東大21年1月考試《結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》考核作業(yè)【標(biāo)準(zhǔn)答案】

東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)X試卷（作業(yè)考核線上2）A卷（共5頁(yè)）

總分題號(hào)--二三四五六七八九十

得分

一、單項(xiàng)選擇題（每小題2分，共30分）

1.設(shè)防烈度（D）

A.是多遇烈度B.是基本烈度

C.是罕遇烈度D.一般情況下可以采用基本烈度

2.框架一抗震墻結(jié)構(gòu)中的抗震墻設(shè)置應(yīng)符合的條件之一為（D）

A.抗震墻洞口面積不宜過(guò)小，洞口宜上下對(duì)齊

B.縱向抗震墻宜設(shè)在端開(kāi)間

C.縱向抗震墻宜單獨(dú)布置

D.抗震墻宜貫通全高，且縱橫向抗震墻宜相連

3.眾值烈度是指在50年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)超越概率為（D）

A.10%?13%B.2%

C.3%D.63.3%

4.驗(yàn)算天然地基地震作用下的豎向承載力時(shí)，基礎(chǔ)底面平均壓力和邊緣壓力應(yīng)符合式（C）

A.p<fsE且pmax<fsEB.p<fs且pmax^fsE

C.pSf^E且pmax<l.2fsED.pmaxgl.2fs且p<fs

5.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別土層是否液化時(shí)，當(dāng)滿足下面哪一個(gè)條件應(yīng)判別為液化（B）

A.Ncr<N63.5B.Ncr>N63.5

C.N63.5邠crD.N63,5=Ncr

6.多層內(nèi)框架磚房的頂部附加地震作用系數(shù)的取值（A）

A.為0.2B.與自振周期有關(guān)

C.與場(chǎng)地卓越周期有關(guān)D.為0

7.結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的時(shí)程分析法也稱為（A）

A.直接動(dòng)力法B.底部剪力法

C.擬靜力法D.振型分解反應(yīng)譜法

8.橫向樓層地震剪力在各橫墻的分配原則，應(yīng)視（A）而定

A.樓蓋的剛度B.房屋的高度

C.橫墻間距D.橫墻的面積

9.構(gòu)造柱的主要作用是（D）

A.提高墻體的強(qiáng)度B.減少多層砌體房層的不均勻沉降

C.提高房屋的承載能力D.改善砌體的變形能力

10.下面哪些是劃分地段所要考慮的因素（B）

A.建筑物的重要性B.地質(zhì)、地形、地貌

C.震級(jí)D.烈度

11.地面運(yùn)動(dòng)的最大加速度與重力加速度的比值稱為（A）

A.地震系數(shù)B.地震影響系數(shù)

C.動(dòng)力系數(shù)D.水平地震作用

12.地震作用下單質(zhì)點(diǎn)體系運(yùn)動(dòng)方程的特解是通過(guò)（B）求解

A.Duhamel積分B.牛頓第二定律C.時(shí)程分析法D.功的互等定理

13.兩個(gè)不同主振型對(duì)應(yīng)位置上的質(zhì)點(diǎn)位移相乘，再乘以該質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，然后將各質(zhì)點(diǎn)所求

出上述乘積作代數(shù)和，其值為（B）

A.1B.0C.-1D.不確定量

14.求多質(zhì)點(diǎn)體系的高階頻率與高階振型可采用（A）

A.矩陣迭代法B.能量法C.等效質(zhì)量法D.頂點(diǎn)位移法

15.當(dāng)無(wú)法避免而出現(xiàn)短柱時(shí)，應(yīng)采取的措施為（C）

A.加大柱的截面面積B.提高碎的強(qiáng)度等級(jí)

C.沿樁全高將箍筋按規(guī)定加密D.提高縱向鋼筋的級(jí)別

二、簡(jiǎn)答題（每小題6分，共30分）

1.式乙，/G,中各符號(hào)代表什么意義?按振型分解反應(yīng)譜法，各平動(dòng)振型產(chǎn)生的水平地

J1J*JJ11

震效應(yīng)如何組合?

答:

F,—j振型，質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值;

%—相應(yīng)于第/振型的地震影響系數(shù)；

兀一第/振型的振型參與系數(shù)；

與一第/振型，質(zhì)點(diǎn)的水平相對(duì)位移；

G,—第，質(zhì)點(diǎn)的重力荷載的代表值；

各平動(dòng)振型產(chǎn)生的地震作用效應(yīng)

2.簡(jiǎn)述地震作用下，磚墻產(chǎn)生斜裂縫、交叉裂縫及樓梯間墻體震害較重的原因。

答：

在砌體房屋中，?與水平地震作用方向平行的墻體是主要承擔(dān)該方向地震作用的構(gòu)件，當(dāng)磚墻

的抗主拉應(yīng)力不足時(shí)，則產(chǎn)生斜裂縫，在地震的反復(fù)作用下，又可形成交叉裂縫。

體破壞的主要原因是樓梯間開(kāi)間小，在水平方向分擔(dān)的地震剪力較多。但墻體在高

度方向缺乏有力支撐，空間剛度差，特別是頂層墻體計(jì)算高度又比其它部位大，穩(wěn)定性差。

當(dāng)樓梯間位于房屋盡端和轉(zhuǎn)角處時(shí)，其墻體破壞尤為嚴(yán)重。

3.對(duì)抗震設(shè)防區(qū)，多層粘土磚房樓、屋面板的支承長(zhǎng)度有何要求？

答：（1）現(xiàn)澆鋼筋碎樓面板或屋面板，伸入縱橫墻內(nèi)的長(zhǎng)度不宜小于120mm。

（2）裝配式的樓板或屋面板，當(dāng)圈梁未設(shè)在板的同一標(biāo)高時(shí)，板端伸入外墻的長(zhǎng)度不應(yīng)小于

120mm,伸入內(nèi)墻不宜小于100mm,且不應(yīng)小于80mm0

（3）裝配式樓板或屋面板端搭在梁上的長(zhǎng)度不應(yīng)小于80mm。

4.多高層鋼筋混凝土房屋的規(guī)則結(jié)構(gòu)應(yīng)符合哪些要求？

答：（1）平面局部突出部分的長(zhǎng)度L不大于其寬度b,且不大于該方向總長(zhǎng)度d的30%。

（2）立面局部收進(jìn)的尺寸，不大于該方向總尺寸B的25%。

（3）樓層剛度不小于其相鄰上層剛度的70%,且連續(xù)三層總的剛度降低不超過(guò)50%。

（4）平面內(nèi)質(zhì)量分布和抗側(cè)力構(gòu)件布置基本均勻?qū)ΨQ。

5.何謂三水準(zhǔn)的抗震設(shè)防目標(biāo)？

答：

第一水準(zhǔn):當(dāng)遭受到多遇的低于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，建筑一般應(yīng)不受損壞或不需修

理仍能繼續(xù)使用。（小震不壞）

第二水準(zhǔn):當(dāng)遭受到本地區(qū)設(shè)防烈度影響時(shí)，建筑可能有一定的損壞，經(jīng)一般修理或不經(jīng)修理仍

能繼續(xù)使用。（中震可修）

第三水準(zhǔn):當(dāng)遭受到高于本地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地震時(shí)，建筑不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重

損壞。（大震不倒）

三、計(jì)算題（每小題10分，共40分）

1.三層鋼筋碎框架結(jié)構(gòu)，建造于設(shè)防烈度為8度（設(shè)計(jì)基本地震加速度0.20g）,amax=0.16,

場(chǎng)地為I類，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，Tg=0.3s,結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖和重力荷載代表值如圖所示，

結(jié)構(gòu)的基本周期Ti=0.36s,求（1）建筑物總的水平地震作用；（2）建筑物各層的水平地震

作用；（3）建筑物的各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。

3.6mG3=3000KN

3.6mG2=3000KN

3.6mGi=3000KN

解:

3

（1）結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值G=，G,=9000KN

i=l

7]=0.36s>果=0.3s

(TV9(o_3A0'9

?1=—a=—:—x0.16=0.136

FEK=afieq=0.136x0.85x9000=1040AKN

(2)建筑物各層水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值

V7；=0.36s<1.47；=1.4x0.3=0.42s

3=0

△工=0

Gig=3.6x3000=10800KN-M

G2H2=7.2x3000=2160072V

G3H3=10.8義3000=32400KN-M

ZGU=648003

1n"

力出

可得片=(10800/64800)x1040.4=173AKN'M

F2=(21600/64800)x1040.4=346.8KN-M

F3=(32400/64800)xl(M0A^520.2KN-M

(3)建筑物各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值匕=￡月，

i=J

V3=520.2N

V2=867KN

%=1040.0fiV

2.某抗震等級(jí)為ni級(jí)框架結(jié)構(gòu)的邊跨梁，在水平地震作用下和重力荷載代表值作用下的彎矩

標(biāo)準(zhǔn)值如圖所示（圖中彎矩為梁端柱邊彎矩值），求調(diào)幅系數(shù)為0.8時(shí)梁端的最大正、負(fù)彎矩

的組合設(shè)計(jì)值。

60KN-m40KN-m160KN-m

140KN-m

地震作用下M圖重力荷載代表值作用下M圖

解：

(1)首先對(duì)重力荷載下的彎矩進(jìn)行調(diào)幅

MCKA=0.8x40=32

MCKB=0.8X160=128X7V-M

(2)梁左端的最大負(fù)彎矩

MA=1.2X(-32)+1.3x(-140)=-220.470V-M

梁左端的最大正彎矩

MA=1.0x(—32)+1.3x140=150m”

梁右端的最大負(fù)彎矩

MB=1.2X(-128)+1.3x(-60)=-231.6KN-M

梁右端的最大正彎矩

M=1.0x(—128)+1.3x60=—50儂M

3.按振型分解反應(yīng)譜法確定圖示結(jié)構(gòu)在多遇水平地震作用下各振型各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用

時(shí)和樓層水平地震剪力值，并繪出樓層地震剪力圖。

已知場(chǎng)地類別為II類，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，4=0.4s；抗震設(shè)防烈度為7度，(設(shè)

計(jì)基本地震加速度0.10g),?max=0.08；各層的重力荷載代表值分別為：G=1200kN,G2

=1200kN,振型及相應(yīng)的自振周期分別為：

第一振型Xn=1.000,X12=1.618,7；=1.028S

第二振型X21=1.000,X22=-0.618,4=0.393s

(1)求水平地震作用

相應(yīng)第一振型質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用

查表Tg=0.4s,tzmax=0.08,所以

099

%=(Tg/TJ-.?max=(0.40/1.028)°-x0.08=0.0342

￡叫X”_1200x1.00+1200>1.618

3~Z7-(68x0.4882+50xl2)g

于是Fn=a1ylXnGl=0.0324x0.724x1.000x1200=29.71KN

Fn=%為Xi2G2=0.0324x0.724x1.618x1200=48.08KN

作用在第II振型的質(zhì)點(diǎn)水平地震作用

員=的力乂??,因?yàn)?」<n=0.393<7；=0.40s

取%=°』6

1200x1+1200(-0.618)

1200xl.002+1200x(-0.618)2

F21=0.08x0.276x1x1200=26.50KN

F22=0.08x0.276x(-0.618)x1200=-16.30KN

(2)求層地震剪力

匕=748.082+(-16.3)2=50.76KN