《工程结构荷载与可靠度设计原理》复习资料
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）
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）
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）
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）
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）
二．选择题
1.车辆荷载属于（2）（4）（7）。风荷载属于（2）（4）（7）。
地震属于（3）（5）（7）。基础沉降属于（1）（6）。
（1）永久作用（2）可变作用（3）偶然作用
（4）直接作用（5）间接作用（6）静态作用（7）动态作用
2.下面几个物理量中，表征地面运动强弱程度的有（1）（2）（3）（4）。
（1）强度（2）频谱（3）强烈振动的持续时间（4）最大振幅
3.在相同基本风压和高度的前提下，哪一种地理环境下风压最大（1）。
（1）海岸、湖岸、海岛地区（2）中小城市
（3）大城市市郊（4）大城市市区
5.当结构处在（1）（3）范围，结构会发生横向共振。
（1）亚临界范围（2）超临界范围（3）跨临界范围（4）上述三种范围均会发生
6.结构可靠度定义中所说的结构规定的时间应为（4）。
（1）10年（2）30年（3）40年（4）50年
8.混凝土的徐变是（4）沿着受力方向发生的塑性变形。
（1）在交变荷载作用下（2）在冲击荷载作用下
（3）在振动荷载作用下（4）在长期静荷载作用下
10.测得某次地震的震级为M=3，则下列哪一种说法是正确的？（3）
（1）震中处的地面运动幅值为0.001m
（2）距震中100Km处的地面运动幅值为0.001m
（3）距震中100Km处的最大水平地面运动幅值为0.001m
（4）距震中100Km处的最大竖向地面运动幅值为0.001m
11．预应力属于（A B C）。温度变化属于（B）。
A永久作用 B静态作用 C直接作用 D 动态作用
12.我国建筑结构荷载规范规定的基本风压的地貌为（C）。
A 空旷的山地丘陵
B 中小城镇 B空旷平坦地面 C大城市市区
14.以下几项中属于间接作用的是（C）
A 土压力B离心力 C地震 D风压力
14.以下几项中属于间接作用的是（D）
A 风压力B离心力 C土压力 D温度变化
16.车辆荷载属于（B C）。基础沉降属于（A D）
A永久作用 B 可变作用C直接作用 D间接作用
17.设防烈度一般定义为设计基准期内超越概率为（B）的水平
A 5％
B 10％
C 15％
D 30％
18.一般情况下，地下室外墙所受的土压力为（C）
A 主动土压力
B 被动土压力
C 静止土压力
D 不能确定
20.以下几项中属于间接作用的有（C）
A 离心力
B 土压力
C 基础不均匀沉降
D 水压力
21.我国基本雪压分布图是按照（C）一遇的重现期确定的。
A 10年
B 30年
C 50年
D 100年
22.地震属于（B）。风荷载属于（C D）。
A 永久作用
B 偶然作用
C 可变作用
D 直接作用
23.当结构设计基准期为（D）时，中震即为基本烈度地震影响。
A 10年
B 30年
C 40年
D 50年
24.我国建筑结构荷载规范规定基本风压的标准高度为（B）。
A 5m
B 10 m
C 15 m
D 20 m
26．在相同基本风压和高度的前提下，（C）地理环境下的风压最小。
A 海岸、湖岸、海岛地区
B 中小城镇
C 大城市中心D大城市市郊
27.地震属于（B E F），风荷载属于（C D E）。
A 永久作用
B 偶然作用
C 可变作用
D 直接作用
E动态作用 F间接作用G 静态作用
28.当（B）波的周期与场地土的特征周期一致时，会发生共振反应。
A 纵波
B 横波
C 瑞雷波D洛夫波 E以上四种波
三．填空题
1.我国“建筑荷载规范”规定：基本风压的标准高度为10ｍ，标准地貌为空旷平坦地貌，
标准时距为10分钟，最大风速的样本时间为1年，重现期为50年。
2.世界上主要的地震带主要环太平洋地震带和欧亚地震带，这种地震带状分布可以通过板块构造理论来解释。
3.爆炸的空气冲击波对结构产生的荷载主要有冲击波超压和冲击波动压
4.土的侧向压力分为静止土压力、主动土压力和被动土压力。地下室外墙产生静止土压力，拱桥桥台背后的土产生被动土压力，基坑开挖时，围护结构背后的土产生主动土压力。 5．一般直墙上的波浪荷载应按三中波浪进行设计，这三种波分别是立波、近区破碎波和远区破碎波。
7.地震波可以分为体波和面波，其中，体波又分为纵波和横波，面波分为瑞雷波和洛夫波。 8.按照结构的反应分类，作用可以分为静态作用和动态作用。 9．车辆重力荷载标准有两种形式：分别为车列荷载和车道荷载。
10.造成屋面雪压与地面积雪不同的主要原因有风对屋面积雪的影响、屋面坡度对积雪的影响和屋面温度对积雪的影响。
11.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、公称风速的规定、最大风速的样本时间和基本风速的重现期。
12.表征地面运动特征的主要物理量主要有：强度、频谱和强震持续时间。 14.按荷载随时间的变异，可把荷载分为永久作用、可变作用和偶然作用三种。 15.按荷载随空间位置的变异，可把荷载分为固定作用和可动作用。 四．简答题
1.荷载与作用在概念上有何不同？
2.计算楼面活荷载效应时，为什么当活荷载影响面积超过一定数值需要对均布活荷载取值加以折减？
3.基本风压是如何定义的？
4.说明影响基本风压的主要因素。
5.计算顺风向风效应时，为什么要区分平均风与脉动风？
6.说明风载体型系数、风压高度变化系数、风振系数的意义。
7.解释横风向风振产生的原因。
8.在什么条件下需要考虑结构横风向风效应？ 10.震级与烈度有何差别？有何联系？ 11.地震反应谱的实际是什么？ 12.影响地震反应谱的主要因素有哪些？ 1.简要回答地震震级和烈度的差别与联系
答：①地震震级是衡量一次地震规模大小的数量等级。②地震烈度是某一特定地区遭受一次地震影响的强弱程度。③一次地震发生，震级只有一个，然而在不同地点却会有不同的地震烈度，但确定地点上的烈度是一定的，且定性上震级越大，确定地点上的烈度也越大。④震中一般是一次地震烈度最大的地区，其烈度与震级有关。在环境条件基本相同的情况下，震级越大，震中烈度越高⑤震中烈度与震级近似关系：0
321I M ?+
=；非震中区，
烈度与震级的关系：
()
1
lg 32
3210+???+
?+
=h C I M 。
3.简要说明结构的荷载与荷载效应有何区别与联系
答：荷载是由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力。效应：作用在结构上的 荷载使结构产生内力、变形。例：应力、应变、位移、速度。
4.说明基本风压应符合的规定
答：基本风压通常应符合以下五个规定。①标准高度的规定。我国《建筑结构荷载规范》规定以10m高为标准高度。②地貌的规定。我国及世界上大多数国家规定，基本风速或基本风压按空旷平坦地貌而定。③公称风速的时距。规定的基本风速的时距为10min。④最大风速的样本时间。我国取1年作为统计最大风速的样本时间。⑤基本风速的重现期。我国规定的基本风速的重现期为30年。
6.直接荷载与间接荷载的区别
答：①能使结构产生效应得各种因素总称为作用；将作用在结构上的因素称为直接作用；
②不是作用，但同样引起结构效应的因素称为间接作用；
③直接荷载为狭义的荷载，广义的荷载包括直接荷载和间接荷载。
7.简述屋面形式对雪压的影响
答：风对屋面积雪的影响：
①漂积作用：在下雪过程中，风会把部分将飘落在屋顶上的雪积到附近的地面上或其它
较低的物体上。
②具有高低跨屋面的情况下，高屋面的雪吹落在较低屋面上。在低屋面上形成局部较大
的漂积荷载。
屋面坡度对积雪的影响：由于风的作用和雪的滑移特征，坡度越大，滑落的雪越多，雪压越小。受日照时间的不同，引进屋面积雪分布系数不同。
屋面温度对鸡血的影响。
8.土压力的影响因素
答：墙体的形式与刚度，墙背竖直、墙背倾斜受压力形式不同。
①不同刚度的墙体抵抗土压力产生的变形不同；
②墙后土体的性质，墙后土体的重度不同，产生的应力不同；
③填土面的形式，水平和倾斜不同，相当于水平地面上加一附加压力；
④外施荷载的形式，均布荷载，基坑侧向地面上有已建建筑不同；
例如：局部均布荷载，在基坑侧的地面局部布建筑；可变荷载，地面施工机械、车辆荷载；
集中荷载，山坡建水塔，雷达站。
9.静止土压力、主动土压力形成机理
答：静止土压力：支挡结构在土压力作用下不产生任何方向的位移或转动，保持原有位置，墙后土体没有破坏，土体处于弹性平衡状态。此时墙背土压力为静止土压力。
主动土压力：支挡结构在土压力作用下，向墙内移动或转动，墙后土压力逐渐减小，当达到某一位置时，墙后土体压力减小，当达到某一位移时，墙后土体开始下滑，作用在挡土墙上的土压力最小，滑动契体体内应力处于主动极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力成为主动土压力。
10.朗肯土压力理论的基本假设
答：朗肯土压力理论的基本假设:
①对象为弹性半空间土体；
②地基土具有水平界面，一定的深度和广度；
③假定土体为弹性介质，符合广义虎克定律；
④不考虑挡土墙及回填土的施工因素，不扰动土体，不改变其自然的应力状态；
挡土墙墙背竖直，光滑，填土面水平，无超载。墙背与土体不产生摩擦力，无剪应力作用，无超载，水平向无剪应力，使土体在竖向和水平向应力的主应力状态。
11.风振形成机理
答：横风向力主要引起风振。对于高层结构风振是由气流本身的动力特性形成的。在
结构正面风速受到障碍减小，逐渐降低，风总要绕过建筑物，则沿AB 绕行，风速逐渐增大在B 点达最大值。绕过结构后，风要恢复自由状态，沿BC 流动，受摩擦风速减小，在某处摩擦力耗损使风速降为零，在BC 段出现风停滞现象，形成漩涡，引起风振。当漩涡脱落频率与结构自振频率接近时，结构发生剧烈共振，产生横风向风振。 12.我国烈度的分类
答：根据超越概率将地震烈度分为以下几类：
① 多遇地震烈度：在50年内，超越概率为63.2％对应的烈度。
② 基本烈度：在50年内，超越概率为10％的地震烈度。每一地区的基本烈度可查《中国地震烈度表》获得。
③ 罕遇地震烈度：在50年内，超越概率为2-3％的地震烈度； ④设防烈度：是是否进行抗震设计的依据，是按国家批准权限审定的作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。
13.用公式表示单质点体系的地震作用的受力情况
答：当结构的质量相对集中在某一确定位置，可将结构处理成单质点体系进行地震反映分析。 惯性力，()
g I x x m f &&&&+-=； 阻尼力，
()x
c f c &-=；弹性恢复力，kx f k -= 三力平衡得
g
k c I x m kx x c x m f f f &&&&&-=++=++;0。
14.底部剪力法的原理及基本假设
答：底部剪力法是振型分解反映谱法的简化方法，首先计算地震产生的底部最大剪力，将剪力分配到结构各质点上。两个假设： ①结构地震反应以第一振型为主；
②任意质点得振型坐标与该质点离地面得高度成正比。 四.计算题
1.某挡土墙高7m ，墙背竖直，光滑，填土面水平，墙后为粘性土，
kpa
C m kN 1030/5.180
3
===φγ，求其主动土压力a E 和被动土
压力
p
E 。
解题思路：
解： 主动土压力： 被动土压力：
2. 设有一单质点体系，质点重为100KN ，体系自振周期为1.0秒，位于基本烈度8度区，体系所在地设计反应谱特征周期Tg ＝0.4s ，设计反应谱下降段指数为b=0.7，动力系数最大值
25
.2m ax =β，体系结构设计基准期为50年，求体系所受小震烈度的水平地震作用。
解题思路：
解：求地震系数。因小地震烈度比基本地震烈度小1.5度，则计算地震烈度为：
I=8-1.5＝6.5
地震系数公式 k=0.125×2I-7=0.125×26.5-7
=0.088 根据我国建筑抗震设计规范，地震系数取平均值的85％ 计算动力系数。因T>Tg ，则 地震作用为
3.已知一矩形平面钢筋多层建筑如图1，位于城市中心，建筑高度27m ，平面沿高度保持
c f cx =-&ji
i
c H φ=?
不变，迎风面宽B ＝40m 地面粗糙度指数 2.0=a α，基本风压按地面粗糙度指数的地貌
16.0=s α，离地面10m 高风速确定的基本风压为 2
/55.0m kN =ω，风振系数沿高
度不变为
0.1=z β，求建筑物底部弯矩。
（标准地貌的梯度风高为350m ；该城市梯度
风高为400m ，建筑物沿高度划分为三段计算）
图1
解题思路： 解：
()()()0
w z z z w z s g k μμβ=
矩形结构，风载体形系数
3.1=s μ；
风压高度变化系数
z μ
4.已知一各三层剪切型结构，如图2，m1=116kg,m2=110kg,m3=59kg,已知该结构的第一阶周期为T1＝0.617s ，场地土为类，αmax=0.16，场地土特征周期为Tg=0.445s ，采用底部剪力法计算地震作用产生的底部最大剪力及结构各层的地震作用。
图2 6m
6m 6.6m
m3
m2
m1
9m 9m 9m
40m
顶层放大系数δn 的取值：
解：确定地震影响系数α 求底部最大剪力
1αχE G F = ,因质点数n ＝3，
()()85
.076
12213==++=
n n χ
KN F 284.01192.08.9)59110116(85.0=??++?=
各质点地震作用：
1.4Tg ＝1.4×0.445＝0.632>T1=0.617
不考虑其他振型影响。
5. 某三层框架结构如图3，各质量分别为m1=300t 、m2=300t 、m3=220t ；设防烈度为8度，
max 0.16α=，第一组，Ⅱ类场地， g T 0.35g =。阻尼比为0.05。用振型分解反
应谱法计算框架层间地震力。该结构振型周期如下：
图3 解题思路：
解：第一振型 g
1g
T
T 5T <<
第二振型 2g 0.1s T T << 2max 0.16αα==
第二振型
3g
0.1s T T <<
3max 0.16αα==
各振型参与系数 根据地震力公式：
ji
j j i ji G F φαγ=
111213212223F 0.1101.3520.3243009.8=141.7KN F 0.110.3520.6533009.8285.5KN F 0.110.3521.0002209.8320.6KN F 0.160.4110.7293009.8140.9KN F 0.160.4110.7623009.8147.3KN F 0.160.411(1.=????=????==????==????==????==??-313233000)2209.8141.8KN F 0.160.060 4.4163009.8124.6KN F 0.160.060( 3.218)3009.892.6KN F 0.160.0601.0002209.820.7KN
??=-=????==??-??==????=
各层间剪力： K K +++=32
2212F F F F
6.某钢筋混凝土烟筒，平面为圆形，直径7m,总高度H=100m ，地貌变化指数 α为0.16，基本风压
ω为0.55KN/m ，基本风速 s m v /67.29=， 05.0,07.11==ξs T 。确定共振
=0.11×0.1325×0.324×300×9.8=141.7KN
区范围。 解题思路：
解： 横风向风振的判断
顶部风速
s
m v H /89.421010067.2916
.0=?
??
??=
对应T 1临界风速：
s m T D
Df v cr /59.32074.11
75155=??===
顶部风速大于临界风速，发生共振。
取 H 32处风速计算雷诺数， s
m v H /22.40106767.2916
.03
2=??? ??=
66105.31043.19?>?=e R 会出现强共振。
共振范围：
m
v v H H m
v
v H H cr H
cr
67.9267.2959.323.1103.102.1889.4259.3210016
.010216
.011=??? ????=???? ??==??? ???=?
??
? ??=
7. 计算图4中的土层各层底面处的自重应力。
图 4
解题思路：
解： a cz KP h 0.340.217111=?==γσ
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
???-o
=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 80.182122οο
-
???=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 433.01=、s T 202.02=、3
0.136T 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
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
22=?+?+??+?+?
②各阶振型地震作用 第一振型地震作用 第二振型地震作用 第三振型地震作用 ③求最大底部剪力
各振型地震作用产生的底部剪力为 通过振型组合求最大底部剪力 若只取前两阶振型反应组合，可得 ④求最大顶部位移
各振型地震作用产生的顶部位移为 通过振型组合求最大顶部位移 若只取前两阶振型反应组合，可得 （2）①求底部剪力 结构总重力荷载为
因结构质点数n =3>1，近似取85.0=χ，则 ②各质点地震作用
不考虑高阶振型影响，则 ③顶部位移
1. 设标准地貌为空旷地面，标准高度为10m ，条件下测得的风速变化指数
15.0=s α，
图计2-1 三层剪切型结构
梯度风高
m
H TS 365=，基本风压
20/7.0m KN w =。计算某市中心
3.0=a α，m H a 390=，高度为25m 处的风压。
（10分）
解： 根据非标准条件下风压的换算公式：
()α
2???
?
??=s
oa a z z
w z w （2
分）
已知： m z 25=，
m z s 10=，3.0=α，将高度为25m 处的风压换算成该地貌标准高度
处的风压
则 ：
()3
.02102525???
?
??=oa a w w
()oa a w w 73.125= （1） （2分）
又根据非标准地貌的风压换算公式：
a
s
a
Ts s
Ts
o oa z H z
H w w αα22-???
? ??????
? ??=
（2分） 已知：
2/7.0m KN w o =，
15.0=s α，
365
=Ts H ，
30.0=a α，390=Ta H ，将该地貌处得基本风压换算成标准地貌的基
本风压。
则：
30
.0215
.0225390103657.0?-???
? ???
?
?
???=oa w
（2分）
2
/393.0m KN w oa = （1）
（2）代入（1）得
2
/68.0393
.073.1m KN w w a a =?= （1分）
答：上海市中心某地的标准风压为0.68KN/m2 。 1 某结构在抗震设计时可简化成单质点体系，如图所示。已知该结构位于设防烈度为7度的III 类场地上，设计地震分组为第一组。集中质量Kg m 4
100.8?=，结构阻尼比05.0=ζ，自
振周期为1.64s ，求多遇地震时水平地震作用标准值EX
F 。
解：根据已知条件，查书中表4-4、4-5得，水平地震影响系数最大值08.0max
=α
，特征
周期s T g
45.0=，根据结构阻尼比可知： ＝0.9， 1＝0.02， 2＝1.0，
因g g
T T T 5<<，故025.008.00.164.145.09
.0max 2=????? ??=???
? ?
?=αηαγ
T
T g
于是水平地震作用kN G F EK
6.198.9100.8025.04
=???==α
《工程荷载与可靠度设计原理》习题解答 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内力效应，温度变化引起结构约束变形产生的内力效应，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”泛指使结构产生内力、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 重力作用 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，土体内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，土体内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。 在相同的墙高和填土条件下，主动土压力小于静止土压力，而静止土压力又小于被动土压力，即：
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波。（Y）31.远区破碎波与近区破碎波的分界线为波浪破 碎时发生在一个波长的范围内。（N） 32.在实际工程设计时，当出现可变荷载，应采用 其荷载组合值。（N） 33.对于静定结构，结构体系的可靠度总大于或等 于构件的可靠度。（N） 34.对于超静定结构，当结构的失效形态不唯一 时，结构体系的可靠度总小于或等于结构每一失效形态对应的可靠度。（Y） 35.结构设计的目标是确保结构的承载能力足以 抵抗内力，而变形控制在结构能正常使用的范围内。（Y） 36.对实际工程问题来说，由于抗力常用多个影响 大小相近的随机变量相乘而得，则其概率分布一般来说是正态的。（N） 37.结构可靠度是指结构可靠性的概率度量，是结 构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。
《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
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）
工程荷载与可靠度设计原理A 卷 一．单项选择题（每题1分，共15分） 1．工程结构上的作用按时间分类可分为永久作用、可变作用和偶然作用，（ C ）内属于永久作用。 A ．雪荷载 B ．人群荷载 C ．混凝土收缩 D ．温度变化 2．可变荷载在结构使用期间经常达到和超过的值称为荷载（ C ）。 A ．标准值 B ．组合值 C ．准永久值 D ．频遇值 3．桥梁上作用的车辆冲击力和制动力属于（ B ）。 A ．永久作用 B ．可变作用 C ．偶然作用 D ．自由作用 4．国际标准ISO2103在计算梁的楼面活荷载效应时，对住宅、办公楼或其房间建议按下式（ A ）对楼面均布活荷载乘以折减系数λ。 A ． A .3 30+=λ （A>18m 2） B ． A .3 50+=λ （A>36m 2） C ．n ..6 030+=λ （n ≥2） D ． n ..6 050+=λ （n ≥2） 5．桥梁结构整体计算采用采用车道荷载，车道荷载由（ D ）组成。 A ．均布荷载 B ．集中荷载 C ．车辆荷载 D ．均布荷载和集中荷载 6．位于流水中的桥墩，当桥墩迎水面为（ B ）时，受到的流水压力最小。 A ．方形 B ．圆端形 C ．矩形 D ．尖端形 7．大气以梯度风速度流动的起点高度称为梯度风高度，地面粗糙度越大，梯度风高度（ A ）。 A ．越高 B ．越低 C ．不变 D ．说不清 8．在风的作用下，单体矩形建筑物迎风面由于气流正面受阻产生 ，侧面和背风面由于漩涡作用引起 。（ C ） A ．风吸力 风吸力 B ．风压力 风压力 C ．风压力 风吸力 D ．风吸力 风压力
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)
《工程结构荷载与可靠度设计原理》复习资料 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）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） 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） 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） 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） 二．选择题 1.车辆荷载属于（2）（4）（7）。风荷载属于（2）（4）（7）。 地震属于（3）（5）（7）。基础沉降属于（1）（6）。 （1）永久作用（2）可变作用（3）偶然作用 （4）直接作用（5）间接作用（6）静态作用（7）动态作用 2.下面几个物理量中，表征地面运动强弱程度的有（1）（2）（3）（4）。 （1）强度（2）频谱（3）强烈振动的持续时间（4）最大振幅 3.在相同基本风压和高度的前提下，哪一种地理环境下风压最大（1）。 （1）海岸、湖岸、海岛地区（2）中小城市 （3）大城市市郊（4）大城市市区 5.当结构处在（1）（3）围，结构会发生横向共振。 （1）亚临界围（2）超临界围（3）跨临界围（4）上述三种围均会发生
一、是非题（1分×10题=10分） 1、间接作用大小与结构本身性能有关。（√） 2、在数理统计学上荷载仅有随机过程概率模型这唯一模式来描述。（×） 3、屋面均布活载不应与雪荷载同时考虑，应取两者中的较大者。（√） 4、在民用建筑梁设计时，楼面活荷载应按楼面从属面积考虑折减系数。（ √ ） 5、基本风速是按当地空旷平坦地面上10m 高度处1年内的平均风速观测数据，经概率统计得出的50年一遇的年最大风速。（×） 6、主动土压力大于被动土压力。（×） 7、浅源地震即震源深度小于60km 的地震。（√） 8、如果柱截面配筋过多，混凝土收缩会导致收缩裂缝。（√） 9、结构极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。（√） 10、国际结构安全度联合委员会推荐使用中心点法计算可靠指标。（×） 二、填空题（1分×15题=15分） 1、屋面积雪分布系数受 风对雪的漂积作用、 屋面坡度 等因素影响。 2、吊车工作级别由 使用等级 、 载荷状态级别 两种因素确定。 3、基本风速通常按规定的 标准地貌 、 标准离地高度 、 公称风速时距 、 最大法师样本、 基本风速重现期 5个条件确定。 4、土压力按挡土墙的移动情况划分为 主动土压力 、 被动土压力 、 静止土压力 三类。 5、结构构件抗力不定性包含 材料性能不定性、 几何参数不定性 、 计算模式不定性 。 二、选择题（2分×5题=10分） 1、由密集建筑群的城市市区属（ C ）类地面粗糙度。 A. A 类； B. B 类； C. C 类； D. D 类。 2、教室楼面活载标准值为（ B ）KN/m2。 A ．2.0； B ．2.5； C ． 3.0； D ． 3.5。 3、只有在（ A ）设计状况下才考虑准永久组合台。 A.持久 B 短暂 C.偶然 D 地震 4、永久荷载设计基准期内最大值服从（ A ）分布。 A.正态分布 B.标准正态分布 C.对数正态分布 D.极值Ⅰ型分布 5、计算作用效应基本组合当恒载起控制作用是恒载分项系数取值（ C ）。 A. 1.0 B. 1.2 C. 1.35 D. 1.4 三、简答题（5分×3题=15分） 1、什么是多余地震烈度和罕遇地震烈度？它们与基本烈度有何关系？ 2、何为结构可靠性和可靠度？两者有什么联系？ 3、简述正常使用极限状态的各种组合 五、计算题（50分） 1、某屋盖为木屋架结构体系，屋面坡度1:2，26.57α=o ,木檩条沿屋面方向间距1.5m ，计算跨度3m ，该地区 基本雪压200.65/s kN m =，求作用在木檩条上由屋面积雪产生的均布线荷载的标准值。（15分）
工程结构荷载与可靠度设计原理
《工程结构荷载与可靠度设计原理》复习资料 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）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） 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） 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） 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） 二．选择题 1.车辆荷载属于（2）（4）（7）。风荷载属于（2）（4）（7）。 地震属于（3）（5）（7）。基础沉降属于（1）（6）。 （1）永久作用（2）可变作用（3）偶然作用 （4）直接作用（5）间接作用（6）静态作用（7）动态作用 2.下面几个物理量中，表征地面运动强弱程度的有（1）（2）（3）（4）。 （1）强度（2）频谱（3）强烈振动的持续时间（4）最大振幅 3.在相同基本风压和高度的前提下，哪一种地理环境下风压最大（1）。 （1）海岸、湖岸、海岛地区（2）中小城市 （3）大城市市郊（4）大城市市区 5.当结构处在（1）（3）范围，结构会发生横向共振。
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
工程荷载与可靠度设计原理习题解答 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
《工程荷载与可靠度设计原理》习题解答 1 荷载与作用 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内力效应，温度变化引起结构约束变形产生的内力效应，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”泛指使结构产生内力、变形的所有原因。 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。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 重力作用 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。 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。 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，土体内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
《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。
《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：由爆炸、运动物体的冲击、制动或离心作用等产生的作用在结构上的其他物体的惯性力也均称为荷载。 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）的各种因素总称为作用。 3.荷载与作用的区别与联系. 区别：荷载不一定能产生效应，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、工称风速的时距、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 l g(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 ? =++?+
西南科技大学城市学院课程考试 《荷载及结构设计方法原理》答案及评分标准（A 卷） 课程代码：050041 学 期：2013-2014学年第2学期 考 试 形 式：开卷( ) 闭卷(√) 任课教师： 周小林 适用专业年级： 土木12级 本试卷共6道大题，满分100分。 一、单项选择题（2×12=24分） 1.“广义荷载”与下列哪个等价(D) A.直接作用 B.间接作用 C.永久作用 D.作用 2.地震作用是属于（C ） A.直接作用 B.间接作用 C 偶然作用 D.偶然荷载 3.我国根据建筑功能的重要性将建筑分几类？（C) A.2 B.3 C.4 D.5 4.设计计算时，地震作用的大小与下列哪此因素无关？（D ） A.建筑物质量 B.场地烈度 C.建筑本身动力特性 D.地震持续时间 5.极限状态设计状况不含下列哪种？（D ） A.持久状况 B.短暂状况 C.偶然状况 D.随机状况 6.下列各项中，何项属于超过承载能力极限状态的情形？（D ） A.影响正常使用的振动 B.墙面抹灰层严重脱落 C.混凝土构件的裂缝宽度超过3mm D.结构构件或连接因过度变形而不适于继续承载 7.上人屋面的屋面均布活荷载与不应小于下列何值？（B ） A.2/5.1m kN B.2/0.2m kN C.2/5.2m kN D.2/0.3m kN 8.风荷载的组合值系数、准永久系数分别是多少？(C) A.0.5，0.1 B.0.6,0.2 C.0.6,0.4 D.0.6,0 9.风压高度变化系数与下列哪个因素有关?(C) A.建筑物的体型 B.屋面坡度 C 建筑物所处地面的粗糙程度 D 建筑面积
结构设计原理习题集(七) 第一章绪论 1.1 学习要点 1．了解工程结构的过去、现在和未来发展趋势，明确结构材料、理论方法、施工技术是决定工程结构发展的关键因素。 2．了解现有常规结构体系及在各工程领域的具体应用，明确钢结构、钢筋混凝土结构、砌体结构的主要特点。 3．了解结构与构件的关系，明确结构设计就是从整体结构到局部构件，再从局部构件到整体结构的设计过程。 4．了解结构计算简图的工程意义，学会建立实际结构合理的可计算的力学模型的方法。 5．熟悉结构荷载的种类和划分依据，掌握“永久荷载”、“可变荷载”、“偶然荷载”、“荷载代表值”、“荷载标准值”、“可变荷载准永久值”及“可变荷载组合值”等基本术语的定义，为第二章结构设计方法及后述各章的学习作好准备。 1.2 思考题 1．什么叫工程结构？何为结构设计原理？ 2．古代、近代、现代土木工程有哪些重要区别？ 3．结构工程的发展与哪些因素直接相关？ 4．试述框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构的特点。 5．桥梁结构有哪些可选类型？其通常适宜的跨度为多少？ 6．一般将哪些结构称为特种结构？ 7．钢结构、混凝土结构、砌体结构各有哪些优缺点？ 8．组成结构的“基本元素”有哪些？ 9．何为刚域？它与刚节点有何不同？ 10．永久作用，可变作用和偶然作用各有什么特征？ 11．何为荷载代表值、荷载标准值、可变荷载准永久值、可变荷载频遇值及可变荷载组合值？ 12．为什么把荷载标准值作为荷载基本代表值看待？ 第二章结构设计方法 2.1 学习要点 本章主要介绍结构设计中存在的共性问题，是学习本课程和进行结构设计的理论基础。由于是宏观地、抽象地介绍近似概率的极限状态方法，涉及到的名词术语较多，初次接触，会觉得生涩和难于理解，这需要在后续各章的学习中逐渐克服。 结合后续各章的设计内容，要求深入理解和掌握结构的功能要求，结构的安全等级，设计使用年限和设计基准期的概念，极限状态及其分类，荷载的分类及其取值，荷载效应组合，结构的可靠性和可靠度，实用设计表达式等内容。对有关数理统计方面的内容，要求了解。 2.2 思考题 1．建筑结构应满足哪些功能要求？结构的设计使用年限如何确定？结构超过其设计使用年限是否意味着不能再使用？为什么？ 2．结构可靠性的含义是什么？它包括哪些方面的功能要求？建筑结构安全等级是按什么原则划分的？ 3．“作用”和“荷载”有什么区别？结构上的作用按时间的变异、按空间的变异、以及按结构的反应各分为哪几类？
工程荷载与可靠度分析简答题汇总 1.第一章绪论 1.1解释作用，荷载，以及两者有什么区别 施加在结构上的集中荷载或者分布荷载，以及引起结构外加变形或约束变形的原因的总称。 当以力的形式作用在结构上时，称为直接作用，习惯上称为荷载。 1.2解释什么是作用效应 作用效应是结构对所受作用的反应，即由于直接作用或间接作用于结构构件产生的内力、位移、挠度、裂缝、损伤的总称，用S表示。当作用为直接作用时，其效应也被称为荷载效应。 1.3工程结构设计理论 工程结构设计理论是处理工程结构的安全性、适用性与经济性的理论以及方法，主要解决工程结构产生的各种作用效应与结构材料抗力之间的关系，涉及有关结构上的作用结构抗力，结构可靠度和结构设计方法及优化设计等方面的问题。 1.4作用的分类 作用形式：直接作用、间接作用。 时间：永久作用，可变作用，偶然作用。 空间位置：固定作用，自由作用。 结构的反应：静态作用，动态作用。
1.5什么是容许应力设计法：容许应力设计法是建立在弹性理论基础上的设计方法，在使用荷载作用下，它规定结构构件在使用阶段截面上的最大应力不超过材料的许用应力。以结构构件的计算应力不大于有关规范给出的材料的容许应力的原则来进行设计的方法。 1.6什么是极限状态设计法：当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，则此特定状态称为该功能的极限状态，按此状态进行设计的方法称极限状态设计法。 国际上把处理可靠度的精确程度分为：水准1-半概率方法 2-近似概率法 3-全概率方法 2.第二章-重力荷载 2.1什么是基本雪压：指以当地一般空旷平坦地面上统计 所得重现期为50年的最大积雪的自重 2.2风的飘积作用：下雪过程中，风会把部分将要飘落或 者已经飘积在屋面上的雪吹到附近地面或临近较低的屋面上，这种影响称为风对雪的飘积作用。 2.3简述对屋面积雪的影响因素？ 风的漂移作用；屋面形式；屋面的散热情况。
三、名词解释 1．抵抗弯矩图 答：抵抗弯矩图是指按实际纵向受力钢筋布置情况画出的各截面抵抗弯矩，即受弯承载力Mu沿构件轴线方向的分布图形。 2．混凝土收缩 答：混凝土的凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减小的现象称为收缩。 3．混凝土徐变 答：在荷载的长期作用下，混凝土的变形将随时间而增加，亦即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长这种现象被称为混凝土的徐变。 4．可靠性 答：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能。 5．可靠度 答：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。 6．承载能力极限状态 答：结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形或变位的状态。 7．正常使用极限状态 答：结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项限值的状态。 8．剪跨比 答：剪跨比是反映梁内正应力σ和剪应力τ的相对比值。 9．作用效应最不利组合 答：所有可能的作用效应组合中对结构或结构构件产生总效应最不利的一组作用效应组合。 10．深受弯构件 答：钢筋混凝土深受弯构件是指跨度与其截面高度之比较小的梁。 1. 先张法 答案：先张拉钢筋，后浇筑构件混凝土的方法。先在张拉台座上，按设计规定的拉力张拉预应力钢筋，并进行临时锚固，再浇筑构件混凝土，待混凝土达到要求强度后，放张，让预应力钢筋回缩，通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结作用，传递给混凝土，使混凝土获得预压应力。 2. 预应力损失 答案：由于施工因素、材料性能和环境条件等的影响，钢筋中的预应力会逐渐减少，这种预应力钢筋的预应力随着张拉、锚固过程和时间推移而降低的现象称为预应力损失。 3. 部分预应力混凝土结构 答案：部分预应力混凝土结构是指构件在作用（或荷载）短期效应组合下控制的正截面的受拉边缘可出现拉应力的预应力混凝土结构，其预应力度大于0，小于1。 4. 无粘结预应力混凝土梁 答案：无粘结预应力混凝土梁是指配置的主筋为无粘结预应力钢筋的后张法预应力混凝土梁。无粘结预应力钢筋，是指由单根或多根高强钢丝、钢绞线或粗钢筋，沿其全长涂有专用防腐油脂涂料层，使之与周围