結構抗震模擬試題C卷附加答案

1、北京科技大學遠程教育結構抗震模擬試卷出院（系）班級學號姓名一、簡答題（30分，每小題3分）試卷卷面成績占課程 考核成 績%平時 成績 占%課程考核成績題號-一-二二三四五六七八九十小計得分70301地震按成因分為哪幾類?答:構造地震、火山地震、陷落地震或構造地震、火山地震、陷落地震和誘發(fā)地震2.繪圖說明震源、震中、震中距和等震線等概念。答:自! I蘭沌3.規(guī)范規(guī)定抗震設防的目標是什么？如何實現(xiàn)?答:三水準設防目標：小震（50年超越概率63.2%，重現(xiàn)期50年）一開壞；中震（50年超 越概率10.0%，重現(xiàn)期475年）一刊修；大震（50年超越概率23%重現(xiàn)期2000年） 一懷倒兩階段設計：第一階

2、段，小震作用下的結構和構件承載力驗算以及建筑物彈性變形驗算；第二階段，規(guī)范規(guī)定的結構進行大震作用下的彈塑性變形驗算。4根據(jù)規(guī)范，在相同的抗震設防烈度和設計基本地震加速度值的地區(qū)如何體現(xiàn)震中距的影響？答:在相同抗震設防烈度和設計基本地震加速度值的地區(qū)可能有三個設計地震分組，第一組近震中距，第二、三組較遠震中距的影響。5.影響地震烈度的主要因素有那些？規(guī)范如何確定某一地區(qū)的抗震設防烈度？答:主要與震中距離、震級、震源深度、地震的傳播介質、表層土性質、建筑物的動力特性和施 工質量等許多因素有關6 根據(jù)房屋抗震體形的要求，闡述平面不規(guī)則建筑的主要表現(xiàn)特征。答:不規(guī)則類型定義扭轉不規(guī)則樓層的最大彈性水平

3、位移（或層間位移），大于該樓層兩端彈性水平位移（或層間位移）平均值的1.2倍凹凸不規(guī)則結構平面凹進的一側尺寸，大于相應投影方向總尺寸的30%樓板局部不連 續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于 該層樓板典型寬度的 50%，或開洞面積大于該層樓面面積的30%或較大的樓層錯層7地震動的卓越周期主要由什么確定？答:地震動的卓越周期在很大程度上取決于場地土的固有周期。8地基土液化的原因是什么？如何判別？答:地震時，處于地下水位以下的飽和砂土和粉土的土顆粒結構受到地震作用時將趨于密實， 使孔隙水壓力急劇上升，而在地震作用的短暫時間內，這種急劇上升的孔隙水壓力來不及消散，使原 有土顆粒通過

4、接觸點傳遞的壓力減小，當有效壓力完全消失時，土顆粒處于懸浮狀態(tài)之中。這時，土 體完全失去抗剪強度而顯示出近于液體的特性，發(fā)生液化。判別：1.初判。地質年代、粘粒含量、地下水位及上覆非液化土層厚度。2.細判。標準貫入試驗判別。當飽和可液化土的標貫擊數(shù)N63.5的值小于Ncr值時，判為液化，否則判為不液化。9 如何判定結構是否存在薄弱層？答:由樓層屈服強度系數(shù)確定。 樓層屈服強度系數(shù)沿高度分布均勻的結構， 可取底層；樓層屈 服強度系數(shù)沿高度分布不均勻的結構， 可取該系數(shù)最小的樓層和相對較小的樓層， 一般不超過2-3處; 單層工業(yè)廠房，可取上柱。10.在砌體房屋中采用剛性樓蓋的情況下，層間剪力如何沿

5、各道橫墻分配？若同一層答:剛性樓蓋房屋的樓層地震剪力可按照各抗震橫墻的側移剛度比例分配于各墻體。墻體材料和高度均相同，樓層地震剪力可按照各抗震橫墻的橫截面面積比例進行分配。二、結合地震反應譜，圖示說明采用鉛芯隔震橡膠支座進行結構振動控制的基本原理。(10分)解答:采用橡膠支座可 延長結構周期，使其遠離地震動的主要頻帶范圍，從而減小結構動力反應譜值。同時，設置鉛芯的橡膠支座也可給結構提供一定程度的附加阻尼，可進一步抑制結構的動力反應。aCtmaxrO.45%f；1變動范圍1 1 -1G40.2 5 (T 5)嘰J 一 1_.J11 '''''T(s)0 0

6、.1 一A5Tg60三、已知某建筑場地的鉆孔土層資料如表所示，試確定該建筑場地的類別。(5分)層底深度/m土層厚度/m土的名稱剪切波速/(m/s)7.57.5砂17017.810.3淤泥質粘土13033.615.8砂24050.116.5淤泥質粘土2006312.9細砂31069.56.5礫混粗砂520解:(1) 確定地面下20m表層土的場地土類型=d0 /tdodi207.5/170 10.3/130 2.2/240=150.94m/s屬于中軟土 3 Vsi(2 )確定覆蓋層厚度d0 = 63m(3)確定建筑場地類別等效剪切波速 (m/s)場地類型In出IVvse 泮000500 卻se 訐

7、50<5m啟5 m1250 卻se >140<3m3050>50140 Ne<3m315>15 80>80屬于III類場地四、假設圖示框架對應抗震設防烈度為 7度，II類場地，設計地震分組為第二組。結構的三階模態(tài)分別如下:T =0.45sT3 丄3.13s'0.33« 屮671.000九0 丫 X =戸0,11.0T2 -0.20s1_0.67X=_0.501.0m3 =180 tymm2 270 tm 07m /70 tm_3試用振型分解反應譜法計算圖示框架多遇地震時的層間剪力(15分)解:(1)計算各振型的地震影響系數(shù)查表得 ：m

8、ax =0.16, Tg =0.4S地震影響系數(shù)最大值(阻尼比為 0.05 )地震影響烈度6789多遇地震0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32罕遇地震0.50(0.72)0.90(1.20)1.40地震特征周期分組的特征周期值(s)場地類別InIV第一組0.250.350.450.65第二組0.300.400.550.75第三組0.350.450.650.90第一振型第二振型第三振型Tg : T1: 5T g：1=(¥)2： max =0.1390.1S : T2 : Tg' 2 2 - max = 0.160.1S : T3 : Tg：3 =2 ： ma

9、x = °16(2) 計算各振型的振型參與系數(shù)第一振型331 = ' mjX1j / ._ mj Xfi=1i =1270 0.334 270 0.667 180 1270 0.3342270 0.6672180 12= 1.363第二振型332 二mix2i /' mixfii=±i =1270 (-0.667)270 (-0.666) 180 1270 (-0.667)2270 (-0.666)2 180 12-0.428第三振型333 二、miX3i 廣 mixfii =1i=1270 4.019 270 (-3.035) 180 12 2 2270

10、4.019270 (-3.035)180 1-0.063(3) 計算各振型各樓層的水平地震作用Fji =GjXji ?jGiF11 =0.139 1.363 0.334 270 9.8 =167.4kNF12 =0.139 1.363 0.667 270 9.8 =334.4kN第一振型F13 =0.139 1.363 1.000 180 9.8 =334.2kN第二振型F21 =0.16 (_0.428) (_0.667) 270 9.8 =120.9kNF22 =0.16 (-0.428) (-0.666) 270 9.8 =120.7kNF23 =0.16 (-0.428) 1.000

11、180 9.8 = -120.8kN 第三振型F31=0.16 0.063 4.019 270 9.8 =107.2kNF32 =0.16 0.063 (-3.035) 270 9.8 = -80.9kNF33 =0.16 0.063 1.000 180 9.8=17.8kN(4) 計算各振型的地震作用效應(層間剪力)第一振型V11 =167.4 334.4 334.2 =836kNV12 =334.4 334.2 =668.6kNV13 =334.2kN第二振型V21 =120.9 120.7 _120.8 =120.8kNV22 =120.7 -120.8 二-0.1kNV23 二-120

12、.8第三振型V31 =107.2 80.9 17.8 =44.1kNV32 =-80.9 17.8 =63.1kNV33 =17.8kN(5) 計算地震作用效應(層間剪力)M = <V12 +V22 +V32 =845.8kNv2 二 V： V2； v32 =671.6kNV3 =血 +V2； +VJ = 335.8kN五、試用底部剪力法計算圖示框架多遇地震時的層間剪力。已知結構 的基本周期=0.45s，抗震設防烈度為7度，11類場地，設計地震分組為第二組(10分)。解:(1)計算結構等效總重力荷載代表值nGeq =0.85、Gk =0.85 (270 270 180) 9.8 =599

13、7.6kNm3 =180 tm"'3mm 0m2 =270 tm二270 t地震影響烈度6789多遇地震0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32罕遇地震0.50(0.72)0.90(1.20)1.40(2 )計算水平地震影響系數(shù)查表得 ：max 216Tg =0.4S地震影響系數(shù)最大值(阻尼比為 0.05 )場地類別In皿IV第一組0.250.350.450.65第二組0.300.400.550.75第三組0.350.450.650.90地震特征周期分組的特征周期值(s)第一振型Tg :：: T1 :：: 5Tg：1 =(¥)2： max =0.139(3)計算結構總的水平地震作用標準值FEK =8Geq =0.139 漢 5997.6 =833.7kN(4 )頂部附加水平地震作用-F = "nF EK1.4Tg =0.56 ； T| ：1.4Tg ；、： n = 0(5)計算各層的水平地震作用標準值Fi 二FEK(1- n) 、HkGkk生Tg(S)Tc>1.4TgT <1.4Tg<0.350.08T1 +0.0700.35 0.550.08T +0.010>0.550.08 -0.020頂部附加地震作用系數(shù)270 9.8 3.5Fl 一270 9.