架柱轴压比的有效方法。
5. 请通过网络搜索和文献查阅等方式了解汶川地震情况，总结汶川地震中砖混结构的主要震害，以及砖混结构抗震设计宜采取的抗震措施。（20分）
答：
一、汶川地震中砖混结构的主要震害，
通过对汶川大地震青川县城的震害调查发现:经过正规抗震设计的钢筋混凝土框架结构所受地震损伤较轻,而且损伤主要是填充墙,表明按现行“建筑抗震设计规范”设计的钢筋混凝土框架建筑具有较好的抗震性能。而建造时间较早,没有经过正规考虑抗震设计的砖砌建筑破坏和倒塌严重。从中国地震局地震现场应急工作队对整个灾区的损失评估报告分析表可知:砖混结构破坏比框架结构更加严重
1、结构体系和布置不佳的建筑震害严重
地震震害调查表明,采用纵墙承重的多层砖混结构的房屋,因横向支承少,纵墙极易受平面外弯曲破坏而导致结构倒塌。汶川地震中一些学校采用横墙承重砖混结构,楼屋盖采用预制空心板,它是刚度低于框架结构的一种半刚性结构体系,教室的空间跨度大,横波来的时候,跨度大的结构更容易垮塌。因此,在设计上要优先采用横纵墙共同承重的结构布置方案。
2、墙体的震害
砖混结构的墙体既是围护构件又是承重构件,其除了承受自重外,还要承受上面传来的竖向荷载和横向水平荷载。砖混结构墙体的破坏部位和形式,与砖墙的布置、砌体强度和房屋构造等因素有密切关系。在本次地震中,破坏最多、最严重的墙体主要为山墙,大多数山墙呈X形开裂。山墙在一层、二层、三层最为严重,甚至有些山墙倒塌。同时,在纵墙端部、纵墙中部、内横墙和楼梯间墙均有破坏,破坏形式以裂缝为主,裂缝的形式有:1)斜裂缝。包括45°斜裂缝、“八”字形裂缝和“X”形裂缝等典型裂缝。2)竖向裂缝。出现在混凝土构造柱与墙体之间,或者在应力集中较严重的纵横墙交接处。3)水平裂缝。一般只出现在墙体与圈梁或门窗过梁的交界处。
3、女儿墙和水箱结构
屋面女儿墙由于是单片墙,侧向无约束,稳定性差,又受到鞭梢效应影响,在历次地震中都出现明显的震害。灾区大量多层砌体房屋女儿墙未设置构造柱、压顶梁或构造柱设置较少,在地震中部分房屋出现倒塌或严重破坏或轻微破坏。砖混结构顶部局部凸出部位,特别是水箱结构,在强烈地震中遭受较为严重的破坏,有的水箱底部架立结构全部断裂。楼顶楼梯间四面墙体不同程度开裂,在一些未加设构造柱的楼梯间则全部毁坏。
4、圏梁各构造柱
构造柱对墙体的抗开裂强度无明显的提高,但对墙体的抗剪强度可提高约10%～30%。提高幅度与墙体高宽比、竖向压力和开洞情况有关。但是直至破坏,构造柱始终能与墙体结合在一起共同工作,对加强结构的整体性效果很好。圈梁形同一个箍紧楼、屋盖的水平横箍,连同构造柱一起,加强了楼屋盖、墙体的整体性、稳定性,约束墙体裂缝的开展,使之有较高的变形能力,有效地提高了房屋的抗震性能
砖混结构抗震设计宜采取的抗震措施。
1）合理确定墙体的主要承重体系,结构布置应优先选用横墙承重和纵横墙共同承重的方案,纵横墙的布置应均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续,同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。
2）采取抗震设计构造措施,在多层砖混结构房屋中设置钢筋混凝土构造柱是一项非常有效的抗震措施。构造柱不但使砌体结构房屋承受变形的性能大为改善,而且使已开裂墙体的位移受到限制,从而提高房屋的抗震性能。设置钢筋混凝土圈梁可以加强多层砖房纵横向各墙体间的连接,增强房屋的整体性和刚度。
3）为了防止墙体破坏,应该严格按GB5020322002砌体工程施工质量验收规范施工,并且注意墙角和纵横墙交接处连接。
4）尽量少用或不用预制楼板和预制楼梯，楼盖、屋盖构件具有足够的搭接长度和可靠的连接
5）多层砖混结构女儿墙应设置构造柱和压顶梁。
6）采用同一类型的基础
四．计算题（20分）
某三层框架结构，底层层高为3.6米，第二、三层层高为3米；第一、二、三层的总侧移刚度D1、D2和D3分别为20##、1800、1600kN/mm；各层重力荷载代表值为：G1=1800kN， G2=1600kN，G3=1200kN。已知结构的基本自振周期为0.4 s，场地特征周期Tg=0.25s，地震设防烈度为7度，设计基本加速度为0.10 g，试计算该结构在水平地震作用下的顶点位移。
答：采用底部剪力法
先依据地震设防烈度查一下表，得到水平地震影响系数最大值0.08（多遇地震）
因为0.433>1.4Tg=0.35 。利用地震影响反应谱曲线，计算出水平地震作用影响系数，
总的水平地震作用
Fek=0.05×0.85×（1800+1600+1200)=195.5KN
由于T1>1.4Tg
所以需要对顶部剪力进行修正，修正系数为
0.08×0.433+0.07=0.105
f=195.5×0.105=20.5KN
第一层水平地震作用力为：
第二层：
第三层：
第一层剪力195.5KN
第二层剪力152.47KN
第三层剪力68.85KN
U=0.0978+0.0847+0.0418=0.224mm
第二篇：建筑抗震结构大作业20xx年下
20##年建筑结构抗震大作业
一、填空题（每题2分，共20分）
1. 地震按其成因主要分为三类：火山地震、塌陷地震和（ ）地震，其中（ ）地震破坏性大、发生频繁、影响面广，约占破坏性地震总量的95%以上。
2．我国抗震设防的目标是：小震不坏，中震（ ），大震（ ）。
3．根据建筑物的重要性，按其受地震破坏时产生的后果，《抗震规范》将建筑分为（ ）类，大量的一般工业与民用建筑属于（ ）类建筑。
4. 通常根据（ ）来划分液化等级，其值越大，建筑物的液化震害就越（ ）。
5．在振型分解法中，各平动振型产生的地震作用效应可近似地采用（ ）的方法进行组合。
6. 内力组合时，若仅考虑水平或竖向地震作用，则地震作用效应的分项系数取（ ）。
7. 建筑物的高宽比值愈大，地震作用下的侧移愈（ ），地震引起的倾覆作用愈（ ）。
8. 对于突出屋面的屋顶间(电梯间、水箱间等)、女儿墙、烟囱等小塔楼建筑，因其“鞭端效应”，采用底部剪力法算得塔楼的地震作用偏（ ），因此《抗震规范》规定，对此处地震作用效应，宜乘以增大系数（ ）。
9. 现浇框架弯矩调幅系数β可以取（ ））。梁端负弯距减小后，应按平衡条件计算调幅后的跨中弯距，且调幅后的跨中弯距不应小于简支情况跨中弯距的（ ）。
10. 多层砌体房屋在水平地震作用下的变形以（ ）变形为主。
二、名词解释（每题5分，共20分）
1. 抗震设防烈度
2. 轴压比
3. 液化
4. 地震影响系数
三．问答题（每题10分，共40分）
1.什么是“概念设计”？概念设计有什么意义？
2. 什么是二阶段设计方法？
3．简述加强多层砖房结构抗变形能力和抗倒塌能力的构造措施主要有哪些。
4. 框架结构的合理屈服机制是在梁上出现塑性铰，避免或减少柱端出现塑性铰，抗震设计时是如何实现这一点的？
四．计算题（20分）
某三层框架结构，底层层高为5米，第二、三层层高为3米；第一、二、三层的总侧移刚度D1、D2和D3分别为1800、1200、600kN/mm；各层重力荷载代表值为：G1=2000kN， G2=1500kN，G3=1000kN。已知结构的基本自振周期为0.433s，场地特征周期Tg=0.25s，地震设防烈度为7度，设计基本加速度为0.10g，试计算该结构在水平地震作用下的顶点位移。