考研抗震试题及详细答案

考研抗震试题及详细答案考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。下列选项中，只有一项符合题目要求，请将正确选项的字母填在题干后的括号内）1.在建筑抗震设计中，确定结构抗震设防类别的主要依据是（）。A.结构的抗震等级B.建筑的重要性类别C.场地类别D.结构的高度2.根据我国《建筑抗震设计规范》（GB50011），下列哪项表述是正确的？（）A.所有建筑都必须进行抗震设计B.甲类建筑应按高于基本烈度的要求进行抗震设计C.丙类建筑属于抗震设防类别，但可不进行抗震设计D.丁类建筑抗震设防要求最低3.采用反应谱法计算地震作用时，结构的基本自振周期T与结构振型有关，当结构层间刚度越小时，其基本自振周期通常（）。A.越短B.越长C.不变D.与层间刚度无关4.对于高度不超过24m的规则砖混结构房屋，当按抗震规范确定抗震措施时，通常（）。A.需要进行时程分析法补充计算B.仅需进行抗震概念设计，无需进行抗震计算C.应采用简化方法计算地震作用，并采取相应的抗震构造措施D.其抗震设计要求与钢筋混凝土结构相同5.在进行结构抗震计算时，下列哪种情况属于规则结构？（）A.平面布置不规则，竖向抗侧力构件不连续B.平面布置规则，但竖向抗侧力构件强度沿高度均匀C.平面形状复杂，结构扭转效应显著D.坚向抗侧力构件连续，但结构平面形状复杂且不对称6.框架结构抗震设计时，为了提高框架柱的延性，通常采取的措施是（）。A.选用高强度钢筋B.限制柱轴压比C.增大柱截面尺寸D.减小柱截面配箍率7.根据《建筑抗震设计规范》，框架结构抗震等级的确定主要与哪些因素有关？（）A.建筑高度、场地类别、抗震设防烈度、结构类型B.建筑层数、结构形式、地基基础条件C.结构自振周期、阻尼比、重力荷载代表值D.抗震构造措施、材料强度等级、使用功能8.剪力墙结构中，为了提高墙肢的抗震性能，通常设置边缘构件，其主要作用是（）。A.增强墙肢的受弯能力B.提高墙肢的受剪承载力C.增强墙肢的延性，限制其变形D.改善墙肢的应力分布9.框架-剪力墙结构中，剪力墙的主要作用是（）。A.承担大部分竖向荷载B.提供应急时的水平抗侧力C.提高结构的整体刚度，减小结构周期D.保证结构的整体稳定性和抗震性能10.下列哪种构造措施不属于框架结构抗震设计中的必要措施？（）A.梁端加密区的箍筋配置B.柱端加密区的箍筋配置C.框架节点核心区的构造要求D.框架梁、柱纵向钢筋的搭接长度要求二、多选题（每题3分，共30分。下列选项中，至少有两项符合题目要求，请将正确选项的字母填在题干后的括号内。多选、错选、漏选均不得分）1.我国《建筑抗震设计规范》采用的三水准抗震设计目标是指（）。A.小震不坏B.中震可修C.大震不倒D.基本烈度不坏E.大震可修2.影响结构抗震性能的地震作用因素包括（）。A.地震烈度B.场地类别C.结构自振周期D.结构阻尼比E.结构质量分布3.在进行结构抗震计算时，振型分解反应谱法适用于（）。A.规则结构B.不规则结构C.扭转效应明显的结构D.周期较长的结构E.基本自振周期小于0.5s的结构4.框架结构抗震设计时，下列哪些措施有助于提高结构的延性？（）A.限制柱轴压比B.采用高强钢筋C.保证梁、柱塑性铰出现在梁端D.提高梁、柱的配箍率E.减小梁、柱截面尺寸5.剪力墙结构中，影响其抗震性能的主要因素包括（）。A.墙肢的厚度B.墙肢的高宽比C.墙肢的轴压比D.连梁的刚度与强度E.墙体的材料强度6.框架-剪力墙结构中，剪力墙的布置应遵循的原则包括（）。A.满足规范对剪力墙数量的要求B.剪力墙应均匀布置在结构的周边C.剪力墙的平面位置应尽量靠近结构的质心D.剪力墙的布置应避免形成薄弱层E.剪力墙的布置应方便施工7.根据《建筑抗震设计规范》，以下哪些结构类型属于规则结构？（）A.平面布置规则、对称，且质量和刚度沿高度分布均匀的框架结构B.平面布置规则、对称，但质量和刚度沿高度分布不均匀的框架结构C.平面布置不规则，但竖向抗侧力构件连续、刚度沿高度分布均匀的剪力墙结构D.平面布置规则、对称，竖向抗侧力构件连续、刚度沿高度分布均匀的框架-剪力墙结构E.平面形状复杂，结构扭转效应显著的多层结构8.框架结构抗震设计时，梁端箍筋加密区的箍筋配置应满足的要求包括（）。A.箍筋直径和间距应符合规范要求B.箍筋形式应为封闭箍筋C.箍筋的体积配箍率不应小于规范规定的最小值D.箍筋的末端应做成135度弯钩E.箍筋的肢数应根据梁宽和抗震等级确定9.以下哪些属于结构抗震设计中的概念设计要点？（）A.结构总体布置的规则性B.抗侧力构件的合理布置C.结构周期和振型的选择D.结构薄弱部位的处理E.抗震构造措施的实施10.根据《建筑抗震设计规范》，以下哪些情况需要进行结构抗震性能化设计？（）A.重要性较高的建筑B.抗震设防烈度较高的一般建筑C.结构形式复杂、受力特殊的建筑D.对抗震有特殊要求的建筑E.造价较高的建筑三、简答题（每题5分，共20分）1.简述什么是建筑抗震设防类别？确定其类别的主要考虑因素有哪些？2.简述反应谱法计算地震作用的基本步骤。3.简述框架结构抗震设计中，提高梁端塑性铰转动能力的主要措施。4.简述剪力墙结构中，构造边缘构件的作用。四、计算题（每题10分，共30分）1.某单层钢筋混凝土框架结构，结构总重力荷载代表值为G=2000kN，结构基本自振周期T1=1.2s，结构阻尼比ζ=0.05，所在场地类别为II类，抗震设防烈度为8度（0.3g），设计地震分组为第二组。试计算该结构在水平地震作用下的总地震作用标准值FΕk。（计算时，可假定结构重力荷载代表值分配到各层的比例均匀，且地震影响系数α可按αmax=0.16采用，特征周期Tg=0.35s）2.某框架结构抗震等级为二级，某层框架柱截面尺寸为b×h=400mm×400mm，该层地震剪力设计值V=450kN，柱轴压比ηN=0.4，采用C30混凝土（fc=14.3N/mm²），HRB400钢筋（fy=360N/mm²）。试计算该柱箍筋加密区的最小体积配箍率ρv，并说明箍筋的构造要求。（注：二级框架柱箍筋加密区最小体积配箍率按规范查表确定，可假设箍筋为双肢箍）3.某规则悬臂剪力墙，墙高H=50m，墙厚t=200mm，混凝土强度等级为C40（fc=19.1N/mm²），承受的地震作用弯矩设计值M=15000kN·m。试估算该剪力墙的受弯承载力设计值Mu（不考虑墙体轴力影响），并判断是否满足承载力要求。（注：可假设剪力墙端部配置纵向受拉钢筋As，且As=As'，钢筋强度fy=360N/mm²）试卷答案一、选择题1.B2.B3.B4.C5.B6.B7.A8.C9.C10.D二、多选题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、简答题1.建筑抗震设防类别是根据建筑的重要性、使用功能、抗震防灾要求等，划分为甲类、乙类、丙类、丁类四个类别的过程。确定其主要考虑因素包括：建筑的重要性（如重要生命线工程、重大设防目标）、使用功能（如人员密集场所）、抗震防灾要求（如位于地震断裂带附近）、地质条件和社会影响等。2.反应谱法计算地震作用的基本步骤包括：确定地震影响系数α（根据烈度、场地类别、设计分组、结构自振周期T1、阻尼比ζ查阅抗震规范给出的地震影响系数曲线或表），计算结构总重力荷载代表值G，确定结构基本自振周期T1，计算结构等效总重力荷载代表值Geq（通常取G或0.85G，视情况而定），计算结构水平地震作用标准值FΕk（FΕk=αGeq），然后根据振型分解法或其它方法分配到各个楼层或构件上。3.框架结构抗震设计中，提高梁端塑性铰转动能力的主要措施包括：限制梁端屈服时的轴压比，保证梁端有足够的受弯钢筋配筋率，使梁端能形成塑性铰；采用强柱弱梁的设计原则，通过调整柱和梁的相对强度，确保塑性铰先在梁端形成；配置足够的箍筋，特别是梁端加密区的箍筋，以提高梁端柱的受剪承载力，防止剪切破坏先于弯曲破坏发生，从而保证梁端有足够的转动能力。4.剪力墙结构中，构造边缘构件的作用是：在地震作用下，为剪力墙墙肢两端（或角部）的暗柱或端柱提供额外的受压承载力，以约束核心混凝土，提高混凝土的抗压强度和变形能力，防止墙肢端部混凝土在较大剪力和弯矩作用下发生脆性剪切破坏或先于弯曲破坏，从而保证剪力墙具有足够的延性，改善结构的抗震性能。四、计算题1.解：1.1.确定地震影响系数α：查规范，当T1=1.2s，Tg=0.35s，ζ=0.05，αmax=0.16时，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.确定等效总重力荷载代表值Geq：取Geq=G=2000kN。1.3.计算总地震作用标准值FΕk：FΕk=αGeq=0.133*2000=266kN。答：该结构在水平地震作用下的总地震作用标准值FΕk为266kN。2.解：2.1.确定最小体积配箍率ρv：查GB50011规范表6.3.6-1，二级框架柱，箍筋加密区，ηN=0.4，属于中柱，最小体积配箍率ρv(min)=0.04%。2.2.计算柱截面面积Ac：Ac=b*h=400*400=160000mm²。2.3.计算箍筋加密区体积配箍率：ρv=ρv(min)=0.04%。2.4.构造要求：箍筋应采用封闭箍筋，末端应做成135度弯钩，弯钩末端平直段长度不应小于10d（d为箍筋直径），且不应小于75mm。箍筋直径应不小于柱截面短边尺寸的1/4且不小于6mm。箍筋间距应不大于纵筋较小直径的6倍且不大于500mm。答：该柱箍筋加密区的最小体积配箍率ρv为0.04%。箍筋构造要求如上所述。3.解：3.1.计算钢筋面积As：假设As=As'=A，Mu=0.9*fc*b*h0*γf'As+0.5*fc*b*h0*(γf'As/h0)（考虑了受压钢筋，为简化估算，也可忽略受压钢筋，Mu=0.9*fc*b*h0*γf'As，但本题已给出As=As'，故采用前式更精确）。此处γf'=fy/fc=360/19.1=18.79。为简化计算，假设受压区高度x=h0，则Mu=0.9*fc*b*h0^2*γf'As/2。代入数据，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。所需钢筋面积很小，显然不合理，说明假设x=h0不成立，实际x<h0，需按大偏心受压计算。3.3.按大偏心受压计算Mu：Mu=αMc=α*fc*b*x*(h0-x)+0.5*fc*b*h0^2*(γf'As/h0)。此处α取0.9。令As=As'=A，代入数据，15000=0.9*19.1*400*x*(2000-x)+0.5*19.1*400*2000^2*18.79*A/2000。简化得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，可近似认为15000≈676680.72*x，得x≈15000/676680.72=0.022mm。x远小于h0，计算正确。3.4.判断承载力：计算得到的x值非常小，说明所需As极大，或计算模型有误。重新审视计算，更合理的简化模型是忽略受压钢筋，Mu=0.9*fc*b*h0^2*γf'As/2。代入数据，Mu=0