《工程结构荷载与可靠度设计原理》复习题
第一章荷载类型
1.荷载：各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力
2.作用：能使结构产生效应（结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等）的各种因素总称。
3.荷载与作用的区别与联系.
区别：荷载不一定产生效应，但作用一定能产生效应。
联系：作用属于荷载的范畴。
第二章重力
1.土是由土颗粒、水和气体组成的三项非连续介质。
2.雪压：单位面积地面上积雪的自重。
3.基本雪压：当地空旷平坦地面上根据气象记录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。
第三章侧压力
1.根据挡土墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可分为静止土压力、主动土压力和被动土压力。
三种土压力的受力特点：
（1）静止土压力：挡土墙在土压力作用下，不产生任何方向的位移或转动而保持原有的位置，墙后土体处于弹性平衡状态。
（2）主动土压力：挡土墙在土压力的作用下，背离墙背方向移动或转动时，墙后土压力逐渐减小，当达到某一位移量值时，墙后土体开始下滑，作用在挡土墙上的土压力达到最小值，滑动楔体内应力处于主动极限平衡状态。（3）被动土压力：挡土墙在外力作用下向墙背方向移动或转动时，墙体挤压土体，墙后土压力逐渐增大，当达到某一位移时，墙后土体开始上隆，作用在档土墙上的土压力达到最大值，滑动楔体内应力处于被动极限平衡状态。2.水对结构物的力学作用表现在对结构物表面产生静水压力和动水压力。静水压力可能导致结构物的滑动或倾覆；动水压力，会对结构物产生切应力和正应力，同时还可能引起结构物的振动，甚至使结构物产生自激振动或共振。
3.（1）冻胀力：在封闭体系中，由于土体初始含水量冻结，体积膨胀产生向四面扩张的内应力，这个力称为冻胀力。（2）冻土：具有负温度或零温度，其中含有冰，且胶结着松散固体颗粒的土，称为冻土。
（3）冻胀现象：冬季低温时结构物开裂、断裂，严重者造成结构物倾覆等；春融期间地基沉降，对结构产生形变作用的附加荷载。
（4）影响冻土的因素：土颗粒的大小和土颗粒外形。
第四章风荷载
1.基本风压：按规定的地貌、高度、时距等量测的风速所确定的风压称为基本风压。通常应符合以下五个规定：标准高度的规定、地貌的规定、公称风速的时距、最大风速的样本时间和基本风速重现期。
2.风效应可以分为顺风向结构风效应和横风向结构风效应两种。
3.速度为的风流经任意截面物体，都将产生三个力：物体单位长度上的顺风向力p D、横风向力P L以及扭力矩P M。
第五章地震作用
1.地震按其产生的原因，可分为火山地震、陷落地震和构造地震。
2.（1）震源：即发震点，是指岩层断裂处。
（2）震中：震源正上方的。
（3）震源深度：震中至震源的距离。
（4）震中距：地面某处到震中的距离。
（5）震级：衡量一次地震规模大小的数量等级。
（6）地震能：一次地震所释放的能量。
3.烈度与震级的关系
烈度与震级虽是两个不同的概念，但一次地震发生，震级是一定的，对于确定地点上的烈度也是一定的，且定性上震级越大，确定地点上的烈度也越大。
震中一般是一次地震烈度的最大地区，其烈度与震级和震源深度有关。在环境条件基本相同的情况下，震级越大、震源深度越小，则震中烈度越高。根据我国的地震资料，对于发生最多的浅源地震，可建立震中烈度I0与震级
M的近似关系：
2
1
3
M I
=+
对于非震中区，可利用烈度随震中距衰减的关系，建立烈度与震级的关系。一般烈度衰减关系为：0
lg(1)
I I c
h
?
=-?+
式中
?-?
震中距 h-震源深度 I-震中距为处的烈度c-烈度衰减参数
由式
lg(1)
I I c
h
?
=-?+知，地震烈度随震中距按对数规律衰减。一般平原地区衰减快，山区衰减慢，则平原地区c值大于山区。另外，震级越大，烈度衰减越快。可见，参数c与地貌、震级等因素有关。
将式
l g(1)
I I c
h
?
=-?+代入
2
1
3
M I
=+式得
22
1lg(1)
33
M I c
h
?
=++?+
上式为任意地点烈度与震级间的数值关系式。
4.地震波分为在地球内部传播的体波和在地面附近传播的面波。
第七章荷载的统计分析
1.平稳二项随机过程荷载模型的假定为：
（1）根据荷载每变动一次作用在结构上的时间长短，将设计基准期T 等分为r 个相等的时段τ，或认为设计基准期T 内荷载均匀变动/r T τ=次。
（2）在每个时段τ内，荷载Q 出现（即0Q >）的概率为
p ，不出现（即0Q <）的概率为1q p =-；
（3）在每一时段τ内，荷载出现时，其幅值是非负的随机
变量，且在不同时段上概率分布是相同的，记时段内的荷载概率分布（也称为任意时点荷载分布）为()[(),]i F x P Q t x t τ=≤∈；
（4）不同时段τ上的荷载幅值随机变量相互独立，且与在时段τ上是否出现荷载无关。 2.一般可变荷载有如下代表值：标准值、准永久值、频遇值和组合值。
3.结构荷载效应是指作用在结构上的荷载所产生的内力、变形、应变等。 第八章 结构抗力的统计分析
影响结构构件抗力的因素很多，主要因素有三种，即：材
料性能的不定性m X ，几何参数的不定性A X ，计算模式的
不定性p X 。形成原因：
（1）材料性能的不定性m X 是由于材料本身品质的差异，
以及制作工艺、环境条件等因素引起的材料性能的变异，导致了材料性能的不定性。 （2）几何参数的不定性A X 是由于制作和安装方面的原
因，结构构件的尺寸会出现偏差，制作安装后的实际结构与设计中预期的构件几何特征会有差异。 （3）计算模式的不定性p X 主要是由抗力计算中采用的基本假定不完全符合实际或计算公式的近似等引起的变异性。
第九章 结构可靠度分析
1.结构可靠度是指结构在规定的时间（一般指结构设计基准期，目前世界上大多数国家普通结构的设计基准期均为50年）内，在规定的条件（指正常设计、正常施工、正常使用条件，不考虑认为错误或过失因素）下，完成预定功能的概率。
2.(,)Z g R S R S ==-(,)Z g R S R S ==- 0Z >结构
可靠；0Z <结构失效；0Z = 结构处于极限状态 3.中心点法的优缺点：P 146
4.可靠指标和功能函数（P 138-P 139）
5.结构体系失效模型（P 152）
第十章 结构概率可靠度设计法
1.（1）荷载能力极限状态设计式
0S R γ≤ 式中 0γ—结构重要性系数 S —荷载效应组
合的设计值 R —结构构件抗力的设计值，按不同结构的有关规范确定。
说明：
荷载效应组合的设计值S 应从下列组合值中取最不利值确
定： ①由可变荷载效应控制的组合 112
n
G Gk Q Q k Qi ci Qik i S S S S γγγ?==++∑
②由永久荷载效应控制的组合 1
n
G Gk Qi ci Qik i S S S γγ?==+∑
上述荷载效应组合中的荷载分项系数，按下列规定采用：
●永久荷载的分项系数G γ
1）当其效应对结构不利时
对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；
对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35；
2）当其效应对结构有利时 一般情况应取1.0；
对结构的倾覆、滑移或漂浮验算时，应取0.9.
●可变荷载的分项系数Qi γ
一般应取1.4；
对标准值大于24/kN m 的工业房屋楼面结构的活载应取1.3.
（2）正常使用极限状态设计表达式
S C ≤ 式中 C —结构或结构构件体达到正常使用要求的规定限值，例如变形、裂缝、振幅、加速度、应力等的限值。 说明：
（1）对于标准组合 12
n
G k Q k c i
Q i k
i S S S S ?
==++
∑
（2）对于频遇组合 112
n
Gk f Q k qi
Qik i S S S S ??
==++
∑
（3）对于准永久组合 1
n
G k q i
Q i k
i S S S ?
==+∑ 其中
ci ?—可变荷载i Q 的组合值系数；1f ?—可变荷载i
Q 的频遇值系数；qi ?—可变荷载i Q 的准永久值系数 对于一般住宅和办公楼的楼面活荷载，其组合值、频遇值和永久值系数分别为0.7、0.5、0.4；对于风荷载，其组合值、频遇值和永久值系数分别为0.6、0.4、0.
2.（1）由于各国荷载和抗力标准值确定的方式不同，设计目标可靠度的水准也有差异，因此不同国家结构设计表达式的分项数值取值均不一致。
（2）各个国家的荷载分项系数、抗力分项系数和荷载标准值和抗力标准值是配套使用的，它们作为设计表达式中的一个整体有确定的概率可靠度意义。千万不能采用一个国家的荷载标准或抗力标准值，而套用另一个国家的设计表达式进行结构设计。
计算题
1.已知某挡土墙高度H =8.0m,墙背竖直、光滑，填土表面水平。墙后填土为无黏性中砂，重度γ=18.03
/m kN ,有效内摩擦角?=30°。试计算作用在挡土墙上的静止土压力
0E 和主动土压力a E 。
【解】（1）静止土压力
0E =022
1K H γ=
2
118.08(1cos 30)2
???-
=288.0m kN /
0E 点位于距墙底H /3=2.67m 处。
（2）主动土压力
a E =a K H 22
1γ=)23045(tan 80.182122
-???=192m kN /
a E 点位于距墙底H /3=2.67m 处。
2.已知一个三层剪切型结构，如图计2-1所示。已知该结构的各阶段周期和振型为s T 43
3.01=、s T 202.02=、30.136T s =、?
?
????????=000.1648.0301.0}{1φ、?
?
????????--=000.1601.0676.0}{2φ、?
?
???
???
??-=00.157.247.2}{3φ，设计反应谱的有关参数为s T g 2.0=，9.0=b ，16.0max =a 。
（1）采用振型分解反应谱法求该三层剪切型结构在地震作用下的底部最大剪力和顶部最大位移。（2）采用底部剪力法计算地震作用下结构底部最大剪力和顶部最大位移。
【解】(1)①求有关参数 各阶地震影响系数
max 9
.01
1αα???
? ??=T
T g
0798.016.0433.02.09
.0=???? ??= 2
α159.016.0202.02.09
.0=???
? ??=
3α=0.16
各阶振型参与参数
}[]}{{}[][]{21111111i i i i m m M M φφφφφγ∑∑==
=421.1301
.02648.05.111301.02648.05.1112
2
2
=?+?+??+?+?
510.02-=γ
090.03-=γ
②各阶振型地震作用
第一振型地震作用
kN G F 669.00798.0301.0421.18.921111111=????==αφγ
kN F 080.10798.0648.0421.18.95.112=????= kN F 111.10798.0000.1421.18.90.113=????=
第二振型地震作用
kN F 074.121=
kN F 716.022= kN F 795.023-=
第三振型地震作用
kN F 697.031= kN F 529.032-= kN F 141.033=
③求最大底部剪力
各振型地震作用产生的底部剪力为
kN F F F V 860.213121111=++= kN F F F V 995.023222121=++= kN F F F V 309.033323131=++=
通过振型组合求最大底部剪力
1 3.043V kN =
=
若只取前两阶振型反应组合，可得
12
212111028.3V kN V V V ≈=+='
④求最大顶部位移
各振型地震作用产生的顶部位移为
211213
1213
13131
2
3
3
2.860 1.080 1.111
1.1111800
1200
600
5.26610F F F F F F u k k k m -++++=
+
+
=
+
+
=?3
212223
2223
23131
2
3
0.83810F F F F F F u m k k k -+++=
++
=-?
图计2-1 三层剪切型结构
3
313233
3233
33331
2
3
0.08310F F F F F F u m k k k -+++=
+
+
=?
通过振型组合求最大顶部位移
33 5.33310u m -==?
若只取前两阶振型反应组合，可得
332
23213310332.5u m u u u ≈?=+='-
（2）①求底部剪力
max 9
.01
1αα???
? ??=T
T g 0798.016.0433.02.09
.0=???? ??=
结构总重力荷载为
kN G E 1.448.9)0.25.10.1(=?++=
因结构质点数n =3>1，近似取85.0=χ，则
kN G F V E E k 991.20798.01.4485.011=??===αχ ②各质点地震作用
不考虑高阶振型影响，则
11125
2.9910.81925 1.59 1.013
Ek j j
G H F F kN G H ?=
=
?=∑?+?+?
2 1.59
2.991 1.10625 1.59 1.013
F kN ?=?=?+?+?3 1.013
2.991 1.06525 1.59 1.013
F kN ?=
?=?+?+?
③顶部位移
23
331
2
3
3
2.991 1.065 1.106
1.0651800
1200
6005.24610Ek F F F F u k k k m
-++=
++=+
+=?
3.求Q235沸腾钢屈服强度的统计参数
已知：试件材料屈服强度的平均值2/3.280mm N y
f =μ，标准
差2/3.21mm N y
f =σ。由于加荷速度及上、下屈服点的差别，
构件中材料的屈服强度低于试件材料的屈服强度，经统计，两者比值0X 的均值92.00
=X μ，标准差032.00
=X σ。规范规
定的构件材料屈服强度值为20240/k k f N mm =。 【解】076.03
.2803
.21===
y
f y f y f μσδ 035.092
.0032
.00
00==
=
X X X μσδ 076.1240
3
.28092.000=?=
=
k
f
X f f k s
y μμμ
084.0076.0035.02
2220
=+=+=y f X y f δδδ 4.已知：一种钢管的外径D 的均值为30.2D cm μ=，变异系数0.03D δ=，壁厚t 的均值 1.25t cm μ=，变异系数
0.05t δ=。求该钢管面积的统计参数。
【解】钢管面积的表达式为
2
2
[(2)]()4
A D D t t D t π
π=
--=-
钢管面积的均值为
2
() 1.25(30.2 1.25)113.7A t D t cm μπμμμπ=-=??-=
钢管面积的方差为
()()
2
2
2
2
2
||A m t m
D A A
t
D
σσσ??=
+
??
因
A t
π?=?（D-2t ）
A D
π?=?t
则
|m A t
??=πμμπ?D t （-2）=(30.2-2 1.25)=87.0cm
| 1.25m A
D
πμπ?=??t ==3.9cm
而
1.250.050.06330.20.030.906t t t D D D cm cm
σμδσμδ==?===?=
因此
222224
87.00.063 3.90.90642.5A cm σ=?+?=
钢管面积的变异系数为
2
0.057113.7
A A A
σδμ=
=
=
5.一简支梁，如图计5-1所示。其中P 为跨中集中荷载，q
为均部荷载，L 为梁跨度。则该梁的承载功能函数为
2
11()48
Z M PL qL =-+ 已知：10,2/,
p q kN kN m μμ==
18;0.10,0.15,0.05M p q M kN m μδδδ=?===。L 为常数，
4
L m =。采用中心点法计算可靠指标。
【解】2
2
14118104244
8
4
8
z p q M L L kN m μμμμ=-
-=-
?-
??=?
100.10 1.0p p p kN σμδ==?= 20.150.3/q q q kN m σμδ==?=
180.050.90M M M kN m σμδ==?=?
Z σ==1.473
由此计算可靠度指标
4
2.7151.473
z L
μβσ=
=
=
6.一简支梁如图计6-1所示。此时梁的承受功能函数为
2
114
8
p Z W f PL qL =-
-
已知：43
0.910,p
w m μ-=?
4
2010/;f kN m μ=?0.04,0.05p
w f δδ==。P 、q 的统计参数同5
题。此时L 为随机量，4,0.05L
L
m μδ==。采用中心点法计
算可靠度指标β。
【解】
2
2
4
3
4
42
43
2114
8
110.9201042444
8
0.03610110/0.21.00.3/|2010/|0.9101| 1.041|8p
p
P
p
p
L
z w f p L q L
w w w f f f L L L P q f p W L X
X
X
X
kN m
m
kN m m
kN kN m
g kN m
W g m
f
g m P
g q
μμμμμμμμμμμσμδσμδσμδσσμμμμ--=-
-
=?-
??-
??=?==?==?====?==???==???=-
=-??=-
?2
2.011| 4.54
4
p q L X
m
g kN
L
μμμμ=-?=-
-=-?
则
1.87
z
σ
=
=
=
则可靠指标为4 2.1391.87
z L
μβσ=
=
=
图计5-1 简支梁及其受载
图计6-1 简支梁及其受载
《混凝土结构设计原理》 模拟试题1 一．选择题（1分×10=10分） 1．混凝土轴心抗压强度试验标准试件尺寸是（ B ）。 A ．150×150×150； B ．150×150×300； C ．200×200×400； D ．150×150×400； 2．受弯构件斜截面承载力计算中，通过限制最小截面尺寸的条件是用来防止（ A ）。 A ．斜压破坏； B ．斜拉破坏； C ．剪压破坏； D ．弯曲破坏； 3．《混凝土结构设计规范》规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于（ B ）。 A ．C20； B ．C30； C ．C35； D ．C40； 4．预应力混凝土先张法构件中，混凝土预压前第一批预应力损失I l σ应为（ C ）。 A ．21l l σσ+； B ．321l l l σσσ++； C ．4321l l l l σσσσ+++； D ．54321l l l l l σσσσσ++++； 5．普通钢筋混凝土结构裂缝控制等级为（ C ）。 A ．一级； B ．二级； C ．三级； D ．四级； 6．c c c E εσ= ' 指的是混凝土的（ B ）。 A ．弹性模量； B ．割线模量； C ．切线模量； D ．原点切线模量； 7．下列哪种方法可以减少预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失1l σ （ C ）。 A ．两次升温法； B ．采用超张拉； C ．增加台座长度；
D ．采用两端张拉； 8．混凝土结构的耐久性应根据混凝土结构的环境类别和设计使用年限进行设计，室内正常环境属于环境类别的（ A ）。 A ．一类； B ．二类； C ．三类； D ．四类； 9．下列哪种荷载不属于《建筑结构荷载规范》中规定的结构荷载的范围（ B ）。 A ．永久荷载； B ．温度荷载； C ．可变荷载； D ．偶然荷载； 10．《混凝土结构设计规范》调幅法设计连续板提出的基本原则中，要求相对受压区高度ξ应满足的条件。（ B ）。 A ．0.1≤ξ≤0.25； B ．0.1≤ξ≤0.35； C ．0.1≤ξ≤0.45； D ．0.1≤ξ≤0.55； 二．判断题（1分×10=10分） 1．混凝土强度等级应按棱柱体抗压强度标准值确定。（ ） 2．荷载标准值是在结构设计使用期内具有一定概率的最大荷载值。（ ） 3．材料强度的设计值等于材料强度的标准值乘以材料分项系数。（ ） 4．设计中R M 图必须包住M 图，才能保证受弯构件的斜截面承载力满足要求。（ ） 5．箍筋和弯起钢筋统称为腹筋。（ ） 6．con σ张拉控制应力的确定是越大越好。（ ） 7．受弯构件裂缝宽度随着受拉纵筋直径的增加而增大。（ ） 8．纵向受拉钢筋配筋率增加，截面延性系数增大。（ ） 9．大偏心受拉构件的判别标准条件是b ξξ<。（ ） 10．轴压比是影响偏心受压构件截面延性的主要因素。（ ） 三．简答题（5分×8=40分） 1． 请简述变形钢筋与混凝土粘结机理？ 2． 什么是结构的极限状态？极限状态可分为那两类？ 3． 应用“平均应变符合平截面假定”推导受弯构件适筋梁与超筋梁的界限相对受压区高度计算公式 cu s y b E f εβξ?+ = 11 4． 如何保证受弯构件斜截面承载力？
一、选择题 1、其他条件相同时，预应力混凝土构件的延性通常比普通混凝土构件的延性（ ） A 、相同 B 、大些 C 、小些 D 、大很多 2、预应力混凝土结构宜采用（ ） A 、火山灰水泥 B 、硅酸盐水泥 C 、矿渣水泥 D 、以上三种均可 3、先张法构件的预压力是通过（ ）来传递的 A.、承压力 B 、粘结力 C 、粘结力和承压力 D 、以上答案都不对 4、后张法构件的预压力是靠（ ） A.、粘结力和承压力来传递 B 、工作锚具来传递和保持的 C 、粘结力来传递的 D 、以上答 案都不对 5、加筋混凝土结构按预应力度大小分类，当预应力度λ为（ ）时，是全预应力混凝土 结构 A 、λ< 0 B 、λ= 0 C 、0 <λ< 1 D 、λ≥ 1 6、加筋混凝土结构按预应力度大小分类，当预应力度λ为（ ）时，是部分预应力混凝 土结构 A 、λ< 0 B 、λ= 0 C 、0 <λ< 1 D 、λ≥ 1 7、《公路桥规》规定，对于钢丝、钢绞线张拉控制应力应满足（ ） A 、pk con f 95.0≤σ B 、pk con f 90.0≤σ C 、pk con f 85.0≤σ D 、pk con f 75.0≤σ 8、先张法预应力混凝土构件，在混凝土预压前（第一批）的损失为（ ） A 、54325.0l l l l σσσσ+++ B 、655.0l l σσ+ C 、65l l σσ+ D 、421l l l σσσ++ 9、后张法预应力混凝土构件，在混凝土预压后（第二批）的损失为（ ） A 、54325.0l l l l σσσσ+++ B 、655.0l l σσ+ C 、65l l σσ+ D 、421l l l σσσ++ 10、后张法预应力混凝土梁在进行持久状况应力验算时，由（ ）所引起的应力，应采用 净截面几何特性进行计算。 A 、预加力 B 、预加力和活载 C 、二期恒载和活载 D 、活载 11、预应力混凝土受弯构件在持久状况下，斜截面的抗裂性是通过斜截面混凝土的（ ） 来控制的。 A 、正应力 B 、剪应力 C 、主压应力 D 、主拉应力 12、预应力混凝土受弯构件在持久状况下，正截面的抗裂性是通过正截面混凝土的（ ） 来控制的。 A 、法向拉应力 B 、剪应力 C 、主拉应力 D 、主压应力 13、预应力混凝土受弯构件斜截面的承载力与普通混凝土受弯构件相比是（ ） A 、提高了 B 、相同 C 、降低了 D 、降低很多 14、预应力混凝土与普通混凝土相比，提高了（ ） A 、正截面承载力 B 、抗裂性能 C 、延性 D 、以上答案均不对 15、部分预应力混凝土在作用（或荷载）作用下，构件截面混凝土（ ） A 、允许出现拉应力 B 、不允许出现拉应力 C 、允许出现压应力 D 、以上答案均不 对 16、桥梁结构中不宜采用中等强度钢筋作为预应力钢筋，这是因为（ ） A 、不能有效提高承载力 B 、挠度过大 C 、配筋多 D 、预应力效果差
《结构设计原理》试题1 一、单项选择题 1．配螺旋箍筋的钢筋混凝土柱，其其核心混凝土抗压强度高于单轴混凝土抗压强度是因为【 C 】 A. 螺旋箍筋参与混凝土受压 B. 螺旋箍筋使混凝土密实 C. 螺旋箍筋横向约束了混凝土 D. 螺旋箍筋使纵向钢筋参与受压更强 2．钢筋混凝土轴心受拉构件极限承载力N u有哪项提供【 B 】 A. 混凝土 B. 纵筋 C. 混凝土和纵筋 D. 混凝土、纵筋和箍筋 3．混凝土在空气中结硬时其体积【 B 】 A. 膨胀 B. 收缩 C. 不变 D. 先膨胀后收缩 4．两根适筋梁，其受拉钢筋的配筋率不同，其余条件相同，正截面抗弯承载力M u【 A 】 A. 配筋率大的，M u大 B. 配筋率小的，M u大 C. 两者M u相等 D. 两者M u接近 5．钢筋混凝土结构中要求钢筋有足够的保护层厚度是因为【 D 】 A. 粘结力方面得考虑 B. 耐久性方面得考虑 C. 抗火方面得考虑 D. 以上3者 6．其他条件相同时，钢筋的保护层厚度与平均裂缝间距、裂缝宽度（指构件表面处）的关系是【 A 】 A. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈大，裂缝宽度也愈大 B. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，裂缝宽度也愈小 C. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，但裂缝宽度愈大 D. 保护层厚度对平均裂缝间距没有影响，但保护层愈厚，裂缝宽度愈大 7．钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随荷载的增加以及持续时间增加而【 B 】 A. 逐渐增加 B. 逐渐减少 C. 保持不变 D. 先增加后减少 8．减小预应力钢筋与孔壁之间的摩擦引起的损失σs2的措施是【 B 】 A. 加强端部锚固 B. 超张拉 C. 采用高强钢丝 D. 升温养护混凝土 9．预应力混凝土在结构使用中【 C 】 A. 不允许开裂 B. 根据粘结情况而定 C. 有时允许开裂，有时不允许开裂 D. 允许开裂 10．混凝土结构设计中钢筋强度按下列哪项取值【 D 】 A. 比例极限 B. 强度极限 C. 弹性极限 D. 屈服强度或条件屈服强度 二、填空题 11. 所谓混凝土的线性徐变是指徐变变形与初应变成正比。 12. 钢筋经冷拉时效后，其屈服强度提高，塑性减小，弹性模量减小。 13. 在双筋矩形截面梁的基本公式应用中，应满足下列适用条件：①ξ≤ξb；②x≥2a’，其中，第①条是为了防止梁破坏时受拉筋不屈服；第②条是为了防止压筋达不到抗
第四版混凝土结构设计原理试题库及其参考答案 第四版混凝土结构设计原理试题库及其参考答案 、判断题(请在你认为正确陈述的各题干后的括号内打“V”，否则打“X”。每小题1分。) 第1章钢筋和混凝土的力学性能 1．混凝土立方体试块的尺寸越大，强度越高。 ( ) 2．混凝土在三向压力作用下的强度可以提高。 ( ) 3．普通热轧钢筋受压时的屈服强度与受拉时基本相同。 () 4．钢筋经冷拉后，强度和塑性均可提高。 ( ) 5．冷拉钢筋不宜用作受压钢筋。 ( ) 6. C20表示f cu=20N/mm ( ) 7．混凝土受压破坏是由于内部微裂缝扩展的结果。 ( ) 8.混凝土抗拉强度随着混凝土强度等级提高而增 大。 () 9.混凝土在剪应力和法向应力双向作用下，抗剪强度随拉应 力的增大而增大。 ( ) 10.混凝土受拉时的弹性模量与受压时相同。 ( ) 11.线性徐变是指压应力较小时，徐变与应力成正比，而非线性徐变是指混凝土应力较大时，徐变增长与应力不成正比。 () 12.混凝土强度等级愈高，胶结力也愈大( ) 13.混凝土收缩、徐变与时间有关，且互相影响。 ( ) 第 1章钢筋和混凝土的力学性能判断题答案 1. 错；对；对；错；对； 2. 错；对；对；错；对；对; 对；对； 第3 章轴心受力构件承载力
第四版混凝土结构设计原理试题库及其参考答案 1. 轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。（） 2. 轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。（） 3. 实际工程中没有真正的轴心受压构件。（） 4. 轴心受压构件的长细比越大，稳定系数值越高。（） 5. 轴心受压构件计算中，考虑受压时纵筋容易压曲，所以钢筋的抗压强度设计值最大取为 2 400 N / mm。（） 6?螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承载力，又能提高柱的稳定性。（） 第3章轴心受力构件承载力判断题答案 1. 错；对；对；错；错；错； 第4章受弯构件正截面承载力 1. 混凝土保护层厚度越大越好。（） b f的矩形截面梁，所以其 2. 对于x h f的T形截面梁，因为其正截面受弯承载力相当于宽度为 A 配筋率应按二来计算。（） b f h o 3. 板中的分布钢筋布置在受力钢筋的下面。（） 4. 在截面的受压区配置一定数量的钢筋对于改善梁截面的延性是有作用的。（） 5. 双筋截面比单筋截面更经济适用。（） 6. 截面复核中，如果￡ >￡ b b，说明梁发生破坏，承载力为0。（） 7. 适筋破坏的特征是破坏始自于受拉钢筋的屈服，然后混凝土受压破坏。（） 8 正常使用条件下的钢筋混凝土梁处于梁工作的第山阶段。（） 9.适筋破坏与超筋破坏的界限相对受压区高度b的确定依据是平截面假定。（） 第4章受弯构件正截面承载力判断题答案 1. 错；错；错；对；错； 2. 错；对；错；对； 第5章受弯构件斜截面承载力 1. 梁截面两侧边缘的纵向受拉钢筋是不可以弯起的。（ ） 2. 梁剪弯段区段内，如果剪力的作用比较明显，将会岀现弯剪斜裂缝。（） 3. 截面尺寸对于无腹筋梁和有腹筋梁的影响都很大。（） 4. 在集中荷载作用下，连续梁的抗剪承载力略高于相同条件下简支梁的抗剪承载力。（） 5. 钢筋混凝土梁中纵筋的截断位置，在钢筋的理论不需要点处截断。（） 第5章受弯构件斜截面承载力判断题答案
第七章 受扭构件扭曲截面承载力 本章的意义和内容：扭转是结构构件受力的一种基本形式。构件截面受有扭矩，或者截面所受的剪力合力不通过构件截面的弯曲中心，截面就要受扭。通过本章的学习，掌握如厂房中受吊车横向刹车力作用的吊车梁，雨蓬梁、曲梁和螺旋楼梯等计算具有实际意义。本章的主要内容包括受扭构件的试验研究，纯扭构件的扭曲截面承载力计算，弯剪扭构件的承载力计算，受扭构件的配筋构造要求。 本章习题内容主要涉及：矩形截面受扭构件的破坏形态、变角空间桁架计算模型、受扭承载力的计算方法、限制条件及配筋构造。纯扭、压扭、弯剪扭构件的配筋计算。 一．概 念 题 （一）填空题 1.无筋矩形截面混凝土构件在扭矩作用下的破坏，首先在其___________中点最薄弱处产生一条斜裂缝，然后向两边延伸，形成____________开裂、_____________受压的一个空间扭曲的斜裂缝，其破坏性质属于_____________。 2.通过对钢筋混凝土受扭构件扭曲截面承载力的分析可知，抗扭纵筋一般应沿截面周边-____________布置。 3.剪扭相关性体现了由于扭矩的存在，截面的抗剪承载力_________；由于剪力的存在，截面的抗扭承载力_________。 4．钢筋混凝土受扭构件根据所配箍筋和纵筋数量的多少，构件的破坏有四种类型，即________、________、________、________。其中当________和_______时，钢筋强度能充分或基本充分利用，破坏具有较好的塑性性质。 5．为了使抗扭纵筋和箍筋的应力在构件受扭破坏时均能达到屈服强度，纵筋与箍筋的配筋强度比值应满足条件________，最佳比为________。 6．________模型是钢筋混凝土纯扭构件受力机理的一种概括。由于这种模型未考虑出现裂缝后混凝土截面部分的抗扭作用，因而与试验结果存在一定差异。 7．在压弯扭构件中，轴向压力值在一定范围内，对构件的受扭和受剪承载力影响是________。 （二）选择题 1． 钢筋混凝土纯扭构件，受扭纵筋和箍筋的配筋强度比为7160..≤≤ζ，当构件破坏时， [ ]。 a 、纵筋和箍筋都能达到屈服强度； b 、仅纵筋达到屈服强度； c 、仅箍筋达到屈服强度； d 、纵筋和箍筋都不能达到屈服强度。 2．在设计钢筋混凝土受扭构件时，按照《混凝土结构设计规范》的要求，其受扭纵筋与受扭箍筋的配筋强度比ζ应[ ]。 a 、>2.0； b 、<0.5； c 、不受限制； d 、 在0.6～1.7之间。 3．《混凝土规范》对于剪扭构件所采用的计算模式是[ ] a 、混凝土承载力及钢筋承载力均考虑相关关系； b 、混凝土承载力及钢筋承载力都不考虑相关关系； c 、混凝土承载力不考虑相关关系，钢筋承载力考虑相关关系； d 、混凝土承载力考虑相关关系，钢筋承载力不考虑相关关系； 4．钢筋混凝土T 形和I 形截面剪扭构件可划分成矩形块计算，此时[ ]。
结构设计原理复习题 一、选择题 1、混凝土强度等级按照（ ）确定 A 、立方体抗压强度标准值 B 、立方体抗压强度平均值 C 、轴心抗压强度标准值 D 、轴心抗压强度设计值 2、同一强度等级的混凝土，各种强度之间的关系是（ ） A 、c f ＞cu f ＞t f B cu f ＞t f ＞c f C 、cu f ＞c f ＞t f D 、t f ＞cu f ＞c f 3、在测定混凝土立方体抗压强度时，《桥规》（JTG D —2004）采用的标准试件尺寸为（ ） 的立方体。 A 、mm 100 B 、mm 150 C 、mm 180 D 、mm 200 4、混凝土棱柱体抗压强度用符号（ ）表示 A 、c f B 、cu f C 、t f D 、s f 5、分别用mm 150和mm 200的立方体试件进行抗压强度试验，测得的抗压强度值为（ ） A 、mm 150的立方体低于mm 200的立方体 ； B 、mm 150的立方体高于mm 200的立方体 ； C 、mm 150的立方体等于mm 200的立方体 ； D 、mm 150的立方体低于mm 200的立方体 ，是因为试件尺寸越小，抗压强度就越小； 6、同一强度等级的混凝土，棱柱体试件的抗压强度与立方体试件的抗压强度关系是（ ） A 、立方体抗压强度与棱柱体抗压强度相等 B 、立方体抗压强度高于棱柱体抗压强度 C 、立方体抗压强度低于棱柱体抗压强度 D 、无法确定 7、混凝土双向受压时，其强度变化规律是（ ） A 、一向混凝土强度随着另一向压应力的增加而增加 B 、一向混凝土强度随着另一向压应力的增加而减小 C 、双向受压强度与单向受压强度相等 D 、双向受压强度低于单向受压强度 8、混凝土弹性模量的基本测定方法是（ ） Ａ、在很小的应力（c c f 3.0≤σ）下做重复加载卸载试验所测得 Ｂ、在很大的应力（c σ＞c f 5.0）下做重复加载卸载试验所测得 Ｃ、应力在0=c σ～c f 5.0 之间重复加载卸载5~10次，取c σ=c f 5.0时所测得的变形值作为混凝土弹性模量的依据 Ｄ、以上答案均不对 9、混凝土的线性徐变是指徐变变形与（ ）成正比。 Ａ、混凝土强度 Ｂ、时间 Ｃ、温度和湿度 Ｄ、应力 10、《公路桥规》中规定了用于公路桥梁承重部分混凝土标号分为（ ）等级。 Ａ、8 Ｂ、10 Ｃ、12 Ｄ、13 11、在按极限状态理论计算钢筋混凝土构件承载力时，对于有明显流幅的钢筋，原则上都是以（ ）作为钢筋强度取值的依据 Ａ、屈服极限 Ｂ、比例极限 Ｃ、弹性极限 Ｄ、抗拉极限强度 12、对于无明显流幅的钢筋，结构设计时原则上都是以（ ）作为钢筋强度取值的依据 Ａ、比例极限 Ｂ、条件屈服强度 Ｃ、弹性极限 Ｄ、抗拉极限强度 13、钢筋和混凝土材料的强度设计值（ ）强度标准值。 Ａ、等于 Ｂ、小于 Ｃ、大于 Ｄ、不确定 14、钢筋的塑性变形性能通常用（ ）来衡量。 Ａ、屈服极限和冷弯性能 Ｂ、比例极限和延伸率 Ｃ、延伸率和冷弯性能 Ｄ、抗拉极限强度和延伸率
1.1 重要结构 1.0 一般结构 0.9 次要结构 γ0 安全等级 破坏后果 建筑物类型 一级 很严重 重要的房屋 二级 严重 一般的房屋 三级 不严重 次要的房屋 2、承载能力极限状态设计式 γ0S≤R （非抗震） = 建筑结构安全等级
1）荷载效应基本组合设计值 ①可变荷载效应起控制作用的组合 可变荷载效应起控制作用 永久荷载效应起控制作用 S= max N 、M 、V 、T… QiK ci n 2 i Qi k 1Q 1Q GK G S S S S ψγγγ∑=++=（2001老规范） k i Q n 2=i i c L i Q k Q L Q k G Gj m 1j S γ+S γ+S γ=S i 111j ∑∑=ψγγ（2012新规范） 考虑实际使用年限的调整系数
i L γ——第i 个可变荷载考虑设计使用年限的调整系数。 结构设计使用年限（年） 5 50 100 调整系数 0.9 1.0 1.1 楼面和屋面活荷载考虑设计使用年限的调整系数
永久荷载效应分项系数: 可变荷载效应分项系数: 住宅、宿舍、商店…等绝大多数楼面活载 0.7 书库、档案库、电梯机房 0.9 风荷载 0.6 可变荷载Qi 的组合值系数: 1.2 对结构不利时 1.0 对结构有利时 0.9（砌体0.8） 倾覆、滑移或漂浮验算等 γG = 1.4 一般情况下 1.3 工业楼面且 γQi = (i=1,2,3…n) Ψci ≤1
一般框、排架结构： ②由永久荷载效应起控制作用的组合 对结构不利时 S= max 式中： k i Q n 2=i i c L i Q k G Gj m 1j S γ+S γ=S i j ∑∑=ψγ（2001老规范） （2012新规范）
混凝土结构设计原理考试试卷 （20 07 至20 08 学年第 二 学期 期末）（B 卷） 一、选择：（每小题2分，共24分） 1. 在混凝土应力—应变关系曲线中，（ ）作为混凝土棱柱体抗压强度f c 。 A. 比例极限 B. 峰值应力点 C. 收敛点 D. 临界点 2. c c c E εσ='的是混凝土的（B ）。 A. 弹性模量； B. 割线模量； Ｃ. 切线模量； D. 原点切线模量； 3. 剪扭构件的承载力计算公式中（ ） A. 混凝土承载力部分考虑了剪扭相关性，钢筋则没考虑； B. 混凝土和钢筋都考虑了剪扭相关性； C. 混凝土和钢筋均没有考虑剪扭相关性； D. 混凝土承载力部分没有考虑剪扭相关性，钢筋考虑了； 4．条件相同的矩形截面梁加配了受压钢筋后，其实际受弯承载力与不配受压钢筋相比（ ） A. 仅在x>2a'的情况下提高； B. 仅在x<2a'的情况下提高； C. 不一定提高； D. 肯定提高； 5. Ｔ、Ｉ形截面剪扭构件可分成矩形块计算，此时（ ） A. 由各矩形块分担剪力； B. 剪力全由腹板承担； C. 剪力、扭矩全由腹板承担； D. 扭矩全由腹板承担； 6. 在双筋梁计算中满足2a'≤x ≤ξb h o 时，表明（ ） A. 拉筋不屈服，压筋屈服； B. 拉筋屈服，压筋不屈服； C. 拉压筋均不屈服； D. 拉压钢筋均屈服； 7.小偏心受压构件破坏的主要特征是（ ）。 A. 受拉钢筋及受压钢筋同时屈服，然后压区混凝土压坏 B. 受拉钢筋先屈服，压区混凝土后压坏 C. 压区混凝土压坏，然后受压钢筋受压屈服 D. 压区混凝土压坏，距轴力较远一侧的钢筋不论受拉或受压均未屈服 8．钢筋混凝土轴心受拉构件中，钢筋的级别及配筋率一定时，为减少裂缝的平均宽度m W ，应尽量采用（ ）。 A. 直径较小的钢筋 B. 直径较大的钢筋 C. 提高混凝土强度等级 D. 多种直径的钢筋 9. 钢筋混凝土构件变形和裂缝验算中关于荷载、材料强度取值说法正确的是( C )。
1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？ 混凝土梁的受拉能力很弱，当荷载超过c f 时，混凝土受拉区退出工作，受拉区钢筋承担全部荷载，直到达到钢筋的屈服强度。因此，钢筋混凝土梁的承载能力比素混凝土梁提高很多。 2解释名词： 混凝土立方体抗压强度：以边长为150mm 的混凝土立方体为标准试件，在规定温度和湿度下养护28天，依照标准制作方法，标准试验方法测得的抗压强度值。 混凝土轴心抗压强度：采用150*150*300的混凝土立方体为标准试件，在规定温度和湿度下养护28天，依照标准制作方法和试验方法测得的混凝土抗压强度值。 混凝土抗拉强度：采用100*100*150的棱柱体作为标准试件，可在两端预埋钢筋，当试件在没有钢筋的中部截面拉断时，此时的平均拉应力即为混凝土抗拉强度。 混凝土劈裂抗拉强度：采用150mm 立方体试件进行劈裂抗拉强度试验，按照规定的试验方法操作，按照下式计算A F A F 673.02f ts ==π 3 混凝土轴心受压的应力—应变曲线有何特点？影响混凝土轴心受压应力—应变曲线有哪几个因素？ 完整的混凝土轴心受压的应力-应变曲线由上升段OC ，下降段CD,收敛段DE 组成。 0~时呈直线；~曲线偏离直线。之后，塑性变形显著增大，曲线斜率急速减小，fc 点时趋近于零，之后曲线下降较陡。D 点之后，曲线趋于平缓。 因素：混凝土强度，应变速率，测试技术和试验条件。 4 什么叫混凝土的徐变？影响徐变有哪些主要原因？ 在荷载的长期作用下，混凝土的变形随时间增长，即在应力不变的情况下，混凝土应变随时间不停地增长。这种现象称为混凝土的徐变。 主要影响因素：混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小，加载时龄期，混凝土结构组成和配合比，养生及使用条件下的温度和湿度。 5 混凝土的徐变和收缩变形都是随时间而增长的变形，两者有和不同之处？ 徐变变形是在长期荷载作用下变形随时间增长，收缩变形是混凝土在凝结和硬化的物理化学反应中体积随时间减小的现象，是一种不受外力的自由变形。 6 普通热轧钢筋的拉伸应力-应变关系曲线有什么特点？《公路桥规》规定使用的普通热轧钢筋有哪些强度级别？强度等级代号分别是什么？ 答：屈服钢筋从试验加载到拉断共四个阶段：弹性阶段，屈服阶段，强化阶段，破坏阶段 按屈服强度分为：235MPa ，300MPa ，335MPa ，400MPa ，500MPa 代号：HPB235(R235),HRB335，HRB400，RRB400(KL400)
中南大学考试试卷2009 -- 2010 学年二学期时间120分钟 混凝土结构设计原理（二）课程24 学时学分考试形式：卷专业年级：土木工程2007级总分100分，占总评成绩70 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 一、填空题（每空1分，共计26分） 1. 先张法和后张法对混凝土构件施加预应力的途径不同，先张法通过（预应力筋与混凝土间的黏结力）施加预应力，后张法则通过（锚具）施加预应力。 2. 按照预应力筋与混凝土的粘结程度分，预应力混凝土构件分为（有粘结）预应力混凝土构件和（无粘结）预应力混凝土构件。 3. 预应力混凝土中所用的锚具种类很多，但按照传力方式分，主要可分为：（摩擦型）、（粘结型）和（承压型）三类。 4. 在其他条件相同的情况下，由于预应力构件中建立的有效预压应力 pcⅡ高低不同，使用阶段先张法构件的消压荷载N0和开裂荷载N cr均（小于）后张法构件，但先张法构件的极限承载力（等于）后张法构件的极限承载力。（填“大于”、“小于”或“等于”）。 5. 预应力混凝土轴拉构件及受弯构件正截面承载力计算均是以（构件破坏）时的受力状态为计算依据，计算方法和步骤均类似于普通钢筋混凝土构件。 6. 铁路桥涵中普通钢筋混凝土铁路桥梁按（容许应力）法计算，预应力混凝土铁路桥梁按（破坏阶段）法计算。 7. 铁路桥涵钢筋混凝土受弯构件的计算是以应力阶段（Ⅱ）的应力状态为依据，但轴心受压构件的计算则以（破坏）阶段的截面应力状态为依据，但形式上按容许应力法表达。 8. 根据《铁路钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB1002.3-2005），普通钢筋混凝土单筋矩形截面梁的受压区高度完全取决于截面尺寸、材料及（配筋率），而与荷载弯矩无关。
工程结构荷载与可靠度设计原理-复习资料
荷载与结构设计原理总复习题 一、判断题 1.严格地讲，狭义的荷载与直接作用等价，广义的荷载与间接作用等价。（N） 2.狭义的荷载与直接作用等价，广义的荷载与作用等价。（Y） 3.广义的荷载包括直接作用和间接作用。（Y） 4.按照间接作用的定义，温度变化、基础不均匀沉降、风压力、地震等均是间接作用。（N） 5.由于地震、温度变化、基础不均匀沉降、焊接等引起的结构内力变形等效应的因素称为间接作用。（Y） 6.土压力、风压力、水压力是荷载，由爆炸、离心作用等产生的作用在物体上的惯性力不是荷载。（N） 7.由于雪荷载是房屋屋面的主要荷载之一，所以基本雪压是针对屋面上积雪荷载定义的。（N） 8.雪重度是一个常量，不随时间和空间的变化而变化。（N） 9.雪重度并非一个常量，它随时间和空间的变化而变化。（N） 10.虽然最大雪重度和最大雪深两者有很密切的关系，但是两者不一定同时出现。（Y） 11.汽车重力标准是车列荷载和车道荷载，车列荷载是一集中力加一均布荷载的汽车 重力形式。（N） 12.烈度是指某一地区遭受一次地震影响的强弱程度，与震级和震源深度有关，一次地震有多个烈度。（Y） 13．考虑到荷载不可能同时达到最大，所以在实际工程设计时，当出现两个或两个以上荷载时，应采用荷载组合值。（N） 14.当楼面活荷载的影响面积超过一定数值需要对均布活荷载的取值进行折减。（Y） 15.土的侧压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的土压力。（Y） 16.波浪荷载一般根据结构型式不同，分别采用不同的计算方法。（Y） 17.先张法是有粘结的预加力方法，后张法是无粘结的预加力方法。（Y） 18.在同一大气环境中，各类地貌梯度风速不同，地貌越粗糙，梯度风速越小。（N） 19.结构构件抗力R是多个随机变量的函数，且近似服从正态分布。（N） 20.温度作用和变形作用在静定结构中不产生内力，而在超静定结构中产生内力。（Y） 21.结构可靠指标越大，结构失效概率越小，结构越可靠。（Y） 22.朗肯土压力理论中假设挡土墙的墙背竖直、光滑、填土面水平无超载。（Y） 23.在朗肯土压力理论的假设中，墙背与填土之间既无摩擦力也无剪力存在。（Y） 24.在朗肯土压力理论的假设中，墙背与填土之间虽然无摩擦力，但仍有剪力存在。（N） 25.土的自重应力为土自身有效重力在土体中引起的应力。（Y） 26.不但风的作用会引起结构物的共振，水的作用也会引起结构物的共振。（Y） 27.平均风速越大，脉动风的幅值越大，频率越高。（N） 28.风压是指风以一定的速度向前运动受到阻塞时对阻塞物产生的压力。（Y） 29.地震作用中的体波可以分为横波和纵波，两者均可在液体和固体中传播。（N） 30.如果波浪发生破碎的位置距离直墙在半个波长以内，这种破碎波就称为近区破碎
四川大学-结构设计原理-期末考试-复习资料3套题
《结构设计原理》模拟试题一 一.填空题（每空1分，共计20分） 1. 可靠度指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的（）。其中“规定的条件”是指（）、正常施工、正常使用。 2. 永久荷载的分项系数是这样取的：当其效应对结构不利时，由可变荷载控制的效应组合取1.2，由永久荷载控制的效应组合取（）；对结构有利时，一般取（）。 3. 热轧钢筋的强度标准值系根据（）确定，预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度标准值系根据（）确定。 4. 砼徐变是指在压应力不变的情况下，（）随时间增长的现象，它使受弯构件挠度和柱的附加偏心距（）。 的工程意义是（）； 5. 适筋梁中规定ρ≤ρ max ρ≥ρ 的工程意义是（）。 min 6．影响砌体抗压强度的主要因素有块体和（）
强度、块体尺寸、砂浆特性以及砌筑质量等，当采用水泥砂浆时，其抗压强度设计值应乘以调整系数（）。 7．在受弯构件的正截面承载力计算时，可采用等效矩形压应力图形代替实际的曲线应力图形。两个图形等效的原则是（）和（）。 8．现行钢结构规范所示轴心受压构件的λ-?曲线是考虑初始缺陷按（）理论进行计算而确定的，并根据板厚和截面形式共分为（）条曲线。9. 钢筋砼受力构件的平均裂缝间距随砼保护层厚度增大而（），随纵筋配筋率增大而（）。10. 先张法轴心受拉构件完成第一批损失时，混凝土的预压应力为（），完成第二批损失时，混凝土的预压应力为（）。 二.单选题（每题2分，共计32分） 1．按使用功能划分的土木工程结构指以下何项？ A. 承重结构、框架结构、剪力墙结构、框架-
《工程荷载与可靠度设计原理》 ---课后思考题解答 1 荷载与作用 1.1 什么是施加于工程结构上的作用？荷载与作用有什么区别？ 结构上的作用是指能使结构产生效应的各种原因的总称，包括直接作用和间接作用。引起结构产生作用效应的原因有两种，一种是施加于结构上的集中力和分布力，例如结构自重，楼面的人群、家具、设备，作用于桥面的车辆、人群，施加于结构物上的风压力、水压力、土压力等，它们都是直接施加于结构，称为直接作用。另一种是施加于结构上的外加变形和约束变形，例如基础沉降导致结构外加变形引起的力效应，温度变化引起结构约束变形产生的力效应，由于地震造成地面运动致使结构产生惯性力引起的作用效应等。它们都是间接作用于结构，称为间接作用。 “荷载”仅指施加于结构上的直接作用；而“作用”泛指使结构产生力、变形的所有原因。 1.2 结构上的作用如何按时间变异、空间位置变异、结构反应性质分类？ 结构上的作用按随时间变化可分永久作用、可变作用和偶然作用；按空间位置变异可分为固定作用和自由作用；按结构反应性质可分为静态作用和动态作用。 1.3 什么是荷载的代表值？它们是如何确定的？ 荷载代表值是考虑荷载变异特征所赋予的规定量值，工程建设相关的国家标准给出了荷载四种代表值：标准值，组合值，频遇值和准永久值。荷载可根据不同设计要求规定不同的代表值，其中荷载标准值是荷载的基本代表值，其它代表值都可在标准值的基础上考虑相应的系数得到。 2 重力 2.1 成层土的自重应力如何确定？ 地面以下深度z处的土体因自身重量产生的应力可取该水平截面上单位面积的土柱体的重力，对于均匀土自重应力与深度成正比，对于成层土可通过各层土的自重应力求和得到。 2.2 土压力有哪几种类别？土压力的大小及分布与哪些因素有关？ 根据挡土墙的移动情况和墙后土体所处应力状态，土压力可分为静止土压力、主动土压力和被动土压力三种类别。土的侧向压力的大小及分布与墙身位移、填土性质、墙体刚度、地基土质等因素有关。 2.3 试述静止土压力、主动土压力和被动土压力产生的条件？比较三者数值的大小？ 当挡土墙在土压力作用下，不产生任何位移或转动，墙后土体处于弹性平衡状态，此时墙背所受的土压力称为静止土压力，可用E0表示。 当挡土墙在土压力的作用下，向离开土体方向移动或转动时，作用在墙背上的土压力从静止土压力值逐渐减少，直至墙后土体出现滑动面。滑动面以上的土体将沿这一滑动面向下向前滑动，在滑动楔体开始滑动的瞬间，墙背上的土压力减少到最小值，土体应力处于主动极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力称为主动土压力，可用E a表示。 当挡土墙在外力作用下向土体方向移动或转动时，墙体挤压墙后土体，作用在墙背上的土压力从静止土压力值逐渐增大，墙后土体也会出现滑动面，滑动面以上土体将沿滑动方向向上向后推出，在滑动楔体开始隆起的瞬间，墙背上的土压力增加到最大值，土体应力处于被动极限平衡状态。此时作用在墙背上的土压力称为被动土压力，可用E p表示。
第一章 钢筋混凝土结构基本概念及材料的物理力学性能 1.混凝土立方体抗压强度cu f ：（基本强度指标）以边长150mm 立方体试件，按标准方法制作养护28d ，标准试验方法（不涂润滑剂，全截面受压，加载速度0.15~0.25MPa/s ）测得的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度 cu f 。 影响立方体强度主要因素为试件尺寸和试验方法。尺寸效应关系： cu f （150）=0.95cu f （100） cu f （150）=1.05cu f （200） 2.混凝土弹性模量和变形模量。 ①原点弹性模量：在混凝土受压应力—应变曲线图的原点作切线，该切线曲率即为原点弹性模量。表示为：E '=σ/ε=tan α0 ②变形模量：连接混凝土应力应变—曲线的原点及曲线上某一点K 作割线，K 点混凝土应力为σc （=0.5c f ），该割线（OK ）的斜率即为变形模量，也称割线模量或弹塑性模量。 E c '''=tan α1=σc /εc 混凝土受拉弹性模量与受压弹性模量相等。 ③切线模量：混凝土应力应变—上某应力σc 处作一切线，该切线斜率即为相应于应力σc 时的切线模量''c E =d σ/d ε 3 . 徐变变形：在应力长期不变的作用下，混凝土的应变随时间增长的现象称为徐变。 影响徐变的因素：a. 内在因素，包括混凝土组成、龄期，龄期越早，徐变越大；b. 环境条件，指养护和使用时的温度、湿度，温度越高，湿度越低，徐变越大；c. 应力条件，压应力σ﹤0.5 c f ，徐变与应力呈线性关系；当压应力σ介于（0.5～0.8）c f 之间，徐变增长比应力快；当压应力σ﹥0.8 c f 时，混凝土的非线性徐变不收敛。 徐变对结构的影响：a.使结构变形增加；b.静定结构会使截面中产生应力重分布；c.超静定结构引起赘余力；d.在预应力混凝土结构中产生预 应力损失。 4.收缩变形：在混凝土中凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减少的现象称为收缩。 混凝土收缩原因：a.硬化初期，化学性收缩，本身的体积收缩；b.后期，物理收缩，失水干燥。 影响混凝土收缩的主要因素：a.混凝土组成和配比；b.构件的养护条件、使用环境的温度和湿度，以及凡是影响混凝土中水分保持的因素；c.构件的体表比，比值越小收缩越大。 混凝土收缩对结构的影响：a.构件未受荷前可能产生裂缝；b.预应力构件中引起预应力损失；c.超静定结构产生次内力。 5.钢筋的基本概念 1.钢筋按化学成分分类，可分为碳素钢和普通低合金钢。 2钢筋按加工方法分类，可分为a.热轧钢筋；b.热处理钢筋；c.冷加工钢筋（冷拉钢筋、冷轧钢筋、冷轧带肋钢筋和冷轧扭钢筋。） 6.钢筋的力学性能 物理力学指标：（1）两个强度指标：屈服强度，结构设计计算中强度取值主要依据；极限抗拉强度，材料实际破坏强度，衡量钢筋屈服后的抗拉能力，不能作为计算依据。（2）两个塑性指标：伸长率和冷弯性能：钢材在冷加工过程和使用时不开裂、弯断或脆断的性能。 7.钢筋和混凝土共同工作的的原因：（1）混凝土和钢筋之间有着良好的黏结力；（2）二者具有相近的温度线膨胀系数；（3）在保护层足够的前提下，呈碱性的混凝土可以保护钢筋不易锈蚀，保证了钢筋与混凝土的共同作用。 第二章 结构按极限状态法设计计算的原则 1.结构概率设计的方法按发展进程划分为三个水准：a.水准Ⅰ，半概率设计法，只对影响结构可靠度的某些参数，用数理统计分析，并与经验结合，对结构的可靠度不能做出定量的估计；b.水准Ⅱ，近似概率设计法，用概率论和数理统计理论，对结构、构件、或截面设计的可靠概率做出近似估计，忽略了变量随时间的关系，非线性极限状态方程线性化；c.水准Ⅲ，全概略设计法，我国《公桥规》采用水准Ⅱ。 2.结构的可靠性：指结构在规定时间（设计基准期）、规定的条件下，完成预定功能的能力。 可靠性组成：安全性、适用性、耐久性。 可靠度：对结构的可靠性进行概率描述称为结构可靠度。 3.结构的极限状态：当整个结构或构件的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，则此特定状态称为该功能的极限状态。 极限状态分为承载能力极限状态、正常使用极限状态和破坏—安全状态。 承载能力极限状态对应于结构或构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形，具体表现：a.整个构件或结构的一部分作为刚体失去平衡；b.结构构件或连接处因超过材料强度而破坏；c.结构转变成机动体系；d.结构或构件丧失稳定；e.变形过大，不能继续承载和使用。 正常使用极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值，具体表现：a.由于外观变形影响正常使用；b.由于耐久性能的局部损坏影响正常使用；c.由于震动影响正常使用；d.由于其他特定状态影响正常使用。 破坏—安全状态是指偶然事件造成局部损坏后，其余部分不至于发生连续倒塌的状态。（破坏—安全极限状态归到承载能力极限状态中） 4.作用：使结构产生内力、变形、应力、应变的所有原因。 作用分为：永久作用、可变作用和偶然作用。 永久作用：在结构使用期内，其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的作用 可变作用：在结构试用期内，其量值随时间变化，且其变化值与平均值相比较不可忽略的作用。
《混凝土结构设计原理》 模拟试题1 一．选择题（1分×10=10分） 1．混凝土轴心抗压强度试验标准试件尺寸是（ ）。 A ．150×150×150； B ．150×150×300； C ．200×200×400； D ．150×150×400； 2．受弯构件斜截面承载力计算中，通过限制最小截面尺寸的条件是用来防止（ ）。 A ．斜压破坏； B ．斜拉破坏； C ．剪压破坏； D ．弯曲破坏； 3．《混凝土结构设计规范》规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于（ ）。 A ．C20； B ．C30； C ．C35； D ．C40； 4．预应力混凝土先张法构件中，混凝土预压前第一批预应力损失I l σ应为（ ）。 A ．21l l σσ+； B ．321l l l σσσ++； C ．4321l l l l σσσσ+++； D ．54321l l l l l σσσσσ++++； 5．普通钢筋混凝土结构裂缝控制等级为（ ）。 A ．一级； B ．二级； C ．三级； D ．四级； 6．c c c E εσ= ' 指的是混凝土的（ ）。 A ．弹性模量； B ．割线模量； C ．切线模量； D ．原点切线模量； 7．下列哪种方法可以减少预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失1l σ （ ）。 A ．两次升温法； B ．采用超张拉； C ．增加台座长度；
D ．采用两端张拉； 8．混凝土结构的耐久性应根据混凝土结构的环境类别和设计使用年限进行设计，室内正常环境属于环境类别的（ ）。 A ．一类； B ．二类； C ．三类； D ．四类； 9．下列哪种荷载不属于《建筑结构荷载规范》中规定的结构荷载的范围（ ）。 A ．永久荷载； B ．温度荷载； C ．可变荷载； D ．偶然荷载； 10．《混凝土结构设计规范》调幅法设计连续板提出的基本原则中，要求相对受压区高度ξ应满足的条件。（ ）。 A ．0.1≤ξ≤0.25； B ．0.1≤ξ≤0.35； C ．0.1≤ξ≤0.45； D ．0.1≤ξ≤0.55； 二．判断题（1分×10=10分） 1．混凝土强度等级应按棱柱体抗压强度标准值确定。（ ） 2．荷载标准值是在结构设计使用期内具有一定概率的最大荷载值。（ ） 3．材料强度的设计值等于材料强度的标准值乘以材料分项系数。（ ） 4．设计中R M 图必须包住M 图，才能保证受弯构件的斜截面承载力满足要求。（ ） 5．箍筋和弯起钢筋统称为腹筋。（ ） 6．con σ张拉控制应力的确定是越大越好。（ ） 7．受弯构件裂缝宽度随着受拉纵筋直径的增加而增大。（ ） 8．纵向受拉钢筋配筋率增加，截面延性系数增大。（ ） 9．大偏心受拉构件的判别标准条件是b ξξ<。（ ） 10．轴压比是影响偏心受压构件截面延性的主要因素。（ ） 三．简答题（5分×8=40分） 1． 请简述变形钢筋与混凝土粘结机理？ 2． 什么是结构的极限状态？极限状态可分为那两类？ 3． 应用“平均应变符合平截面假定”推导受弯构件适筋梁与超筋梁的界限相对受压区高度计算公式 cu s y b E f εβξ?+ = 11 4． 如何保证受弯构件斜截面承载力？
1. 钢结构计算的两种极限状态是承载能力极限状态和正常使用极限状态。 2. 钢结构具有轻质高强、材质均匀，韧性和塑性良好、装配程度高，施工周期短、密闭性好、耐热不耐火、易锈蚀。等特点。 3. 钢材的破坏形式有塑性破坏和脆性破坏。 4. 影响钢材性能的主要因素有化学成分、钢材缺陷、冶炼，浇注，轧制、钢材硬化、温度、应力集中、残余应力、重复荷载作用 5. 影响钢材疲劳的主要因素有应力集中、应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构）、应力循环次数 6. 建筑钢材的主要机械性能指标是屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷 弯性能。 7. 钢结构的连接方法有焊接连接、铆钉连接、螺栓连接。 8. 角焊缝的计算长度不得小于8h f，也不得小于40mm 。 侧面角焊缝承受静载时，其计算长度不宜大于60 h f。 9.普通螺栓抗剪连接中，其破坏有五种可能的形式，即螺栓剪坏、孔壁挤压坏、构件被拉断、端部钢板被剪坏、螺栓弯曲破坏。 10. 高强度螺栓预拉力设计值与螺栓材质和螺栓有效面积有关。 11. 轴心压杆可能的屈曲形式有弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲 12. 轴心受压构件的稳定系数 与残余应力、初弯曲和初偏心和长细比有关。 13. 提高钢梁整体稳定性的有效途径是加强受压翼缘、和增加侧向支承点。 14. 影响钢梁整体稳定的主要因素有荷载类型、荷载作用点位置、梁的截面形式、 侧向支承点的位置和距离、梁端支承条件。 15.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用限制宽厚比、的方法来保
证，而腹板的局部稳定则常采用设置加劲肋的方法来解决。一、问答题 1钢结构具有哪些特点？1．钢结构具有的特点：○1钢材强度高，结构重量轻○2钢材内部组织比较均匀，有良好的塑性和韧性○3钢结构装配化程度高，施工周期短○4钢材能制造密闭性要求较高的结构○5钢结构耐热，但不耐火○6钢结构易锈蚀，维护费用大。 2钢结构的合理应用范围是什么？○1重型厂房结构○2大跨度房屋的屋盖结构○3高层及多层建筑○4轻型钢结构○5塔桅结构○6板壳结构○7桥梁结构○8移动式结构 3钢结构对材料性能有哪些要求？钢结构对材料性能的要求：○1较高的抗拉强度f u 和屈服点f y○2较好的塑性、韧性及耐疲劳性能○3良好的加工性能 4钢材的主要机械性能指标是什么？各由什么试验得到？是屈服点、抗拉强 度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能。其中屈服点、抗拉强度和伸长率由一次静力单向均匀拉伸试验得到；冷弯性能是由冷弯试验显示出来；冲击韧性是由冲击试验使试件断裂来测定。 5影响钢材性能的主要因素是什么？影响钢材性能的主要因素有：○1化学成分○2钢材缺陷○3冶炼，浇注，轧制○4钢材硬化○5温度○6应力集中○7残余应力○8重复荷载作用6什么是钢材的疲劳？影响钢材疲劳的主要因素有哪些？钢材在连续反复荷 载作用下，当应力还低于钢材的抗拉强度，甚至还低于屈服点时也会发生断裂破坏，这种现象称为钢材的疲劳或疲劳破坏。影响钢材疲劳的主要因素是应力集中、应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构）以及应力循环次数。 7选用钢材通常应考虑哪些因素？选用钢材通常考虑的因素有：○1结构的重要性○2荷载特征○3连接方法○4结构的工作环境温度○5结构的受力性质 8钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？钢结构常用的连接方法有：焊接连接、铆钉连接和螺栓连接三种。 焊接的优点：○1不需打孔，省工省时；○2任何形状的构件可直接连接，连接构造方便；○3 气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性能较好。 焊接的缺点:○1焊缝附近有热影响区，材质变脆；○2焊接的残余应力使结构易发生脆性破