[工学]《抗震结构设计》模拟试题1-4及答案.doc

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1、抗震结构设计模拟试题一一、填空题1、根据建筑使用功能的重要性，按其受地震破坏时产生的后果，将建筑分为 、 、 、 四个抗震设防类别。2、多层混合结构房屋的结构布置方案应优先采用 结构布置方案，其次采用 _结构布置方案。3、建筑场地类别的划分主要根据 和 ，因为场地覆盖层厚度对建筑物的震害有一定影响。4、钢筋混凝土房屋应根据烈度、 和 采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。5、建筑结构抗震验算基本方法包括 和 。二、名词解释1、 场地2、 液化3、 时程分析法4、 抗震设防烈度5、 地震影响系数三、简答题1、 简述建筑场地类别划分依据？2、 影响液化的因素主要有哪些？3、 简述两

2、阶段设计的基本内容。4、 什么是“强柱弱梁”？四、计算题1、计算7度时三层砖房的各楼层地震作用标准值和总水平地震作用标准值。各楼层的重力荷载代表值和层高度见表1 表1层GE（KN）h（m）381832133031135042、四层框架，求出各楼层重力荷载代表值GEi、计算高度Hi和侧移刚度Ki后，试用能量法计算基本周期Ti，并求出7度时、类场地对应于T1的地震影响系数1。层GE（KN）K（KN/m）471052060310405426021040542601110046500抗震结构设计模拟试题一答案一、填空1、甲类、已类、丙类、丁类。2、横墙承重、纵横墙承重3、土层的等效剪切波速，场地的覆盖

3、层厚度。4、建筑物的类型， 高度 5、结构抗震承载力的验算，结构抗震变形验算。二、名词解释1、场地：指建筑物所在的区域，其范围大体相当于厂区、居民点和自然村的区域，范围不应太小，一般不小于0.5Km2。2、液化：指物体有固体转化为液体的一种现象。3、时程分析法：是由建筑结构的基本运动方程，输入对应于建筑场地的若干条地震加速度记录或人工加速度波形（时程曲线），通过积分计算求得在地面加速度随时间变化周期内结构内力和变形状态随时间变化的全过程，并以此进行结构构件截面抗震承载力验算和变形验算。4、抗震设防烈度：按国家规定权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。5、地震影响系数：即设计反应谱，它是地

4、震系数（地面峰值加速度与重力加速度的比值）与地震动力放大系数（或称标准反应谱）的乘积。它与建筑所在地的设防烈度、影响本地区的地震的震级和震中距，以及建筑场地条件有关，是根据现有的实际强地震记录的反应谱统计分析并结合我国的经济条件确定的。三、简答题1、答：应以土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度为准。2、答：（1）震动大小（2）土成分（3）土的渗透性（4）土的密度（5）应力状态。3、答：第一阶段，按多遇地震的地面运动参数，进行结构弹性阶段的抗震分析，根据分析得出的地震作用，进行两方面的验算：一是结构构件抗震承载力极限状态验算；二是结构层间变形正常使用极限状态验算。第二阶段，按罕遇地震的地面运动参数，

5、进行结构非线性分析，检验结构层间弹塑性变形是否满足规范容许值要求。4、答：框架结构抗震设计时的一个原则，要求框架节点两侧的框架梁先于框架柱形成塑性铰。四、计算题解：1、1）场地覆盖层厚度规范4.1.4，d=1.5+6+11.5+7=26m。2）等效剪切波速规范4.41.5 计算深度d0=min（d，20）=20m。 vse=19/（1.5/80+6/210+7.5/243）=202.1m/s3）确定土类别 250vse140，d=26，查表（规范4.1.6）得类土。4）表1层GE（KN）h（m）H（m）GiHiGiHi/GjHjFi（KN）381831081800.357485.0213303

6、793100.406796.8113504454000.235956.1Gi=3498 GiHi =22890 FEK=0.85*0.08*3498=237.90注：7度水平地震影响系数最大值为0.082、层GE（KN）K（KN/m）uuiGiuiGiui24710520600.01360.1810128.523.331040542600.03230.1647174.129.121040542600.05140.1351140.519.011100465000.08370.083792.17.7抗震结构设计模拟试题二一、填空题1.我国抗震设计规范所采用的设防目标是： 。2.抗震规范提出了二阶段

7、设计方法，其中第一阶段采用的方法为： ，第二阶段采用的方法是 。3.结构由地震引起的振动称为结构的 ，它包括地震在结构中引起的内力、变形和位移，可以用结构动力学来进行分析。4.多层混合结构房屋的结构布置方案应优先采用 结构布置方案，其次采用 _结构布置方案。5、抗震规范规定，对于烈度为8度和9度的大跨和 结构、烟囱和类似的高耸结构以及9度时的 等，应考虑竖向地震作用的影响。二、名词解释1、抗震设防烈度2、地震作用3、基本烈度4、底部剪力法5、地基土抗震承载力 三、简答题1、什么是小震、中震和大震？ 2、为满足抗震设计的基本要求，抗震结构体系应符合那些规定？3.下列符号的含义是什么？ kij ；

8、cij ；Tg ；max 。四、计算题 1.图1.1中框架结构建造在设防烈度为8度的近震区类场地，各层质量为m1=50t，m2=60t 。各层层间侧移刚度为k1=50000KN/m，k2=30000KN/m。试用底部剪力方法计算该框架的层间剪力，并画出剪力图。提示：Tg=0.2s，T1=0.358s，n=0.0986 图1.12.某4层砌体房屋，其平面尺寸如图1.2。楼盖和屋盖采用预制钢筋混凝土空心板。横墙承重，楼梯间突出屋顶。砖的强度等级为MU10，砂浆的强度等级为M5。窗口尺寸为150210cm2，内门尺寸为100250cm2，设防烈度为7度近震，建筑场地为类。现已知各楼层标高处的各质点重

9、力荷载分别为：G5=205.94KN，G4=4140.84KN，G3=4856.67KN，G2=4856.67KN，G1=5985.85KN。试计算下列内容：各楼层的水平地震作用标准值及地震剪力标准值； 地震作用在1层轴墙体产生的的剪力值； 图1.2抗震结构设计模拟试题二答案一、填空题1、小震不坏、中震可修、大震不倒 2、弹性反应谱方法 概念设计 3、地震反应4、横墙承重、纵横墙承重 5、 长悬臂 高层建筑 二、名词解释1.抗震设防烈度按国家规定权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。2.地震作用由地震动引起的结构动态作用，包括水平地震作用和竖向地震作用。3.基本烈度是指该地区今后一定时期

10、内，在一般场地条件下可能遭遇的最大地震烈度。4.底部剪力法是将总水平地震作用按一定规律分配给各个质点，此方法适用于剪切变形为主且质量和刚度比较均匀的结构。5.地基土抗震承载力，其中a为地基土的抗震承载力调整系数，fa为深宽修正后的地基承载力特征值。三、简答题1.答、众值烈度时的地震为小震，属于第一水准烈度；中震属于第二水准烈度；大震属于第三水准烈度。2.答、确的计算简图 和合理的地震作用传播途径；宜有多道设防；应具有必要的承载力、良好的变形能力和耗力；综合考虑结构的实际刚度和强度分布，采取必要结构措施等。3.答：kij 使指点j产生单位位移而质点i保持不动时,在质点i处施加的水平力,cij 使

11、指点j产生单位速度而质点i保持不动时,在质点i处产生的阻尼力,Tg 特征周期，max 水平地震影响系数最大值.四、计算题1、解：Fek=946.6KN F1=426.6 KN F2=426.6 KN2、解：FEK=1363.13103N；V5=27.3103N、V4=456.6103N、V3=407.6103N、V2=280.8103N、V1=190.8103N。V14=68.16103N抗震结构设计模拟试题三一、名词解释1、地震烈度 2、抗震设防烈度 3、场地土的液化 4、等效剪切波速 5、地基土抗震承载力 二、填空题1、地震波包括在地球内部传播的体波和只限于在地球表面传播的面波，其中体波包

12、括 波和 波，而面波分为 波和 波，对建筑物和地表的破坏主要以 波为主。2、场地类别根据 和 划分为 类。3、在用底部剪力法计算多层结构的水平地震作用时，对于T11.4Tg时，在 附加Fn，其目的是考虑 的影响。4、抗震规范规定，对于烈度为8度和9度的大跨和 结构、烟囱和类似的高耸结构以及9度时的 等，应考虑竖向地震作用的影响。5、钢筋混凝土房屋应根据烈度、 和 采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。三、简答题、简述两阶段三水准抗震设计方法。、简述确定水平地震作用的振型分解反应谱法的主要步骤。、简述抗震设防烈度如何取值。、简述框架节点抗震设计的基本原则。四、计算题二质点体系如图

13、所示，各质点的重力荷载代表值分别为m1=60t， m2=50t，层高如图所示。该结构建造在设防烈度为8度、场地土特征周期Tg=0.25s的场地上，其水平地震影响系数最大值分别为max =0.16（多遇地震）和max=0.90（罕遇地震）。已知结构的主振型和自振周期分别为 0.358s 0.156s 要求：用底部剪力法计算结构在多遇地震作用下各层的层间地震剪力。提示：k2k1m2m14m4m0.1s时，； 5时，； 且时， ; 时, 抗震结构设计模拟试题三答案一、名词解释1、指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。2、一个地区作为抗震设防依据的地震烈度，应按国家规定权限审批或颁发

14、的文件（图件）执行。3、饱和的粉土或砂土，在地震时由于颗粒之间的孔隙水不可压缩而无法排出，使得孔隙水压力增大，土体颗粒的有效垂直压应力减少，颗粒局部或全部处于悬浮状态，土体的抗剪强度接近于零，呈现出液态化的现象。、若计算深度范围内有多层土层，则根据计算深度范围内各土层剪切波速加权平均得到的土层剪切波速即为等效剪切波速。5、地基土抗震承载力，其中a为地基土的抗震承载力调整系数，fa为深宽修正后的地基承载力特征值。二、填空题 1、纵波（P） 横（S） 瑞雷 洛夫 面 2、等效剪切波波速 场地覆土层厚度 IV3、结构顶部 高振型 4、长悬臂 高层建筑 5、建筑物的类型 高度三、简答题 1、答：我国建

15、筑抗震设计规范（GB50011-2001）规定：进行抗震设计的建筑，其抗震设防目标是：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用，当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用，当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。具体为两阶段三水准抗震设计方法：第一阶段是在方案布置符合抗震设计原则的前提下，按与基本烈度相对应的众值烈度的地震动参数，用弹性反应谱求得结构在弹性状态下的地震作用效应，然后与其他荷载效应组合，并对结构构件进行承载力验算和变形验算，保证第一水准下必要的承载力可靠度

16、，满足第二水准烈度的设防要求（损坏可修），通过概念设计和构造措施来满足第三水准的设防要求；对大多数结构，一般可只进行第一阶段的设计。对于少数结构，如有特殊要求的建筑，还要进行第二阶段设计，即按与基本烈度相对应的罕遇烈度的地震动参数进行结构弹塑性层间变形验算，以保证其满足第三水准的设防要求。2、答：（1）计算多自由度结构的自振周期及相应振型；（2）求出对应于每一振型的最大地震作用（同一振型中各质点地震作用将同时达到最大值）；（3）求出每一振型相应的地震作用效应；（4）将这些效应进行组合，以求得结构的地震作用效应。3、答：一般情况下，抗震设防烈度可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度(或与本规范

17、设计基本地震加速度值对应的烈度值)。对已编制抗震设防区划的城市，可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。4、答：节点的承载力不应低于其连接构件的承载力；多遇地震时节点应在弹性范围内工作；罕遇地震时节点承载力的降低不得危及竖向荷载的传递；梁柱纵筋在节点区内应有可靠的锚固；节点配筋不应使施工过分困难。四、计算题 解：， 抗震结构设计模拟试题四一、名词解释1、场地覆盖层厚度 2、重力荷载代表值 3、强柱弱梁 4、砌体的抗震强度设计值 5、剪压比 二、填空题1、地震系数表示 与 之比；动力系数是单质点 与 的比值。2、多层砌体房屋的抗震设计中，在处理结构布置时，根据设防烈度限制房屋高宽比目

18、的是 ，根据房屋类别和设防烈度限制房屋抗震横墙间距的目的是 。3、用于计算框架结构水平地震作用的手算方法一般有 和 。4、在振型分解反应谱法中，根据统计和地震资料分析，对于各振型所产生的地震作用效应，可近似地采用 的组合方法来确定。5、为了减少判别场地土液化的勘察工作量，饱和沙土液化的判别可分为两步进行，即 和 判别。三、简答题1.为满足抗震设计的基本要求，抗震结构体系应符合那些规定？2.什么是楼层屈服强度系数，怎样确定结构薄弱层或部位？3.简述钢筋混凝土结构房屋的震害情况。4.何谓“多道防震防线”？ 四、计算题场地类别判定某场地的地质剖面构成如下：表土：厚1.5m，波速80m/s； 粉质粘土

19、：厚6m，波速210m/s；粉细纱，厚11.5m，波速243m/s；砾石，厚7m，波速350m/s；砾岩，厚26m，波速750m/s；砾岩以下岩层，波速大于500m/s。抗震结构设计模拟试题四答案一、名词解释1、我国建筑抗震设计规范（GB50011-2001）定义：一般情况下，可取地面到剪切波速大于500m/s的坚硬土层或岩层顶的距离。2、结构抗震设计时的基本代表值，是结构自重（永久荷载）和有关可变荷载的组合值之和。3、结构设计时希望梁先于柱发生破坏，塑性铰先发生在梁端，而不是在柱端。4、，其中fv为非抗震设计的砌体抗剪强度设计值，N为砌体抗震抗剪强度的正应力影响系数。 5、剪压比为，是构件截

20、面上平均剪力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值，用以反映构件截面上承受名义剪应力的大小。二、填空题 1、地面运动的最大加速度 重力加速度 最大绝对加速度 地面最大加速度2、为了使多层砌体房屋有足够的稳定性和整体抗弯能力 避免纵墙发生较大出平面弯曲变形，造成纵墙倒塌 3、反弯点法 D值法 4、平方和开平方 5、初步判别 标准贯入试验三、简答题 1.答、确的计算简图 和合理的地震作用传播途径；宜有多道设防；应具有必要的承载力、良好的变形能力和耗力；综合考虑结构的实际刚度和强度分布，采取必要结构措施等。2、答：楼层屈服强度系数为按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力和按罕遇地震作用标准值计

21、算的楼层弹性地震剪力的比值，楼层屈服强度系数y沿高度分布不均匀的结构，y为最小或相对较小的楼层往往率先屈服并出现较大的弹塑层间位移，其他各层层间位移相对较小且接近弹性反应的计算结果，y相对愈小，弹塑性位移侧相对愈大，这一塑性变形集中的楼层为结构的薄弱层或薄弱部位。3、答：（1）共振效应引起的震害；（2）结构布置不合理引起的震害；（3）柱、梁和节点的震害；（4）填充墙的震害；（5）抗震墙的震害。4、答：（1）一个抗震结构体系，应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作。（2）抗震结构体系应由最大可能数量的内部、外部赘余度，有意识地建立起一系列分布的屈服区，以使结构能够吸收和耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复。四、计算题 解：1、场地覆盖层厚度 规范4.1.4，d=1.5+6+11.5+7=26m。2、等效剪切波速 规范4.41.5 计算深度d0=min（d，20）=20m。 vse=19/（1.5/80+6/210+7.5/243）=202.1m/s3、确定土类别 250vse140，d=26，查表（规范4.1.6）得类5