《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 3
2
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
25.2max =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 20/55.0m 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：
Tg T1＞1.4Tg T1≤1.4Tg
≤0.35 0.08T1-0.07 0 0.35—0.55 0.08T1-0.01 >0.55
0.08T1-0.02
解题思路：
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： +++=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
0ω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=
2118.08(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 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08.0m a x
=α
，特征
周期s T g
45.0=，根据结构阻尼比可知：γ＝0.9，η1＝0.02，η2＝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
第七章 7-2试简述钢筋混凝土偏心受压构件的破坏形态和破坏类型。 答：破坏形态： （1）受拉破坏—大偏心受压破坏，当偏心距较大时，且受拉钢筋配筋率不高时，偏心受压构件的破坏是受拉钢筋先达到屈服强度，然后受压混凝土压坏，临近破坏时有明显的预兆，裂缝显著开展，构件的承载能力取决于受拉钢筋的强度和数量。 （2）受压破坏—小偏心受压破坏，小偏心受压构件的破坏一般是受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，受压区混凝土被压碎；同一侧的钢筋压应力达到屈服强度，破坏前钢筋的横向变形无明显急剧增长，正截面承载力取决于受压区混凝土的抗压强度和受拉钢筋强度。 破坏类型：1）短柱破坏；2）长柱破坏；3）细长柱破坏 7-3由式（7-2）偏心距增大系数与哪些因素有关？ 由公式212 000)/e 140011ζζη?? ? ??+=h l h （可知，偏心距增大系数与构件的计算长度，偏心 距，截面的有效高度，截面高度，荷载偏心率对截面曲率的影响系数，构件长细比对截面曲 率的影响系数。 7-4钢筋混凝土矩形截面偏心受压构件的截面设计和截面复核中，如何判断是大偏心受压还是小偏心受压？ 答：截面设计时，当003.0h e ≤η时，按小偏心受压构件设计，003.0h e >η时，按大偏心受压构件设计。 截面复核时，当b ξξ≤时，为大偏心受压，b ξξ>时，为小偏心受压. 7-5写出矩形截面偏心受压构件非对称配筋的计算流程图和截面复核的计算流程图 注意是流程图 7-6 解： 查表得： .1,280',5.110====γMPa f f MPa f sd sd cd m kN M M kN N N d d ?=?=?==?=?=6.3260.16.326,8.5420.18.54200γγ
《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：
《混凝土结构设计原理》B 考试试卷 一、填空题 1．伸长率 2．f c u ,k 、f c k 、f c 、f t 3．设计使用年限 4．95% 5．第三阶段末，Ⅲa 6．)5.01(2 01b b c bh f ξξα- 7．yv t sv sv f f 24.0min ,=≥ρρ 8．二 9．t t W f T 175.0≤ 10．不相等的 评分标准： 每小题1分，填对的给分。 二、多项选择题 1．B 、C 、D 2．A 、C 3．A 、B 、C 4．A 、C 、D 5．A 、C 评分标准： 每小题2分，全选对的给2分，多选或少选均不给分。 三、判断并改错 1．答：不正确。 当f c c f <σ时，应力—应变曲线才会渐趋稳定。 或 当f c c f >σ时，应力—应变曲线不会稳定。 2．答：不正确。 剪压破坏在破坏前有一定的预兆，但仍属于脆性破坏。 3．答：不正确。 当A S 配筋过多时，亦会发生小偏心受压破坏。 4．答：不正确。 裂缝宽度验算属正常使用板限状态的计算，不考虑超载的影响，要采用荷载标准值。 5．答：不正确。 不能增加构件的抗扭承载力。 或：增加抗扭纵筋量和抗扭箍筋量，才能增加构件的抗扭承载力。
评分标准： 每小题2分，判断1分，改错1分。 四、问答题 1．答：双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算公式的适用条件是： 条件一：0h x b ξ≤，条件二：s a x '≥2；要求计算时满足适用条件一是为了保证构件在破坏时，受拉钢筋s A 屈服，防止梁发生超筋破坏，要求计算时满足适 用条件二是为了保证构件在破坏时受压钢筋s A '屈服，使配置在构件中的受压钢筋充分发挥作用。 2．答：影响受弯构件斜截面抗剪承载力的主要因素有：剪跨比，混凝土强度，箍筋配箍率和强度，纵筋配筋率，斜截面上的骨料咬合力，构件的截面尺寸和形状。斜截面抗剪承载力计算公式中考虑了：混凝土强度，箍筋配箍率，箍筋强度，构件的截面尺寸，在承受集中荷载为主的受弯构件中，还考虑了剪跨比这一个因素。 3．答：大偏心受压构件在荷载作用下，靠近纵向力一侧的钢筋s A '受压，远离纵向力一侧的钢筋受拉，随着荷载的增加，首先在受拉区出现横向裂缝，荷载再增加，拉区裂缝不断的开展，中和轴上升，临近破坏时，受拉钢筋s A 屈服，受压区边缘混凝土达极限压应变值，受压钢筋屈服，混凝土压碎，构件破坏，构件的破坏始于受拉钢筋屈服。 4．答：受扭构件在裂缝出现前，抗扭纵筋和抗扭箍筋的应力都很小，构件的抗扭承载力主要取决于混凝土的抗拉强度，配筋率和配箍率的大小对构件的抗扭承载力影响不大；开裂后，在不超筋的前提下，同时增大构件的配筋率和配箍率，构件的抗扭承载力增加，仅增大构件的配筋率或构件的配箍率，构件的抗扭承载力不能增加，构件超筋后，同时增加构件的配筋率和配箍率，构件的抗扭承载力不能增加。 5．答：张拉控制应力con σ是指预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。如果con σ取值过低，则对混凝土产生的预压应力过小，不能有效地提高预应力混凝土构件的抗裂度和刚度；如果con σ取值过高，则：①在施工阶段会使构件的某些部位受到拉力，甚至开裂，对后张法构件可能造成端部混凝土局部破
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。
结构设计原理第四版课后答案叶见曙 目录 第一章...........1 第二章...........3 第三章...........5 第四、五章......13 第六章...........16 第七、八章.......18 第九章.. (26) 第一章 1-1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？ 答：当荷载超过了素混凝土的梁的破坏荷载时，受拉区混凝土开裂，此时，受拉区混凝土虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将承担几乎全部的拉力，能继续承担荷载，直到受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎破坏。 1-2 试解释一下名词：混凝土立方体抗压强度；混凝土轴心抗压强度；混凝土抗拉强度；混凝土劈裂抗拉强度。 答：混凝土立方体抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以每边边长为150mm 的立方体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa 为单位）作为混凝土的立方体抗压强度，用符号 cu f 表示。 混凝土轴心抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa 为单位）称为混凝土轴心抗压强度，用符号 c f 表示。 混凝土劈裂抗拉强度：我国交通部部颁标准《公路工程水泥混凝土试验规程》 （JTJ 053-94）规定，采用150mm 立方体作为标准试件进行混凝土劈裂抗拉强度测定，按照规定的试验方法操作，则混凝土劈裂抗拉强度 ts f 按下式计算： 20.637ts F F f A = =πA 。 混凝土抗拉强度：采用100×100×500mm 混凝土棱柱体轴心受拉试验，破坏
重庆交通学院继续教育学院 2004——2005学年第二学期考试试卷（A ） 《结构设计原理》课程 的关系为 A 、适筋破坏 >超筋破坏 >少筋破坏 C 、超筋破坏 >少筋破坏 > 适筋破坏 8、 长期荷载作用下，钢筋混凝土梁的挠度会随时间而增长，其主要原因是 A 、受拉钢筋产生塑性变形 B 、受拉混凝土产生塑性变形 C 、受压混凝土产生塑性变形 D 、受压混凝土产生徐变 9、 要求梁的弯矩包络图必须位于材料抵抗图之内，是为了满足 A 、正截面抗弯强度 B 、 斜截面抗弯强度 C 、变形要求 D 、 斜截面抗剪要求 10、对梁施加预应力，可提咼梁的 A 、塑性 B 、 延性 C 、斜截面抗弯强度 D 、 抗裂 考核形式：闭卷 层次：本科 班级: 考试需用时间：120分钟 姓名： 学号： 一、单项选择（15分） 1、 在双向压力的作用下，混凝土的抗压强度与单轴抗压强度相比较将 A 、提高 B 、降低 C 、基本一样 D 、不一定 2、 超筋梁破坏时，受拉钢筋应￡ g 和受压区边缘混凝土应变￡ h 满足 A 、 ￡ g < ￡ q （屈服应变）￡ h = ￡ hmax B 、￡ g = ￡ q （屈服应变） C ￡ g > ￡ q （屈服应变） ￡ h = ￡ hmax D 、￡ g = ￡ q （屈服应变） 3、 双筋矩形截面梁正截面受弯承载力计算时，受压钢筋设计强度规定不得 超过 是因为 A 、受压混凝土强度不够 C 、受压钢筋应变仅能达到 0.002 4、对于无明显流幅的钢材，其抗拉设计强度是以（ A 、屈服强度 C 、冷拉控制应力 结构延性 受拉钢筋已屈服 ）为取值依据 极限强度 0- 0.2 ( h < h = ￡ hmax hmax 400MPa 这 ) A 、y s2 + y s3+ y s4+ y s5/2 c 、 (T s5 /2 + y s6 7、 y s5+ y s6 对于大偏心受压构件，当 M 不变时，N 越大越安全 不变 时，M 越小越危险 正截面受弯构件 的破坏形态有三种。 N 或M 变化时， B (T sl + s2+ (y s4 构件的安全发生怎么的变化？ 、M 不变时，N 越小越安全 、N 不变时，M 越大越安全 对同样截面尺寸的构件，其抗弯承载力 （
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
某装配式钢筋混凝土简支T形梁设计 一、设计资料 (一)桥梁基本概况 1．桥面净空：净－7m＋2×1.5m 2．设计荷载：公路－Ⅱ级汽车荷载，人群3.5KN/m2，结构安全等级为二级，内力计算结果见（二）3．材料规格： Ⅰ类环境条件，钢筋及混凝土材料规格由学生根据相关规定自选 4．结构尺寸： T形主梁：标准跨径L b=20.00m，计算跨径L j=19.50m，主梁全长L=19.96m 横断面及尺寸如图所示： 图1 桥面剖面示意图 图2 T梁横断面尺寸（mm） （二）内力计算（结果摘抄） 表1：弯矩标准值M d汇总表KN·m
表2 剪力标准值V d汇总表KN 二、设计依据 中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62－2004 中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60－2004 三、提交成果及要求 1．设计说明书一份 要求：内容完整，设计合理，引用公式正确，计算准确，书写工整； 2．一片主梁配筋图一张 内容：主梁配筋图、钢筋大样图 要求：用白绘图纸，绘3号图(可加长)，作图规范，有图框、有标题栏，用铅笔绘图，写工程字； 3．必须自己独立完成设计，不得抄袭，一经发现抄袭者按零分处理。 四、参考文献 1.叶见曙主编，《结构设计原理》人民交通出版社第二版2005； 2.赵顺波主编：《混凝土结构设计原理》，同济大学出版社，2004.8； 3.张树仁等，《钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理》，人民交通出版社，200 4.9 4.中华人民共和国行业标准：《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》，人民交通出版社， 2004.10。 注：提交成果可用计算机完成，但必须打印规范，作图正确。
《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
1设计资料 某多层工业厂房的建筑平面如图1所示，拟采用现浇砼单向板肋梁楼盖。设计使用年限50年，结构安全等级为二级，环境类别为一类。 楼面做法：35mm水泥砂浆面层及磨石子地面，钢筋混凝土现浇板，12mm厚纸筋灰板底粉刷，L1*L2=6000*6600。 楼面荷载：均匀可变荷载标准值q k=6KN／m2，准永久值f系数ψq=0.8。 材料：砼强度等级C25，梁内受力纵筋为HRB335，其他为HPB235级钢筋。 试对板、次梁和主梁进行设计。 图1楼盖建筑平面
2 结构布置 主梁延横向布置，跨度为6.6m；次梁延纵向布置，跨度为6.0m。主梁每跨内布置两根次梁，板的短边方向跨度为6.6m/3=2.2m，长边与短边方向的跨度比为3，故按单向板设计。 楼盖的结构平面布置图见附图1所示。 按高跨比条件，板厚h≧2200mm/40=55mm，对工业建筑的楼盖板，要求h≧70mm，考虑到楼面可边荷载比较大，取板厚h=80mm。次梁截面高度应满足h=l/18～l/12=6000mm/18~6000mm/12=367～550mm， 取h=500mm；截面宽度系数取b==200mm。 主梁的截面高度应满足h=l/15～l/10=6600m/15-6600mm/10= 440～690mm，取h=650mm；截面宽度系数取b=300mm。 3 板的设计 3.1 板荷载计算 板的永久荷载标准值：
永久荷载分项系数1.2；因楼面均布可变荷载标准值大于 4.0KN/m2，可变荷载分项系数应取1.3.于是板的荷载基本组合值： 3.2 板计算简图 次梁截面为200mm*500mm，现浇板在墙上的支承长度不小于100mm，取板在墙上的支承长度为120mm。承载力按内力重分布设计，板的计算跨度： l01=l n1+h/2=2200mm-200mm/2-120mm+80mm/2=2020mm<1.025l n1=2030 mm，取l01=2020mm， 中间跨l02=2200mm-200mm=2000mm 因跨度相差小于10%。可按等跨连续板计算，取五跨。以1m 宽板作为计算单元，计算简图如图2所示。 图2 板计算简图 3.3板弯矩设计值 由《建筑结构设计－基本教程》（后简称《基本教程》）中表 2-3可查得。板的弯矩系数αm分别为：边跨内1/11；离端第二支座-1/11；中跨内1/16；中间支座1/4.故
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
第四章 4-1钢筋混凝土受弯构件沿斜截面破坏的形态有几种？各在什么情况下发生？ 答：斜拉破坏，发生在剪跨比比较大（3>m ）时； 剪压破坏，发生在剪跨比在31≤≤m 时； 斜压破坏，发生在剪跨比1 《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 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。 第七章习题1．如图所示等截面梁，，混凝土强度等级为250mm,550mm b h ==C20，纵向受拉钢筋为HRB335级，箍筋为HPB300级，承受均布荷载，支座边最大剪力设计值。按正截面受弯承载力计算已配有2B 25＋2B 22max 165.6kN V =纵向受拉钢筋。请按下述两中情况进行斜截面受剪承载力计算：（1）只配置箍筋（要求选定箍筋直径与间距）；（2）按构造要求配置最低数量的箍筋后，计算所需弯起钢筋排数及数量，并选 定直径与根数。 习题1图解：(1) 确定设计参数查表可知，C20混凝土f c =9.6N/mm 2，f t =1.10N/mm 2，，HRB335级0.1=c β钢f y =300N/mm 2；HPB300级钢筋f yv =270N/mm 2。取保护层厚度c=25mm ，已有纵向受拉钢筋可放一层， mm ，mm 5.472/251025s =++=a 5.5025.475500=-=h (2) 验算截面尺寸， mm 5.5020w ==h h 401.2250/5.502/w <==b h KN 6.165kN 5.013N 3015005.5022506.90.125.025.0max 0c c =>==????=V bh f β所以截面尺寸满足要求。 (3) 验算是否按计算配置腹筋kN 6.165kN 73.69N 25.967315.50225010.1 7.0max 0t =<==???=V bh f cv α故需按计算配置腹筋。(4) 计算腹筋数量方案一：只配箍筋/m mm 5076.05.50227025.9673116560020yv 0t sv =?-=-≥h f bh f V s A cv α选用A 8 双肢箍，，2=n =?==3.5021sv sv nA A 2 mm 101 结构设计原理课后答案 第一章 1-1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？ 答：当荷载超过了素混凝土的梁的破坏荷载时，受拉区混凝土开裂，此时，受拉区混凝土虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将承担几乎全部的拉力，能继续承担荷载，直到受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎破坏。 1-2 试解释一下名词：混凝土立方体抗压强度；混凝土轴心抗压强度；混凝土抗拉强度；混凝土劈裂抗拉强度。 答：混凝土立方体抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以每边边长为150mm 的立方体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa 为单位）作为混凝土的立方体抗压强度，用符号 cu f 表示。 混凝土轴心抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa 为单位）称为混凝土轴心抗压强度，用符号 c f 表示。 混凝土劈裂抗拉强度：我国交通部部颁标准《公路工程水泥混凝土试验规程》 （JTJ 053-94）规定，采用150mm 立方体作为标准试件进行混凝土劈裂抗拉强度测定，按照规定的试验方法操作，则混凝土劈裂抗拉强度 ts f 按下式计算： 20.637ts F F f A = =πA 。 混凝土抗拉强度：采用100×100×500mm 混凝土棱柱体轴心受拉试验，破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断，其平均拉应力即为混凝土的轴心抗拉强度，目前国内外常采用立方体或圆柱体的劈裂试验测得的混凝土劈裂抗拉强度值换算成轴心抗拉强度，换算时应乘以换算系数0.9，即0.9t ts f f =。 1-3 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？ 答：完整的混凝土轴心受拉曲线由上升段OC 、下降段CD 和收敛段DE 三个阶段组成。 结构设计原理 第一章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能 1、钢筋混凝土结构的概念 钢筋混凝土结构是由配置受力的普通钢筋或钢筋骨架的混凝土制成的结构。 2、钢筋混凝土结构的优缺点 ①较好的耐久性，刚度大，变形小； ②既可以整体现浇也可以预制装配，并且可根据需要浇制成各种形状与尺寸； ③就地取材，降低建筑成本。 3、混凝土的强度 ⑴混凝土立方体抗压强度 以每边边长为150mm的立方体标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MP a为单位）作为混凝土的立方体抗压强度，用符号f cu表示。 ⑵混凝土轴心抗压强度（棱柱体抗压强度） 以150mm×150mm×300mm的标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d，依照标准制作方法和试验方法测得的棱柱体试件抗压强度值（以MP a为单位）作为混凝土的轴心抗压强度，用符号f c表示。 ⑶混凝土抗拉强度 通过劈裂试验得到，比抗压强度低得多，用符号f t表示。 4、一次单调加载试验测试的混凝土应力—应变曲线p13 三个特征值：最大应力值f c及相应的应变值 co以及D点的应变值 5、有明显流幅的钢筋应力—应变曲线p21 6、粘结机理 ①光圆钢筋与混凝土之间的粘结力主要由摩擦力和咬合力提供； ②带肋钢筋与混凝土之间的粘结力主要由钢筋表面凸起的肋纹与混凝土的机械咬合作用。 第二章结构按极限状态法设计计算的原则 1、结构的可靠度与可靠性 结构可靠性是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。（安全性、适用性、耐久性）结构可靠度是结构可靠性的度量，指在规定的时间内，在规定的条件下，完成预期功能要求的概率。 《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
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课后习题答案叶见曙主编结构设计原理19章
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《工程荷载与可靠度设计原理》课后思考题及复习详解
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