竖向地震作用简化为荷载作用计算方法
建筑结构抗震复习题带答案
建筑结构抗震复习题一、判断题1.振型分解反应谱法既适用于弹性体系，也可用于弹塑性体系X2.结构的刚心就是地箴惯性力合力作用点的位置X3.受压构件的位移延性将随轴压比的增加而减小V4.结构的重力荷载代表值等于竖向荷载加上各可变荷载组合值。
X5.箴源到震屮的垂直距离称为震中距。
X6.对应于一次地震，震级只有一个，烈度也只有一个。
X7.横波一般周期较长，振幅较大，引起地面水平方向的运动。
J8.采用底部剪力法时，突出屋而的屋顶件，由于刚度突变、质量突变，英地震作用的效应乘以增大系数3,此增大部分应向下传递。
X9.采用底部剪力法时，突岀屋而的屋顶件，由于刚度突变、质量突变，英地震作用的效应乘以增大系数3,此增大部分应向下传递。
X10•地震波的传播速度，以横波最快，面波次之，纵波最慢。
X11.横波只能在固态物质屮传播丿12.设防烈度为8度和9度的高层建筑应考虑竖向地震作用X13.众值烈度比基本烈度小1.55度，罕遇烈度比基本烈度大1.55度X14在进行抗丧设计时，结构平而凹进的一侧尺寸为其相应宽度的20%时，认为是规则的J15.地震波的传播速度，以横波最快，而波次之，纵波最慢.X16.在同等场地、烈度条件下，钢结构房屋的震害较钢筋混凝上结构房屋的丧害要严重。
X17.钢筋混凝上框架柱的轴压比越大，抗震性能越好。
X18.场地特征周期与场地类别和地震分组有关。
X19.受压构件的位移延性将随轴压比的增加而减小。
V20.选择结构的自振周期应尽可能接近场地卓越周期。
X21.根据液化指数，将液化等级分为三个等级。
J22.质疑和刚度明显不对称、不均匀的结构，应考虑水平地箴作用的扭转影响23.地震作用对软土的承载力彫响较小，丄越软，在地震作用下的变形就越小。
X24.结构的重力荷载代表值等于竖向荷载加上各可变荷载组合值。
X25.采用底部剪力法时，突岀屋而的屋顶件，由于刚度突变、质量突变，其地震作用的效应乘以增大系数3,此增大部分应向下传递。
结构抗震试题
1、什么是地震震级？什么是地震烈度？什么是抗震设防烈度？答：震级表示一次地震释放能量的多少，也是表示地震强度大小的指标。
地震烈度指地震时某一地区的地面和各类建筑物遭受到一次地震影响的强弱程度。
抗震设防烈度是一个地区作为抗震设防依据的地震烈度。
2、什么是设计基本地震加速度？什么是地震动峰值加速度？答：设计基本加速度值是指50 年设计基准期超越概率为10%的地震加速度的设计取值。
地震动峰值加速度是指与加速度反应谱最大值相应的水平加速度3、场地土液化产生的震害有哪些？答：场地土的液化不仅能够引起地面喷水冒砂、地基不均匀沉陷和地裂滑坡等地面震害，而且也能够造成建筑物墙体开裂、倾覆甚至翻倒和不均匀下沉等一系列破坏。
4、什么是地震作用效应？什么是地震反应？答：结构的地震作用效应指地震作用在结构中所产生的内力和变形，主要有弯矩、剪力和轴向力、位移等。
结构的地震反应指地震引起的结构振动，它包括地震在结构中引起的速度、加速度、位移和内力等。
5、什么是地震系数、动力系数、地震影响系数？答：地震系数表示地面运动的最大加速度与重力加速度之比。
动力系数指单质点最大绝对加速度与地面最大加速度的比值。
地震影响系数是指单质点弹性体系上的水平地震力与结构重力之比。
（或质点绝对最大加速度与重力加速度的比值）6、简述底部剪力法的适用条件及基本原理.?答：适用条件：高度不超过40 米，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构。
基本原理是先计算出作用于结构的总水平地震作用，也就是作用于结构底部的剪力，然后将此总水平地震作用按照一定的规律再分配给各个质点。
7、砖房的震害大体分为哪几种？答：砖房的震害大体分为：房屋倒塌；墙体裂缝、破坏；纵、横墙连接破坏；楼盖与屋盖破坏；附属构件破坏等。
8、钢筋混凝土构造柱其功能和作用有哪些?答：（1）砌体的抗剪强度可提高10%~30%左右，提高幅度与墙体高宽比、竖向压力和开洞情况有关；（2）其作用主要是对砌体起约束作用，提高其变形能力；（3）设置在震害较重、连接构件比较薄弱和易于应力集中的部位的构造柱可起到减轻震害的作用。
高层建筑结构设计水平地震作用
水平荷载与结构计算简化原则
第二节 地震作用
一、特点
地震时，地震波产生地面运动，通过房屋基础使上部结构产生振动， 这就是地震作用。地震作用使结构产生的运动称为地震反应，包括位移、 速度、与加速度，加速度将使结构产生惯性力，过大的惯性力将会影响 结构的正常使用，甚至造成结构的破坏。 地震波使建筑房屋产生竖向振动和水平振动，一般对房屋的破坏主要 由水平振动造成。设计中主要考虑水平地震作用，只有震中附近的高烈 度区域才考虑竖向地震作用。 地震动三要素： 1、强度：反应地震波的幅值，烈度大，强度大。 2、频谱：反应地震波的波形，1962年墨西哥地震时，墨西哥市a=0.05g， 但由于地震卓越周期与结构接近，从而破坏严重。 3、持时：反应地震波的持续时间，短则对结构影响不大。
动速度和位移可能对结构的破坏具有更大影响，但振型反应谱法或底部剪力尚无 法对此作出估计。出于结构安全的考虑，《高层规程》规定了结构各楼层水平地 震剪力最小值的要求，给出了不同烈度下的楼层地震剪力系数（即剪重比），结 构的水平地震作用效应应据此进行相应的调整。 水平地震作用计算时，结构各楼层对应于地震作用标准值的剪力应符合下式要 求：
1、计算范围： 水平地震作用：
• 6度区 （除甲类建筑和IV类场地上的较高房屋
外）可不算 • 7-9度区 （除可不进行上部结构抗震验算的房 屋外）均算
竖向地震作用：
•8、9度大跨度结构和长悬臂结构 •9度的高层建筑
2、水平地震作用的计算原则： – 一般正交布置抗侧力构件的结构，可沿纵横主轴方向分别计算 – 斜交布置抗侧力构件的结构，宜按平行于抗侧力构件方向计算 – 质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应考虑水平地震作用的 扭转影响
5、动力时程分析法
地震荷载计算
地震荷载计算地震荷载组合，一般是在正常荷载组合中加入建筑物自重和其上荷重所产生的地震惯性力、地震动土（含坝前淤积物）压力和动水（含内水）压力（含扬压力）。
高寒区冬季强震的复核尚应考虑冰的地震推力。
砌石坝地震荷载应包括坝体地震惯性力和地震动水压力。
可参照规范SL203的规定计算确定。
10.3.2 复核的地震作用标准是，除重大工程按本导则10.1.4－1规定的概率水准，由专门的地震危险性分析确定水平向地震加速度a h外，其余的按J c为7、8、9度，应依次取a h值为0.1g、0.2g、0.4g；取竖向地震加速度值为（2/3）a h。
在动力法中，地震加速度反应谱随场地类别及其振动特征周期、结构自振周期等的不同应按规范SL203的规定，确定反应谱最大值及下限值；按该规范4.5节对不同建筑物选取相应的阻尼比值。
地震作用的方向，一般情况下可只考虑水平向分量；拱坝、闸墩、闸顶机架、水塔及两个主轴方向刚度接近的混凝土结构，还应计及两个主轴方向或顺河及横河两个水平向分量；地震烈度8、9度的1、2级大坝，还应同时计入竖向地震作用分量。
地震作用效应的确定可采用拟静力法确定各点的惯性力，或采用振型分解反应谱法。
若有多条该坝实测地震记录，或有类似地震地质条件下的实测地震记录，也可采用振型分解时程分析法等动力法，按照规范SL203规定，结合各类建筑物的具体规定分别确定其地震作用效应。
一般情况下，作抗震计算时的上游水位可采用正常蓄水位；多年调节水库经论证后，可采用低于正常蓄水位的坝前水位。
土石坝应根据运用条件选用对上游坡抗震稳定最不利的常遇水位进行抗震计算；坝内流网可按相应水位的稳定渗流考虑；若需考虑库水位骤降的抗震稳定，应将地震作用和常遇的库水位降落幅值相组合。
重要的拱坝和水闸，其抗震强度计算，宜补充地震作用和常遇低水位组合的验算。
土石坝（面板坝除外）可不计地震动水压力，在土石坝动力法有效应力分析、液化分析及混凝土结构或基岩断裂区的动力分析等计算中，都必须计算孔隙压力或扬压力，必要时，应考虑孔隙压力的增长、扩散和消散。
地震作用的计算和抗震验算
17.7.2
单质点体系的地震作用
今以任一微分脉冲作用进行讨论，设它 在t=τ－dτ时开始作用，作用时间为 x dτ，则冲量大小为 g (t )d 动量增量为 mx( ) 从动量定理，得
g (t )d x
由通解式可求得当τ－dτ时，作用 一个 g (t )d 微分脉冲的位移反应为 x ( ) x ( t ) g dx( ) e sin ' (t )d 地震作用下的质点位移分析 ' 将所有微分脉冲作用后产生的自由振动叠加，得总位移反应
质点相对于地面的最大加速度反应为
10
17.7.2
单质点体系的地震作用
地震反应谱：主要反映地面运动的特性 最大相对位移 最大相对速度 最大加速度 最大反应之间的关系 在阻尼比、地面运动确定后，最大反应只是结构周期的函数。 单自由度体系在给定的地震作用下某个最大反应与体系自振周 期的关系曲线称为该反应的地震反应谱。
h=5m
地震影响系数最大值（阻尼比为0.05） （2）求水平地震影响系数
地震影响 烈度
6 0.04 ----7 0.08(0.12) 0.50(0.72) 8 0.16(0.24) 0.90(1.20) 9 0.32 1.40
查表确定
多遇地震 罕遇地震
22
17.7.2
单质点体系的地震作用
例：单层单跨框架。屋盖刚度为无穷大，质量集中于屋 盖处。已知设防烈度为8度，设计地震分组为二组，Ⅰ类 场地；屋盖处的重力荷载代表值G=700kN，框架柱线刚 度 ,阻尼比为0.05。试求该结构多 遇地震时的水平地震作用。 解： （1）求结构体系的自振周期 （2）求水平地震影响系数 查表确定
地震特征周期分组的特征周期值（s）
建筑结构抗震设计与实例第5章
3) 质量和刚度明显不对称的结构，应考虑双向水平 地震作用下的扭转影响。其他情况，可以采用调 整地震作用效应的方法计入扭转影响；
4) 不同方向抗侧力结构的共同构件，应考虑双向水 平地震作用的影响。
5) 8度和9度的大跨度结构、长悬臂结构及9度时的 高层建筑，应考虑竖向地震作用。
8度Ⅲ、Ⅳ场地
＞80
9度
＞60
表5.2 地震9度
多遇地震
18
35
70
（55） （110） 140
罕遇地震
—
220 400 （310） （510） 620
三、重力荷载代表值的计算
❖ 进行结构抗震设计时考虑的重力荷载称为重力荷载 代表值。重力荷载包括恒载和活载。由于地震发生 时，活载往往达不到其标准值，因此，在计算质点 的重力荷载可对活载进行折减按P98表5.3采用。
输入加速度调整
当结构采用三维空间模型等需要双向（2个水平 方向）或3向（2个水平方向和1个竖向）地震波输入 时，其加速度最大值通常按下列比例调整： 1（水平1）：0.85（水平2）：0.65（竖向）
表5.1 采用时程分析的房屋高度范围
烈度、场地类型 房屋高度范围（米）
7度及8度Ⅰ、Ⅱ类场地
＞100
2. 乙类建筑：地震作用应符合本地区抗震设防烈度
要求。一般情况6~8度时，提高1度进行抗震设防， 9度时应比9度设防更高的要求。
3. 丙类建筑：地震作用和抗震措施均应符合本地区
抗震设防烈度要求。
4. 丁类建筑：一般情况下（具体规定除外），地震
作用应符合本地区抗震设防烈度要求，抗震措施可 适当降低，但6度抗震时不降低。 5. 抗震设防烈度为6度时，除特殊要求外，一般情况 下对乙类、丙类和丁类建筑可不进行地震作用计算。
荷载效应及地震作用效应组合(仅供参考)
8 荷载效应效应组合本设计所应用到的用于承载能力极限状态下的内力组合公式如下： ①无地震时，由可变荷载效应控制的组合： G GK Q Q QK W W WK S S S S γψγψγ=++式中 S —结构构件荷载效应组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值； r G 、r Q 、r W —永久荷载、楼面活荷载和风荷载的分项系数；ΨQ 、ΨW —楼面活荷载和风荷载的组合系数，当为第一可变荷载时取1。
S GK 、S Qk 、S Wk —永久荷载、楼面荷载和风荷载效应标准值。
②无地震时，由永久荷载效应控制的组合(根据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 [2]第3.2.3条注3，水平风荷载不参与组合。
但2006版规范中取消了此注，即水平风荷载参与组合，当风荷载效应不大时也可忽略之。
)：？G GK Q Q QK S S S γψγ=+③有地震时，即重力荷载与水平地震作用的组合：G GE Eh Ehk S S S γγ=+式中 S —结构构件荷载效应与地震作用效应组合的设计值； r G 、r Eh —重力荷载、水平地震作用的分项系数； S GE 、S Eh —重力荷载代表值、水平地震作用标准值。
用于正常使用极限状态下的内力组合(标准组合)公式如下：？ GK Q QK W WK S S S S ψψ=++8.1控制截面及最不利内力类型8.1.1构件的控制截面框架梁的控制截面是支座截面和跨中截面。
在支座截面处，一般产生最大负弯矩(max M -)和最大剪力(m ax V )(水平荷载作用下还有正弯矩产生，故也要注意组合可能出现的正弯矩）；跨间截面则是最大正弯矩(max M +)作用处(也要注意组合可能出现的负弯矩)。
因此，框架梁的最不利内力为：梁端截面：max M +、max M -、m ax V 梁跨间截面：max M +由于内力分析的结果是轴线位置处的内力，而梁支座截面的最不利位置应是柱边缘处，因此，在求该处的最不利内力时，应根据梁轴线处的弯矩和剪力计算出柱边缘处梁截面的弯矩和剪力，即：/2M M Vb '=-/2V V qb '=-式中 M '—柱边缘处梁截面的弯矩标准值；V '—柱边缘处梁截面的剪力标准值；M —梁柱中线交点处的弯矩标准值；V —与M 相应的梁柱中线交点处的剪力标准值；b —柱截面高度；q —梁单位长度的均布荷载标准值。
混凝土结构设计自考历年简答
全国2010年10月10.简要说明剪力墙结构中系数α的物理意义，并判断α<10时剪力墙的类型。
答：①α为剪力墙整体性系数，反映了连梁总转角刚度与墙肢总线刚度两者的相对比值，是一个无量纲系数。
②α<10时，为联肢剪力墙。
10.牛腿设计的主要内容是什么?答：①确定牛腿的截面尺寸②承载力计算③配筋构造。
11.简述梁柱节点在地震作用下破坏的主要原因。
答：①节点的受剪承载力不足②箍筋稀少③梁筋锚固长度不足。
12.在框架—剪力墙的计算中，为何有时要对综合框架总剪力V f进行修正?当V f<0.2V o时，如何修正?答：①在工程设计中，为防止由于某些原因引起剪力墙刚度的突然降低而导致整个结构承载能力下降过多，在框架内力计算时，V f不得太小。
②若V f<0.2V o时，则V f应取下列二者的较小值：1.5V f,max，0.2V。
13.简述用D值法确定框架柱反弯点位置的主要步骤。
答：①根据框架总层数、楼层所在位置及梁柱的线刚度比，求标准反弯点高度比y0。
②求上、下层横梁线刚度比对y0的修正值y1。
③求上、下层层高变化对y0的修正值y2、y3。
④求框架柱的反弯点高度y h：y h=（y0+y1+y2+y3)h0。
全国2010年1月14.对单层厂房柱牛腿进行承载力计算时，可取什么样的计算简图?并画出示意图。
并写出正截面承载力计算公式。
答：①根据牛腿的受力特点，计算时可将牛腿简化为一个以顶端纵向钢筋为水平拉杆，以混凝土斜向压力带为压杆的三角形桁架。
②A s=F v a/0.85f y h0+1.2F k/f y。
15.简述框架柱的抗震设计原则。
答：①强柱弱梁。
②在弯曲破坏之前不发生剪切破坏，使柱有足够的抗剪能力。
③控制柱的轴压比不要太大。
④加强约束，配置必要的约束箍筋。
16.用分层法计算竖向荷载作用下框架弯矩的主要计算步骤是什么?答：①画出分层框架的计算简图。
②计算框架梁、柱的线刚度，注意除底层以外的各柱线刚度应乘以折减系数0.9。