土木建筑学院土建专业工程结构抗震设计期末考试试卷A及答案

2011～2012学年第一学期期末考试•••••••••••••••••••••••2011～2012学年第一学期期末考试•••••••••••••••••••••••密••••••••••••••••••••••••••••封••••••••••••••••••••••••••••线•••••••••••••••••••••••学号：姓名：年级：专业：得分评阅人工程结构抗震设计试卷A卷工程结构抗震设计试卷A卷考试方式：闭卷考试时间：120分钟卷面总分：100分题号一二三四总成绩合分人得分得分评阅人得分评阅人一、名词解释（每小题2分，共10分）地震作用的大小与下列哪些因素无关（）。A、建筑物的重量；B、场地烈度；C、建筑物本身的动力特性；D、地震持续时间；建筑场地土类别的划分应依据（）要素来决定。A、场地土的剪切波速；B、场地土覆盖层厚度；C、场地土的卓越周期；D、场地设防烈度。场地土的液化与下列哪些因素无关（）。A、土的粘粒含量；B、土的密实度；C、土的自振周期；D、地下水位。4、抗震设计中，结构在弹塑性阶段工作状态下，结构地震作用的计算方法有（）。A、振型分解法；B、底部剪力法；C、加速度反应谱法；D、时程分析法。5、地震动的主要特性是通过三个基本要素来描述的，即（）。A、场地特征周期；B、持续时间；第2页共8页第1页共8页C、地震动幅值；D、频谱特性。二、名词解释（每小题3分，共12分）1、地震烈度：2、地震作用：3、地震反应：4、震级：•••••••••••••••••••••••密•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••密••••••••••••••••••••••••••••封••••••••••••••••••••••••••••线•••••••••••••••••••••••学号：姓名：年级：专业：得分评阅人1、“两阶段、三水准”的抗震设防目标的具体内容是什么？（12分）解：2、砂土液化机理是什么？（8分）第3页共8页3、圈梁的主要作用是什么？（8分）得分得分评阅人四、计算题（共50分）1、试用振型分解反应谱法计算图1所示框架多遇地震时的层间剪力。抗震设防烈度为8度，Ⅱ类场地，设计地震分组为第二组。设计基本地震加速度为0.10g,结构的阻尼比。该体系的自振振型和周期如下(提示：，当时，)（20分）第4页共8页••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••密••••••••••••••••••••••••••••封••••••••••••••••••••••••••••线•••••••••••••••••••••••学号：姓名：年级：专业：解：第5页共8页30002800280028002、某四层砌体房屋，如下图所示，设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g；假定各层质点集中在楼层标高处，其各层层高如图所示，Ⅱ类场地，设计地震分组为第一组。(提示：，),采用底部剪力法，计算3000280028002800结构总水平地震作用标准值和第三层水平地震作用标准值？（10分）解：第6页共8页••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••密••••••••••••••••••••••••••••封••••••••••••••••••••••••••••线•••••••••••••••••••••••学号：姓名：年级：专业：第5页共8页3、某高层框架结构，抗震等级为一级，框架梁截面尺寸，混凝土强度等级为C30，纵筋采用HRB335级，箍筋用HPB235级。已知梁左端截面配筋为：梁顶20，梁底420；梁右端截面配筋为：梁顶820，梁底420；在重力荷载和地震作用组合下，内力调整前的两端弯矩设计值如下图所示，右端：左端：梁净跨，单排钢筋时，取双排钢筋时，取，。求框架梁端部剪力设计值（kN）？此梁端部箍筋应为多少？（20分）（梁的抗剪计算公式为）解：第7页共8页附表1混凝土承载力抗震调整系数承载力抗震调整系数弯偏压偏压偏压受剪、偏拉梁轴压比小于0.15的柱轴压比不小于0.15的柱抗震墙各类构件0.750.750.800.850.85第8页共8页PAGE132012学年第一学期期末考试工程结构抗震设计试卷A卷参考答案及评分标准一、选择题（多选或少选均不得分，每题2分，共10分）1、D；2、AB；3、D；4、D；5、ABC；二、名词解释（每小题3分，共12分）1、地震烈度：是指一个地区、地面及房屋建筑等工程结构遭受到一次地震影响的强烈程度。2、地震作用：地震时，建筑结构因地面运动而产生的惯性力。3、地震反应：结构由于地震的激发引起的振动，从而使结构产生随时间变化的内力、速度、位移、加速度等。4、震级：是按一次地震本省强弱程度而定的等级，一次地震只有一个震级。三、简答题（共28分）1、“两阶段、三水准”的抗震设防目标的具体内容是什么？（12分）解：第一阶段设计为承载力验算，取第一水准的地震动参数计算结构的弹性地震作用标准值和相应的地震作用效应，采用规范规定的分项系数设计表达式进行结构构件的截面承载力验算。这样，既满足了在第一水准下结构具有必要的承载力可靠度，又满足第二水准的损坏可修的目标。第二阶段设计为弹塑性变形验算。对于有特殊要求的结构、地震时容易倒塌的结构以及有明显薄弱层的不规则结构，除了进行第一阶段设计外，还要进行结构薄弱层部位的弹塑性层间变形验算并采取相应的抗震构造措施，实现第三水准的抗震设计要求。2、砂土液化机理是什么？（8分）解：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，使空隙水压力急剧上升，而在地震作用的短暂时间内，这种急剧上升的空隙水压力来不及消散，使原有土颗粒通过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。3、圈梁的主要作用是什么？（8分）解：⑴提高房屋的整体性，使房屋形成整体箱形。

⑵提高楼盖的刚度和整体型。⑶提高墙体的整体性和变形能力。⑷减轻地基不均匀沉降对建筑的影响。四、计算题（共50分）1、试用振型分解反应谱法计算图1所示框架多遇地震时的层间剪力。抗震设防烈度为8度，Ⅱ类场地，设计地震分组为第二组。设计基本地震加速度为0.10g,结构的阻尼比。该体系的自振振型和周期如下(提示：，当时，)（20分）解：（1）计算各振型的地震影响系数第一振型（0.5分）（1分）第二振型（0.5分）第三振型（0.5分）（2）计算各振型的振型参与系数第一振型（2分）第二振型（2分）第三振型（2分）（3）计算各振型各楼层的水平地震作用第一振型（2分）第二振型（2分）第三振型（2分）（4）计算各振型的地震作用效应（层间剪力）第一振型（1分）第二振型（1分）第三振型（1分）（5）计算地震作用效应（层间剪力）（2分）30002800280028002、某四层砌体房屋，如下图所示，设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g；假定各层质点集中在楼层标高处，其各层层高如下图所示，Ⅱ类场地，设计地震分组为第一组。(提示：，)（10分）3000280028002800采用底部剪力法，计算结构总水平地震作用标准值和第三层水平地震作用标准值？解：（1分）（2分）（2分）由（2分）（1分）（2分）3、某高层框架结构，抗震等级为二级，框架梁截面尺寸，混凝土强度等级为C30，纵筋采用HRB335级，箍筋用HPB235级。已知梁左端截面配筋为：梁顶20，梁底420；梁右端截面配筋为：梁顶820，梁底420；在重力荷载和地震作用组合下，内力调整前的两端弯矩设计值如下图所示，右端：左端：梁净跨，单排钢筋时，取双排钢筋时，取，。求框架梁端部剪力设计值（kN）？（20分）解：2）由两端弯矩设计值求剪力设计值逆时针方向：（3分）顺时针方向：（3分）取较大值：（3分）则由