考研抗震試題及詳細答案

考研抗震試題及詳細答案考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。下列選項中，只有一項符合題目要求，請將正確選項的字母填在題干后的括號內）1.在建筑抗震設計中，確定結構抗震設防類別的主要依據是（）。A.結構的抗震等級B.建筑的重要性類別C.場地類別D.結構的高度2.根據我國《建筑抗震設計規范》（GB50011），下列哪項表述是正確的？（）A.所有建筑都必須進行抗震設計B.甲類建筑應按高于基本烈度的要求進行抗震設計C.丙類建筑屬于抗震設防類別，但可不進行抗震設計D.丁類建筑抗震設防要求最低3.采用反應譜法計算地震作用時，結構的基本自振周期T與結構振型有關，當結構層間剛度越小時，其基本自振周期通常（）。A.越短B.越長C.不變D.與層間剛度無關4.對于高度不超過24m的規則磚混結構房屋，當按抗震規范確定抗震措施時，通常（）。A.需要進行時程分析法補充計算B.僅需進行抗震概念設計，無需進行抗震計算C.應采用簡化方法計算地震作用，并采取相應的抗震構造措施D.其抗震設計要求與鋼筋混凝土結構相同5.在進行結構抗震計算時，下列哪種情況屬于規則結構？（）A.平面布置不規則，豎向抗側力構件不連續B.平面布置規則，但豎向抗側力構件強度沿高度均勻C.平面形狀復雜，結構扭轉效應顯著D.堅向抗側力構件連續，但結構平面形狀復雜且不對稱6.框架結構抗震設計時，為了提高框架柱的延性，通常采取的措施是（）。A.選用高強度鋼筋B.限制柱軸壓比C.增大柱截面尺寸D.減小柱截面配箍率7.根據《建筑抗震設計規范》，框架結構抗震等級的確定主要與哪些因素有關？（）A.建筑高度、場地類別、抗震設防烈度、結構類型B.建筑層數、結構形式、地基基礎條件C.結構自振周期、阻尼比、重力荷載代表值D.抗震構造措施、材料強度等級、使用功能8.剪力墻結構中，為了提高墻肢的抗震性能，通常設置邊緣構件，其主要作用是（）。A.增強墻肢的受彎能力B.提高墻肢的受剪承載力C.增強墻肢的延性，限制其變形D.改善墻肢的應力分布9.框架-剪力墻結構中，剪力墻的主要作用是（）。A.承擔大部分豎向荷載B.提供應急時的水平抗側力C.提高結構的整體剛度，減小結構周期D.保證結構的整體穩定性和抗震性能10.下列哪種構造措施不屬于框架結構抗震設計中的必要措施？（）A.梁端加密區的箍筋配置B.柱端加密區的箍筋配置C.框架節點核心區的構造要求D.框架梁、柱縱向鋼筋的搭接長度要求二、多選題（每題3分，共30分。下列選項中，至少有兩項符合題目要求，請將正確選項的字母填在題干后的括號內。多選、錯選、漏選均不得分）1.我國《建筑抗震設計規范》采用的三水準抗震設計目標是指（）。A.小震不壞B.中震可修C.大震不倒D.基本烈度不壞E.大震可修2.影響結構抗震性能的地震作用因素包括（）。A.地震烈度B.場地類別C.結構自振周期D.結構阻尼比E.結構質量分布3.在進行結構抗震計算時，振型分解反應譜法適用于（）。A.規則結構B.不規則結構C.扭轉效應明顯的結構D.周期較長的結構E.基本自振周期小于0.5s的結構4.框架結構抗震設計時，下列哪些措施有助于提高結構的延性？（）A.限制柱軸壓比B.采用高強鋼筋C.保證梁、柱塑性鉸出現在梁端D.提高梁、柱的配箍率E.減小梁、柱截面尺寸5.剪力墻結構中，影響其抗震性能的主要因素包括（）。A.墻肢的厚度B.墻肢的高寬比C.墻肢的軸壓比D.連梁的剛度與強度E.墻體的材料強度6.框架-剪力墻結構中，剪力墻的布置應遵循的原則包括（）。A.滿足規范對剪力墻數量的要求B.剪力墻應均勻布置在結構的周邊C.剪力墻的平面位置應盡量靠近結構的質心D.剪力墻的布置應避免形成薄弱層E.剪力墻的布置應方便施工7.根據《建筑抗震設計規范》，以下哪些結構類型屬于規則結構？（）A.平面布置規則、對稱，且質量和剛度沿高度分布均勻的框架結構B.平面布置規則、對稱，但質量和剛度沿高度分布不均勻的框架結構C.平面布置不規則，但豎向抗側力構件連續、剛度沿高度分布均勻的剪力墻結構D.平面布置規則、對稱，豎向抗側力構件連續、剛度沿高度分布均勻的框架-剪力墻結構E.平面形狀復雜，結構扭轉效應顯著的多層結構8.框架結構抗震設計時，梁端箍筋加密區的箍筋配置應滿足的要求包括（）。A.箍筋直徑和間距應符合規范要求B.箍筋形式應為封閉箍筋C.箍筋的體積配箍率不應小于規范規定的最小值D.箍筋的末端應做成135度彎鉤E.箍筋的肢數應根據梁寬和抗震等級確定9.以下哪些屬于結構抗震設計中的概念設計要點？（）A.結構總體布置的規則性B.抗側力構件的合理布置C.結構周期和振型的選擇D.結構薄弱部位的處理E.抗震構造措施的實施10.根據《建筑抗震設計規范》，以下哪些情況需要進行結構抗震性能化設計？（）A.重要性較高的建筑B.抗震設防烈度較高的一般建筑C.結構形式復雜、受力特殊的建筑D.對抗震有特殊要求的建筑E.造價較高的建筑三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述什么是建筑抗震設防類別？確定其類別的主要考慮因素有哪些？2.簡述反應譜法計算地震作用的基本步驟。3.簡述框架結構抗震設計中，提高梁端塑性鉸轉動能力的主要措施。4.簡述剪力墻結構中，構造邊緣構件的作用。四、計算題（每題10分，共30分）1.某單層鋼筋混凝土框架結構，結構總重力荷載代表值為G=2000kN，結構基本自振周期T1=1.2s，結構阻尼比ζ=0.05，所在場地類別為II類，抗震設防烈度為8度（0.3g），設計地震分組為第二組。試計算該結構在水平地震作用下的總地震作用標準值FΕk。（計算時，可假定結構重力荷載代表值分配到各層的比例均勻，且地震影響系數α可按αmax=0.16采用，特征周期Tg=0.35s）2.某框架結構抗震等級為二級，某層框架柱截面尺寸為b×h=400mm×400mm，該層地震剪力設計值V=450kN，柱軸壓比ηN=0.4，采用C30混凝土（fc=14.3N/mm2），HRB400鋼筋（fy=360N/mm2）。試計算該柱箍筋加密區的最小體積配箍率ρv，并說明箍筋的構造要求。（注：二級框架柱箍筋加密區最小體積配箍率按規范查表確定，可假設箍筋為雙肢箍）3.某規則懸臂剪力墻，墻高H=50m，墻厚t=200mm，混凝土強度等級為C40（fc=19.1N/mm2），承受的地震作用彎矩設計值M=15000kN·m。試估算該剪力墻的受彎承載力設計值Mu（不考慮墻體軸力影響），并判斷是否滿足承載力要求。（注：可假設剪力墻端部配置縱向受拉鋼筋As，且As=As'，鋼筋強度fy=360N/mm2）試卷答案一、選擇題1.B2.B3.B4.C5.B6.B7.A8.C9.C10.D二、多選題1.A,B,C2.A,B,C,D,E3.A,D4.A,B,C,D5.A,B,C,D,E6.A,C,D7.A,D8.A,B,C9.A,B,C,D10.A,C,D三、簡答題1.建筑抗震設防類別是根據建筑的重要性、使用功能、抗震防災要求等，劃分為甲類、乙類、丙類、丁類四個類別的過程。確定其主要考慮因素包括：建筑的重要性（如重要生命線工程、重大設防目標）、使用功能（如人員密集場所）、抗震防災要求（如位于地震斷裂帶附近）、地質條件和社會影響等。2.反應譜法計算地震作用的基本步驟包括：確定地震影響系數α（根據烈度、場地類別、設計分組、結構自振周期T1、阻尼比ζ查閱抗震規范給出的地震影響系數曲線或表），計算結構總重力荷載代表值G，確定結構基本自振周期T1，計算結構等效總重力荷載代表值Geq（通常取G或0.85G，視情況而定），計算結構水平地震作用標準值FΕk（FΕk=αGeq），然后根據振型分解法或其它方法分配到各個樓層或構件上。3.框架結構抗震設計中，提高梁端塑性鉸轉動能力的主要措施包括：限制梁端屈服時的軸壓比，保證梁端有足夠的受彎鋼筋配筋率，使梁端能形成塑性鉸；采用強柱弱梁的設計原則，通過調整柱和梁的相對強度，確保塑性鉸先在梁端形成；配置足夠的箍筋，特別是梁端加密區的箍筋，以提高梁端柱的受剪承載力，防止剪切破壞先于彎曲破壞發生，從而保證梁端有足夠的轉動能力。4.剪力墻結構中，構造邊緣構件的作用是：在地震作用下，為剪力墻墻肢兩端（或角部）的暗柱或端柱提供額外的受壓承載力，以約束核心混凝土，提高混凝土的抗壓強度和變形能力，防止墻肢端部混凝土在較大剪力和彎矩作用下發生脆性剪切破壞或先于彎曲破壞，從而保證剪力墻具有足夠的延性，改善結構的抗震性能。四、計算題1.解：1.1.確定地震影響系數α：查規范，當T1=1.2s，Tg=0.35s，ζ=0.05，αmax=0.16時，α=αmax*(Tg/T1)^(1/4)=0.16*(0.35/1.2)^(1/4)=0.16*0.688^(1/4)=0.16*0.829=0.133。1.2.確定等效總重力荷載代表值Geq：取Geq=G=2000kN。1.3.計算總地震作用標準值FΕk：FΕk=αGeq=0.133*2000=266kN。答：該結構在水平地震作用下的總地震作用標準值FΕk為266kN。2.解：2.1.確定最小體積配箍率ρv：查GB50011規范表6.3.6-1，二級框架柱，箍筋加密區，ηN=0.4，屬于中柱，最小體積配箍率ρv(min)=0.04%。2.2.計算柱截面面積Ac：Ac=b*h=400*400=160000mm2。2.3.計算箍筋加密區體積配箍率：ρv=ρv(min)=0.04%。2.4.構造要求：箍筋應采用封閉箍筋，末端應做成135度彎鉤，彎鉤末端平直段長度不應小于10d（d為箍筋直徑），且不應小于75mm。箍筋直徑應不小于柱截面短邊尺寸的1/4且不小于6mm。箍筋間距應不大于縱筋較小直徑的6倍且不大于500mm。答：該柱箍筋加密區的最小體積配箍率ρv為0.04%。箍筋構造要求如上所述。3.解：3.1.計算鋼筋面積As：假設As=As'=A，Mu=0.9*fc*b*h0*γf'As+0.5*fc*b*h0*(γf'As/h0)（考慮了受壓鋼筋，為簡化估算，也可忽略受壓鋼筋，Mu=0.9*fc*b*h0*γf'As，但本題已給出As=As'，故采用前式更精確）。此處γf'=fy/fc=360/19.1=18.79。為簡化計算，假設受壓區高度x=h0，則Mu=0.9*fc*b*h0^2*γf'As/2。代入數據，Mu=0.9*19.1*400*2000^2*18.79*A/2=7203120000*AkN·mm=7203.12*AkN·m。3.2.求解As：令7203.12*A=15000，得A=15000/7203.12=2.085mm2。所需鋼筋面積很小，顯然不合理，說明假設x=h0不成立，實際x<h0，需按大偏心受壓計算。3.3.按大偏心受壓計算Mu：Mu=αMc=α*fc*b*x*(h0-x)+0.5*fc*b*h0^2*(γf'As/h0)。此處α取0.9。令As=As'=A，代入數據，15000=0.9*19.1*400*x*(2000-x)+0.5*19.1*400*2000^2*18.79*A/2000。簡化得15000=2772*x*(2000-x)+1912*A。代入A=As'=18.79*A，得15000=2772*x*(2000-x)+1912*18.79*A=36000.08*x-2772*x^2+36000.08*A。代入A=As'=18.79*A，得15000=36000.08*x-2772*x^2+36000.08*18.79*A=676680.72*x-2772*x^2+676680.72*A。整理得15000=676680.72*(x+A)。由于A很小，可近似認為15000≈676680.72*x，得x≈15000/676680.72=0.022mm。x遠小于h0，計算正確。3.4.判斷承載力：計算得到的x值非常小，說明所需As極大，或計算模型有誤。重新審視計算，更合理的簡化模型是忽略受壓鋼筋，Mu=0.9*fc*b*h0^2*γf'As/2。代入數據，Mu=0