工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì) 試卷B卷及答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

第4頁(yè)共4頁(yè)工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)期末試卷B卷班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：題號(hào)一二三四五六總分分?jǐn)?shù)2020202020100得分一、填空題（共12題，每空1分，共20分）1．地震按成因主要分為火山地震、陷落地震、構(gòu)造地震。2．面波包括Rayleigh波和Love波；體波包括P（primary）波和S（secondary）波。3．地震烈度表示地震時(shí)一定地點(diǎn)地面振動(dòng)強(qiáng)弱程度的尺度。4．地震動(dòng)特性一般通過(guò)幅值、頻譜、持續(xù)時(shí)間三個(gè)要素來(lái)描述。5．多自由度彈性體系作自由振動(dòng)時(shí)，任意兩個(gè)振型之間存在正交性。6．按照我國(guó)的建筑抗震設(shè)防分類，一般的工業(yè)與民用建筑屬于丙類。7．地震系數(shù)是地面運(yùn)動(dòng)最大加速度與重力加速度的比值，反映該地區(qū)基本烈度的大小。8．罕遇地震是指50年內(nèi)超越概率為3%~2%的地震。9．我國(guó)抗震規(guī)范規(guī)定，抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑，必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。10．我國(guó)抗震規(guī)范采用等效剪切波速和覆蓋層厚度作用評(píng)定指標(biāo)將建筑場(chǎng)地分為4類。11．我國(guó)采用的三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)為小震不壞、中震可修、大震不倒。12．在進(jìn)行罕遇地震作用下的抗震變形驗(yàn)算時(shí)，采用樓層屈服系數(shù)判斷是否存在薄弱樓層。二、判斷題（共10題，每題2分，共20分）1．某次地震的震源深度為60km，其為淺源地震（V）2．地震發(fā)生時(shí)，縱波最先到達(dá)，當(dāng)橫波和面波到達(dá)時(shí)，地面的振動(dòng)才趨于強(qiáng)烈。（V）3.一次地震，可有多個(gè)地震烈度。（X）4.某地的地震烈度隨震中距的增大而減小。（V）5．結(jié)構(gòu)的剛度越大，周期越大，地震影響越小。（X）6．抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)的基本周期與場(chǎng)地特征周期接近。（X）7．某建筑物的高度30m，質(zhì)量和剛度分布均勻，可采用底部剪力法計(jì)算地震作用。（V）8．突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等的震害往往比主體結(jié)構(gòu)嚴(yán)重。（V）9．我國(guó)將建筑物的抗震等級(jí)劃分為4級(jí)，其中四級(jí)要求最高。（X）10.進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使框架柱端先于梁端進(jìn)入屈服。（V）三、簡(jiǎn)答題（共4題，每題5分，共20分）1．什么是結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)？基本原則有哪些？指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過(guò)程?；驹瓌t：選擇抗震有利的建筑場(chǎng)地、地段和地基；設(shè)計(jì)有利的房屋抗震體型、進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)布置；選擇合理的結(jié)構(gòu)材料；采取提高結(jié)構(gòu)抗震性能的措施；控制結(jié)構(gòu)變形，確保結(jié)構(gòu)的整體性；減輕房屋自重和妥善處理非結(jié)構(gòu)部件。2．簡(jiǎn)述抗震設(shè)防“三水準(zhǔn)兩階段設(shè)計(jì)”的基本內(nèi)容。三水準(zhǔn)：小震不壞、中震可修、大震不倒（3分）；兩階段：多遇地震下的承載力與變形驗(yàn)算、罕遇地震作用下的變形驗(yàn)算（2分）。3．什么是地震反應(yīng)譜？我國(guó)采用的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜有什么特點(diǎn)？地震反應(yīng)與結(jié)構(gòu)自振周期的關(guān)系曲線（2分）；上升段、平臺(tái)段、曲線下降段、直線下降段（3分）。4．框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行“強(qiáng)柱弱梁”設(shè)計(jì)的意圖是什么？要點(diǎn)：先讓框架梁端進(jìn)入屈服，實(shí)現(xiàn)梁鉸機(jī)制，推遲或避免柱端出現(xiàn)塑性鉸，不發(fā)生倒塌。（5分）四、計(jì)算題（20分）如圖所示二層框架結(jié)構(gòu)，橫梁為無(wú)限剛性。設(shè)質(zhì)量集中在樓層上，第一、二層的質(zhì)量為m1=m2=m=1×105kg。層間側(cè)移剛度分別為k1=3×107N/m，k2=2×107N/m，即層間產(chǎn)生單位相對(duì)側(cè)移時(shí)所需要施加的力。計(jì)算：（1）在水平地震作用下結(jié)構(gòu)的質(zhì)量矩陣M、剛度矩陣K；（2）求出結(jié)構(gòu)的振型；（3）若采用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算水平地震作用，求出各振型的參與系數(shù)。m1m1m2k1k2k1k2m1m2（1）質(zhì)量矩陣（6分）(kg)(N/m)（2）圓頻率ω（8分）第一振型圓頻率：ω1=10.000rad/s，T1=2π/ω1=0.628s；第二振型圓頻率：ω2=24.495rad/s，T1=2π/ω2=0.257s。第一階振型：，即第二階振型：，即（3）振型參與系數(shù)（6分）五、計(jì)算題（20分）某鋼筋混凝土四層框架，經(jīng)質(zhì)量集中后計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示，各層高均為4m，集中于各樓層的重力荷載代表值分別為:=435kN，=440kN，=430kN，=380kN。結(jié)構(gòu)阻尼比=0.05,類建筑場(chǎng)地，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，抗震設(shè)防烈度為8度(設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.20g)，經(jīng)頻率分析得體系的前3階自振頻率為:=16.40rad/S，=40.77rad/s，=61.89rad/s。計(jì)算：按底部剪力法計(jì)算結(jié)構(gòu)在多遇地震時(shí)的水平地震作用及各層的地震剪力。GG1G3G2h4G4G2G3GG2G3G4h1h1h2h3GG1（1)計(jì)算地震影響系數(shù)（6分）在類場(chǎng)地、設(shè)計(jì)地震第一組時(shí)，=0.25s。當(dāng)抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.20g，在多遇地震時(shí)，；當(dāng)阻尼比=0.05時(shí)，得。根據(jù)已知的自振頻率，可求得自振周期為因<<5 所以。由于0.1<，<，所以。(2)計(jì)算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載（4分）(3)計(jì)算底部剪力（4分）(4)計(jì)算各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用（6分）T1計(jì)算結(jié)果