结构抗震模拟试题C卷附加答案

1、北京科技大学远程教育结构抗震模拟试卷出院（系）班级学号姓名一、简答题（30分，每小题3分）试卷卷面成绩占课程 考核成 绩%平时 成绩 占%课程考核成绩题号-一-二二三四五六七八九十小计得分70301地震按成因分为哪几类?答:构造地震、火山地震、陷落地震或构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震2.绘图说明震源、震中、震中距和等震线等概念。答:自! I兰沌3.规范规定抗震设防的目标是什么？如何实现?答:三水准设防目标：小震（50年超越概率63.2%，重现期50年）一开坏；中震（50年超 越概率10.0%，重现期475年）一刊修；大震（50年超越概率23%重现期2000年） 一怀倒两阶段设计：第一阶

2、段，小震作用下的结构和构件承载力验算以及建筑物弹性变形验算；第二阶段，规范规定的结构进行大震作用下的弹塑性变形验算。4根据规范，在相同的抗震设防烈度和设计基本地震加速度值的地区如何体现震中距的影响？答:在相同抗震设防烈度和设计基本地震加速度值的地区可能有三个设计地震分组，第一组近震中距，第二、三组较远震中距的影响。5.影响地震烈度的主要因素有那些？规范如何确定某一地区的抗震设防烈度？答:主要与震中距离、震级、震源深度、地震的传播介质、表层土性质、建筑物的动力特性和施 工质量等许多因素有关6 根据房屋抗震体形的要求，阐述平面不规则建筑的主要表现特征。答:不规则类型定义扭转不规则楼层的最大弹性水平

3、位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连 续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于 该层楼板典型宽度的 50%，或开洞面积大于该层楼面面积的30%或较大的楼层错层7地震动的卓越周期主要由什么确定？答:地震动的卓越周期在很大程度上取决于场地土的固有周期。8地基土液化的原因是什么？如何判别？答:地震时，处于地下水位以下的饱和砂土和粉土的土颗粒结构受到地震作用时将趋于密实， 使孔隙水压力急剧上升，而在地震作用的短暂时间内，这种急剧上升的孔隙水压力来不及消散，使原 有土颗粒通过

4、接触点传递的压力减小，当有效压力完全消失时，土颗粒处于悬浮状态之中。这时，土 体完全失去抗剪强度而显示出近于液体的特性，发生液化。判别：1.初判。地质年代、粘粒含量、地下水位及上覆非液化土层厚度。2.细判。标准贯入试验判别。当饱和可液化土的标贯击数N63.5的值小于Ncr值时，判为液化，否则判为不液化。9 如何判定结构是否存在薄弱层？答:由楼层屈服强度系数确定。 楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构， 可取底层；楼层屈 服强度系数沿高度分布不均匀的结构， 可取该系数最小的楼层和相对较小的楼层， 一般不超过2-3处; 单层工业厂房，可取上柱。10.在砌体房屋中采用刚性楼盖的情况下，层间剪力如何沿

5、各道横墙分配？若同一层答:刚性楼盖房屋的楼层地震剪力可按照各抗震横墙的侧移刚度比例分配于各墙体。墙体材料和高度均相同，楼层地震剪力可按照各抗震横墙的横截面面积比例进行分配。二、结合地震反应谱，图示说明采用铅芯隔震橡胶支座进行结构振动控制的基本原理。(10分)解答:采用橡胶支座可 延长结构周期，使其远离地震动的主要频带范围，从而减小结构动力反应谱值。同时，设置铅芯的橡胶支座也可给结构提供一定程度的附加阻尼，可进一步抑制结构的动力反应。aCtmaxrO.45%f；1变动范围1 1 -1G40.2 5 (T 5)叽J 一 1_.J11 '''''T(s)0 0

6、.1 一A5Tg60三、已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所示，试确定该建筑场地的类别。(5分)层底深度/m土层厚度/m土的名称剪切波速/(m/s)7.57.5砂17017.810.3淤泥质粘土13033.615.8砂24050.116.5淤泥质粘土2006312.9细砂31069.56.5砾混粗砂520解:(1) 确定地面下20m表层土的场地土类型=d0 /tdodi207.5/170 10.3/130 2.2/240=150.94m/s属于中软土 3 Vsi(2 )确定覆盖层厚度d0 = 63m(3)确定建筑场地类别等效剪切波速 (m/s)场地类型In出IVvse 泮000500 却se 訐

7、50<5m启5 m1250 却se >140<3m3050>50140 Ne<3m315>15 80>80属于III类场地四、假设图示框架对应抗震设防烈度为 7度，II类场地，设计地震分组为第二组。结构的三阶模态分别如下: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试用振型分解反应谱法计算图示框架多遇地震时的层间剪力(15分)解:(1)计算各振型的地震影响系数查表得 ：m

8、ax =0.16, Tg =0.4S地震影响系数最大值(阻尼比为 0.05 )地震影响烈度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地震特征周期分组的特征周期值(s)场地类别InIV第一组0.250.350.450.65第二组0.300.400.550.75第三组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) 计算各振型的振型参与系数第一振型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 广 mixfii =1i=1270 4.019 270 (-3.035) 180 12 2 2270

10、4.019270 (-3.035)180 1-0.063(3) 计算各振型各楼层的水平地震作用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) 计算各振型的地震作用效应(层间剪力)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) 计算地震作用效应(层间剪力)M = <V12 +V22 +V32 =845.8kNv2 二 V： V2； v32 =671.6kNV3 =血 +V2； +VJ = 335.8kN五、试用底部剪力法计算图示框架多遇地震时的层间剪力。已知结构 的基本周期=0.45s，抗震设防烈度为7度，11类场地，设计地震分组为第二组(10分)。解:(1)计算结构等效总重力荷载代表值nGeq =0.85、Gk =0.85 (270 270 180) 9.8 =599

13、7.6kNm3 =180 tm"'3mm 0m2 =270 tm二270 t地震影响烈度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 )计算水平地震影响系数查表得 ：max 216Tg =0.4S地震影响系数最大值(阻尼比为 0.05 )场地类别In皿IV第一组0.250.350.450.65第二组0.300.400.550.75第三组0.350.450.650.90地震特征周期分组的特征周期值(s)第一振型Tg :：: T1 :：: 5Tg：1 =(¥)2： max =0.139(3)计算结构总的水平地震作用标准值FEK =8Geq =0.139 汉 5997.6 =833.7kN(4 )顶部附加水平地震作用-F = "nF EK1.4Tg =0.56 ； T| ：1.4Tg ；、： n = 0(5)计算各层的水平地震作用标准值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顶部附加地震作用系数270 9.8 3.5Fl 一270 9.