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大连理工大学网络教育学院
2018年秋《荷载与结构设计方法》
期末考试复习题
☆注意事项：本复习题满分共：400分。
一、单项选择题（本大题共24小题，每小题3分，共72分）
1、以下几项中属于间接作用的是（）。
A．土压力B．离心力
C．地震D．风压力
答案：C
2、我国基本雪压分布图是按照（）一遇的重现期确定的。
A．10年B．30年
C．50年D．100年
答案：C
3、一般而言，震中距越大，烈度越（）。
A．低B．高
C．没有影响D．不确定
答案：A
4、对于常见的永久荷载、楼面活荷载、风荷载、雪荷载、公路及桥梁人群荷载等，一般采用（）荷载模型。
A．平稳二项随机过程B．滤过泊松过程
C．泊松过程D．正态分布
答案：A
5、对水泥混凝土路面，其几何参数的不定性主要指面板厚度的（）。
A．不确定性B．变异性
C．差异性D．确定性
答案：B
6、结构构件或连接因材料强度被超过而破坏属于哪个极限状态范畴（）。
A．强度极限状态B．正常使用极限状态
C．稳定极限状态D．承载能力极限状态
答案：D
7、一般情况下，地下室外墙所受的土压力为（）。
A．主动土压力B．被动土压力
C．静止土压力D．不能确定
答案：C
8、在相同基本风压和高度的前提下，（）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
答案：C
9、影响地震反应谱的因素不包括（）。
A．场地条件B．地震烈度
C．震级大小D．以上答案都不对
答案：B
10、根据正常生产条件下结构构件几何尺寸实测数据，进行统计分析时，当实测数据不足，几何参数的概率分布类型可采用（）。
A．正态分布B．泊松分布
C．指数分布D．对数分布
答案：A
11、结构在规定时间内和规定条件下，完成预定功能的概率相同时，可靠指标越大，结构的可靠程度
. （）。
A．越低B．越高
C．不变D．视情况而定
答案：B
12、现行结构设计规范普遍采用的是（）。
A．分项系数设计表达式B．概率可靠度的直接设计方法
C．单一系数设计表达式D．容许应力法
答案：A
13、我国建筑结构荷载规范规定的基本风压的地貌为（）。
A．空旷的山地丘陵B．中小城镇
C．空旷平坦地面D．大城市市区
答案：C
14、在一定地区和时间范围内，超过某一烈度值的烈度占该时间段内所有烈度的百分比称为（）。A．超越频率B．超越概率
C．地震频率D．地震烈度
答案：B
15、对于静定结构，温度变化不引起（）。
A．内力B．变形
C．位移D．以上答案都不对
答案：A
16、影响结构构件抗力的各组不定性都是（）。
A．单一变量B．变异性
C．差异性D．确定性
答案：B
17、一般认为结构构件抗力的概率分布一般服从（）。
A．对数正态分布B．指数分布
C．极值分布D．正态分布
答案：A
18、构件承载能力有利时，一般情况下永久荷载分项系数应取（）。
A．1.4 B．1.35
C．1.2 D．1.0
答案：D
19、衡量一次地震规模大小的数量等级是（）。
A．震级B．地震烈度
C．地震能D．震源深度
答案：A
20、下列不属于（非核）爆炸作用的特点的是（）。
A．肉眼可见B．时间短
C．传播快D．以上都不对
答案：A
21、预应力施加方式不包括（）。
A．先张法B．后张法
C．压浆法D．以上都不对
答案：C
22、荷载通常被假定为平稳二项随机过程模型进行分析，下列基本假定不正确的是（）。
τ
A．设计基准期T时间域内可划分为r个相等的时段τ，即=T r
B．在任意时间域内，荷载出现的概率均为p，反之荷载不出现的概率为q=1-p
C．在任意时段τ内，荷载出现时，其幅值为非负随机变量，其概率分布函数为任意时点荷载概率分布，各不同时段幅值随机变量服从相同分布且相互独立
D．任意时段上荷载幅值随机变量与荷载是否出现有关
答案：D
23、下列各项不属于永久荷载特点的是（）。
A．荷载值不随时间变化
B．荷载值变化与平均值相比可以忽略
C．荷载值变化具有单调性，能趋于限值，如结构自重、土压力、预应力等
D．荷载值在一定的时段内可能是近似恒定的，但各时段的量值可能不等，还可能在某个时段内完全不出现
答案：D
24、下列叙述正确的是（）。
A．当R≥S在任何情况下成立时结构是安全的
B．可以采用中国的荷载标准值按照美国的规范设计表达式进行结构设计
等于1
C．现行荷载规范规定，对于一般重要性结构的
D．中国的现行荷载规范规定的分项系数设计表达式也是国际上通常采用的
答案：D
二、多项选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分）
1、间接作用包括（）。
A．行人及车辆B．风压力C．地面运动
D．温度变化E．土压力
答案：CD
2、作用在结构上产生的变形包括（）。
A．弯矩B．挠度C．扭转
D．弯曲E．拉伸
答案：BCDE
3、设计建筑结构及屋面的承重构件时，（）的积雪的分布情况，应按积雪不均匀分布的最不利情况采用。
A．檩条B．拱壳C．框架
D．屋面板E．柱
答案：AD
4、车辆荷载用于桥梁结构的（）计算。
A．整体加载B．局部加载C．涵洞
D．桥台E．挡土墙土压力
答案：BCDE
5、《城市桥梁设计规范》中，城市-B级路包括（）。
A．超级路B．快速路C．主干路
D．次干路E．支路
答案：DE
6、影响屋面积灰荷载的主要因素有（）。
A．清灰制度执行情况B．风向和风速C．除尘设施的使用维修情况D．烟囱高度E．屋面坡度
答案：ABCDE
7、风荷载属于（）。
A．永久作用B．可变作用C．偶然作用
D．直接作用E．动态作用
答案：BDE
8、基础沉降属于（）。
A．永久作用B．可变作用C．偶然作用
D．静态作用E．动态作用
答案：AD
9、车辆荷载属于（）。
A．永久作用B．可变作用C．偶然作用
D．直接作用E．动态作用
答案：BDE
10、地震属于（）。
A．可变作用B．偶然作用C．间接作用
D．静态作用E．动态作用
答案：BCE
11、《建筑地基基础设计规范》根据胀冻率不同，将地基土分为（）。A．不胀冻B．弱胀冻C．胀冻
D．强胀冻E．特强胀冻
答案：ABCDE
12、汽车制动力的影响因素有（）。
A．路面的粗糙状况B．轮胎充气压力的大小C．制动装置的灵敏性D．行车速度E．弯道桥的曲线半径
答案：ABCD
三、判断题（本大题共24小题，每小题2分，共48分）
1、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。（）答案：×
2、地基在土自重作用下产生竖向变形，侧向变形和剪切变形。（）
答案：×
3、地震波中的横波和纵波均可在固体和液体中传播。（）
答案：×
4、荷载组合值是考虑可变荷载同时以标准值出现的概率低。（）
答案：√
.
5、荷载效应指的是结构内力。（）
答案：×
6、结构为串并联体系时，结构中任一构件失效则整个结构体系失效。（）
答案：×
7、广义的荷载包括直接作用和间接作用。（）
答案：√
8、雪重度是一个常量，不随时间和空间的变化而变化。（）
答案：×
9、库伦土压力理论适合挡土墙光滑垂直、填土水平的土压力计算。（）
答案：√
10、最先达到地面的地震波是横波。（）
答案：×
11、结构构件计算模式的不定性主要是抗力相关的材料性能的不定性引起的。（）
答案：×
12、设计基准期内最大荷载的概率分布函数与任意时点荷载概率分布函数相同。（）
答案：×
13、土的自重应力为土自身有效重力在土体中引起的应力。（）
答案：√
14、水压力沿结构物表面分布图的外包线为直线。（）
答案：×
15、一般而言，震中距越大，影响越弱，震级越小。（）
答案：×
16、先张法和后张法可以提高混凝土构件的极限承载力。（）
答案：×
17、材料标准值是具有一定保证率的材料强度值。（）
答案：√
18、可靠指标越高，结构的可靠度越高。（）
答案：√
19、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。（）
答案：√
20、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。（）
答案：×
21、风荷载体型系数反映建筑物局部风压超过平均风压的现象。（）
答案：×
22、拱桥桥台背后的侧向土压力可以视为静止土压力。（）
答案：×
23、动力系数反映地面运动最大加速度与重力加速度的比值。（）
答案：×
24、结构设计关注的是设计基准期内的荷载最大值。（）
答案：√
四、填空题（本大题共13小题，每空2分，共60分）
1、结构的功能要求、、、和。答案：承载能力、适用性、耐久性、稳定性
2、按照随时间的变化特性，结构上的作用可分为、
和。
答案：永久作用、可变作用、偶然作用
3、汽车荷载是公路、桥梁设计的基本可变荷载，分为和两大类。
答案：车辆荷载、车道荷载
4、计算土的自重时，如果土层位于地下水位以上则应采用土的。地下水位下降时，地基中有效自重应力将会。
答案：天然重度、增大
5、积灰荷载应与和两者中的较大值同时考虑。
答案：雪荷载、不上人屋面活载
6、波浪按波发生的位置不同可分为和。
答案：表面波、内波
7、冻土是一种复杂的多相天然复合体，结构构造也是一种、。
答案：非均质、各向异性的多孔介质
8、静水压力的大小与水深呈关系。静水压力作用在结构物表面的方向。
答案：线性、法线
9、横向风振是由不稳定的空气动力特征形成的，它与及有关。
答案：结构截面形状、雷诺数
10、在空气流动中，对流体质点起主要作用的是两种力和。
答案：惯性力、粘性力
11、地震波包括在地球内部传播的和在地面附近传播的。答案：体波、面波
12、预应力根据张拉方式的不同，施工方式可分为和。
答案：先张法、后张法
13、汽车动态作用主要包括、和。
答案：离心力、冲击力、制动力
五、名词解释题（本大题共14小题，每小题5分，共70分）
1、设计基准期
答案：为确定可变作用及与时间有关的材料性能而选用的时间参数。
2、冻土
答案：具有负温或零温度，其中含有冰，且胶结着松散固体颗粒的土体结构。
3、众值烈度
答案：50年设计基准期内出现次数最多的地震烈度，超越概率63%。
4、可靠度
答案：结构在规定的时间内和规定的条件下完成预定功能的概率。
5、基本雪压
答案：空旷平坦的地面上，积雪分布保持均匀的情况下，经统计得出的50年一遇的最大雪压。
6、冰压力
答案：位于冰凌河流和水库中的结构物（如桥墩等），由于冰层的作用对结构产生的压力。
7、地震系数
答案：地震系数表示地面最大加速度与重力加速度的比值，其值主要与地震烈度的大小有关。
8、目标可靠指标
答案：预先给定作为结构设计依据的可靠指标，表示结构设计应满足的可靠度要求。
9、风荷载体型系数
答案：是指风作用在建筑物表面不同部位所引起的实际风压力与来流风压的比值。
10、鞭端效应
答案：由于小建筑物重量和刚度的突变，高振型的影响，地震反应会加大。
11、吊车纵向制动力
答案：吊车沿厂房纵向起动或制动时，由吊车自重和吊车的惯性力所产生的水平荷载。
12、混凝土立方体抗压强度标准值
答案：边长为150mm立方体试件，用标准方法制作、养护至28d龄期，以标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。
13、静水压力的竖向分量
答案：曲面的上压力体所包含的液体重，其作用线通过压力体的重心，方向铅锤指向受力面。
14、加速度反应谱
答案：指结构的绝对加速度与结构自振周期的曲线。
六、简答题（本大题共5小题，每小题10分，共50分）
1、车道荷载为什么要沿横向和纵向折减？
答案：
桥梁设计时各个车道上的汽车荷载都是按最不利位置布置的，多车道桥梁上的汽车荷载同时处于最不利位置可能性随着桥梁车道数的增加而减小。在计算桥梁构件截面产生的最大效应（内力、位移）时，应考虑多车道折减。
当桥涵设计车道数等于或大于2时，由汽车荷载产生的效应应进行折减。大跨径桥梁随着桥梁跨度的
增加桥梁上实际通行的车辆达到较高密度和满载的概率减小，应考虑计算跨径进行折减。
2、什么是荷载的代表值？它们是如何确定的？
答案：
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。
3、当楼面面积较大时，楼面均布活荷载为什么要折减？
答案：
民用建筑的楼面均布活荷载标准值是建筑物正常使用期间可能出现的最大值，当楼面面积较大时，作用在楼面上的活荷载不可能同时布满全部楼面，在计算楼梁等水平构件楼面活荷载效应时，若荷载承载面积超过一定的数值，应对楼面均布活荷载予以折减。同样，楼面荷载最大值满布各层楼面的机会更小，在结构设计时，对于墙、柱等竖向传力构件和基础应按结构层数予以折减。
4、简述结构的功能要求有哪些？
答案：
（1）承载能力：结构能承受在正常施工和使用期间可能出现的各种作用；如各类外加荷载、温度变化、基础沉降及混凝土收缩等。
（2）适用性：结构在正常使用时应保持良好的工作性能；如结构的变形、挠度等均不超过规定的限值。
（3）耐久性：结构在正常维护下应具有足够的耐久性能；如钢筋锈蚀、冻融破坏、化学侵蚀、渗漏和融蚀等均属于耐久性病害。
（4）稳定性：在偶然事件发生时（如地震、火灾等）及发生后，仍能保持必需的整体稳定性，不会出现与起因不相称的后果。
5、冰堆整体推移静压力计算公式是如何导出的？
答案：
由于水流和风的作用，推动大面积浮冰移动对结构物产生静压力，可根据水流方向和风向，考虑冰层面积来计算：
()1234sin sin P P P P P αβ=Ω+++????
式中：P ——作用于结构物的正压力（N ）；
Ω——浮冰冰层面积（2m ）
，一般采用历史上最大值； 1P ——水流对冰层下表面的摩阻力（Pa ），可取为0.5， 为冰层下的流速（m s ）；
2P ——水流对浮冰边缘的作用力（Pa ），可取为 ，h 为冰厚（m ），l 为冰层沿水流方向的平均长
度（m ），在河中不得大于两倍河宽；
3P ——由于水面坡降对冰层产生的作用力（Pa ），等于920hi ，i 为水面坡降；
4P ——风对冰层上表面的摩阻力（Pa ），()40.001~0.002P VF =，VF 为风速，采用历史上有冰
时期和水流方向基本一致的最大风速（m s ）；
α——结构物迎冰面与冰流方向间的水平夹角；
β——结构物迎冰面与风向间的水平夹角。
七、计算题（本大题共2小题，每小题20分，共40分）
1、某框架结构，填充墙采用加气混凝土砌块墙体，外墙厚300mm ，内墙厚200mm ，外墙外侧20mm 水泥砂浆抹灰，外墙内侧和内墙两侧为20mm 水泥混合砂浆抹灰，标准层外墙净高2.9m ，内墙净高3.1m 。试计算作用于标准层梁上的墙体荷载标准值。 答案：
加气混凝土砌块自重3
5.5kN m ，普通砖自重取3
19kN m ，加气混凝土砌块与普通砖的比例8:2，
则砌体的折算自重为
35.50.8190.28.2kN m g =?+?=
再考虑双面抹灰的荷载，则砌体自重荷载折算值
内墙：2
0.28.20.02172 2.32kN m in g =?+??= 外墙：2
0.38.20.02200.0217 3.20kN m out g =?+?+?=
作用在梁上的墙体荷载标准值为 内墙： 2.32 3.17.19kN m in q =?= 外墙： 3.20 2.99.28kN m out q =?=
2、某钢筋混凝土框架-剪力墙结构，质量和外形沿高度均匀分布，平面为矩形，H=100m ，迎风面宽度B=45m ，
建于C 类地区，基本风压2
00.55 kN/m w =, 求95m 高处风压标准值。
答案：
（1）风荷载体型系数： 对于矩形截面：
则：
0.8(0.5) 1.3s μ=--=
（2）风压高度变化系数：
查表得C 类地面90m 处 1.43z μ=，100m 处 1.50z μ=，内插得到95m 处：
1.43 1.50
1.4652
z μ+=
= （3）风振系数
房屋高度大于30m ，且H/B=2.22>1.5, 考虑风振系数
110102
3
111
122.50.23(C )0.250.5310 1.7451
0.573 1.047
31.555z x gI B g I T f T R β-=
==+===+?======>=类
110.2611100.716
0.87
(95)0.95
()0.95
0.2951000.870.7160.396
1.465
1212 2.50.230.396 1.956
z x a z x z z z B z
H
z B kH gI B ρρφφρρμβ========????==+=+???=
（4）风压标准值
20 1.956 1.3 1.4650.55 2.049 kN/m k z s z w w βμμ==???=
（5）简化集中力
2.0494510922 kN k i F w Bh ==??=
（6）对基地倾覆力矩
9229587588.8 kN m i M F L =?=?=
荷载题库 （一）填空题 1.作用随时间变化可分为永久作用、可变作用、偶然作用；按空间位置变异分为固定作用、自由作用；按结构反应分类分为静态作用、动态作用。 2.造成屋面积雪与地面积雪不同的主要原因是风的飘积作用屋面形式屋面散热等。 3.在公路桥梁设计中人群荷载一般取值为3KN／m2市郊行人密集区域取值一般为3.5 KN／m2 - 4.土压力可以分为静止土压力主动土压力被动土压力。 5.一般土的侧向压力计算采用朗肯土压力理论或库仑土压力理论。 6.波浪按波发生的位置不同可分为表面波内波。 7.根据冻土存在的时间可将其分为多年冻土季节冻土瞬时冻土。 8.冻土的基本成分有四种：固态土颗粒，冰，液态水，气体和水汽。 9. 冻土是一种复杂的多相天然复合体，结构构造也是一种非均质、各向异性的多孔介质。 10.土体产生冻胀的三要素是水分土质负温度。 11.冻土的冻胀力可分为切向冻胀力法向冻胀力水平冻胀力。 12.水平向冻胀力根据它的形成条件和作用特点可以分为对称和非对称。 13.根据风对地面（或海面）物体影响程度，常将风区分为13等级。 14.我国《建筑结构荷载规定》规定以10m高为标准高度，并定义标准高度处的最大风速为基本风速。 15.基本风压是根据规定的高度，规定的地貌，规定的时距和规定的样本时间确定最大风速的概率分布，按规定的重现期（或年保证率）确定的基本风速，然后根据风速与风压的关系所定义的。 16.由风力产生的结构位移速度加速度响应等称为结构风效应。 17. 脉动风是引起结构振动的主要原因。 18.在地面粗糙度大的上空，平均风速小脉动风的幅度大且频率高。 19.脉动风速的均方差也可根据其功率谱密度函数的积分求得。 20.横向风可能会产生很大的动力效应，即风振。 21.横向风振是由不稳定的空气动力特征形成的，它与结构截面形状及雷诺数有关。 22.在空气流动中，对流体质点起主要作用的是两种力惯性力和粘性力。 23.根据气流旋涡脱落的三段现象，工程上将圆桶试结构分三个临界范围，即亚临界范围超临界范围跨临界范围。 24.地震按产生的原因，可以分为火山地震陷落地震和构造地震 25. 由于地下空洞突然塌陷而引起的地震叫陷落地震而由于地质构造运动引起的地震则称为构造地震。 26. 地幔的热对流是引起地震运动的主要原因。 27. 震中至震源的距离为震源深度，地面某处到震中的距离为震中距。 28.地震按震源的深浅分，可分为浅源地震中源地震深源地震。 29.板块间的结合部类型有：海岭海沟转换断层及缝合线。 30.震级是衡量一次地震规模大小的数量等级。 31.M小于 2 的地震称为微震M＝2～4 为有感地震M> 5 为破坏性地震。 32.将某一地址遭受一次地震影响的强弱程度定义为地震烈度。 33.地震波分为地球内部传播的体波和在地面附近传播的面波。 34.影响地面运动频谱主要有两个因素：震中距和场地条件。 35.目前国际上一般采用小震不坏中震可修大震不倒的抗震原则。 36.底部剪力法是把地震作用当作等效静力作用在结构上，以次计算结构的最大地震反应。 37.混凝土在长期作用下产生随时间而增长的变形称为徐变。 38. 可变荷载有3个代表值分别是标准值和准永久值组合值。 39.影响结构构件抗力的因素很多，主要因素有3种，分别是材料性能的不定性Xm 几何参数的不定性Xa 计算模式的不定性Xp。 40.结构的极限状态可以分为承载能力极限状态和正常使用的极限状态。 （二）名词解释 1.作用：能使结构产生效应(内力、应力、位移、应变等)的各种因素总称为作用。
3-1某四层四跨现浇框架结构的第二层内柱轴向压力设计值N=140×104N,楼层高H ＝5.4m,计算长度L0=,混泥土强度等级为C20，HRB400级钢筋。试求柱截面尺寸及纵筋面积。 『解』查表得：1α= , c f =2mm , y f '=360N/2mm 0l =?6.75m 按构造要求取构件 长细比：:15l b = 即b=l 0=?15=450mm 设该柱截面为方形，则b ?h=450mm ?450mm 查表3-1得：?= S A '=(N-0.9?c f A ）/0.9?y f '=4140100.90.8959.6450450 0.90.895360?-??????mm<0.1943 按照构造配筋取00min 0.6P =（00 000.63≤P ≤） ∴S A '＝000.6bh =0 00.64504501215??=2mm 选配钢筋，查附表11-1得，420（S A ' ＝12562 mm ） 箍筋按构造要求选取，取s=250mm ，d=6mm 3-2 由于建筑上使用要求，某现浇柱截面尺寸为250mm ×250mm ，柱高 4.0m ，计算高度L0==2.8m,配筋为416（As/=804mm2）。C30混泥土，HRB400级钢筋，承受轴向力设计值N=950KN 。试问柱截面是否安全？ 『解』查表得：1α= , c f =2mm , y f ' =360N/2mm 计算长度0l =＝ / 2.8/0.2511.2l b == 查表3-1得：?= 考虑轴心受压∴R ＝?（ y f 'S c S A f A '+） =0.90.926(36080414.30.8250250)831.7950KN N KN ???+???==p ∴该柱截面在承受轴心受压时是不安全的。 3-3 已知一桥下螺旋箍筋柱，直径为d=500mm ，柱高5.0m,计算高度L0==3.5m,配HRB400钢筋1016（As/=2010mm2），C30混泥土，螺旋箍筋采用R235，直径为12mm ，螺距为s=50mm 。试确定此柱的承载力。 『解』查表得：1α= , c f =2mm , y f ' =360N/2mm y f =210N/2mm 0/712l d =< 2 2 1962504 cor d A mm π== 2 2 113.044 ssl d A mm π== 2 3.14500113.04/503549.456SSL sso dA A mm S π= =??= ∴柱的承载力 N=0.9(2)c cor y s y sso f A f A f A a ''++
《荷载与结构设计方法》试题+参考答案4 一、填空题（每空1分，共计20分） 1. 当功能函数服从正态分布时，可靠指标与失效概率具有一一对应关系。 2. 结构构件可靠度计算的一次二阶矩法包括和 。 3. 结构可靠指标 的几何意义是。 4. 荷载简单组合是与的组合。 5. 确定结构目标可靠度水准的方法有、 和。 6. 荷载的代表值一般包括、、 和。 7. 荷载效应组合规则一般有、、和。 8. 我国“建筑结构可靠度设计统一标准”（GB50068—2001）将设计状况分为、和。9. 荷载效应组合问题的实质是。 二、判断对错（在括号内：对的画“√”，错的画“×”）
（每空2分，共计16分） 1. 可靠指标 越大，结构可靠程度越高。（） 2. 结构可靠度设计的基准期就是结构的使用期。（） P等于结构抗力R和荷载效应S的概率密度干涉面积。 3. 结构的失效概率 f （） 4. 极限状态方程表达了结构荷载效应与抗力之间的平衡关系。（） 5. 结构重要性系数是用来调整不同安全等级结构的目标可靠指标的。（） 6. 延性破坏构件的目标可靠指标要大于脆性破坏构件的相应值。（） 7. 荷载标准值是设计基准期内在结构上时而出现的较大可变荷载值。（） 8. 对于结构不同的设计状况，均应进行正常使用极限状态设计。（） 三、简述题（每小题8分，共计24分） 1. 简述结构设计方法经历了哪几个发展阶段，并说明每个阶段结构设计方法的主要特点。 2. 简述影响结构构件抗力随机性的几类因素，并说明每一类因素主要包括哪些内容。 3. 简述结构构件可靠度设计的实用表达式包括哪些内容，并列出具体表达式。 四、（14分）已知某地区年最大风速服从极值Ⅰ型分布，通过大量观测，该
《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
《荷载与结构设计方法》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。
第六章受压构件正截面承截力 一、选择题 1．轴心受压构件在受力过程中钢筋和砼的应力重分布均（A ） A ．存在；B. 不存在。 2．轴心压力对构件抗剪承载力的影响是（B ） A ．凡有轴向压力都可提高构件的抗剪承载力，抗剪承载力随着轴向压力的提高而提高； B ．轴向压力对构件的抗剪承载力有提高作用，但是轴向压力太大时，构件将发生偏压破坏； C ．无影响。 3．大偏心受压构件的破坏特征是：（B ） A ．靠近纵向力作用一侧的钢筋和砼应力不定，而另一侧受拉钢筋拉屈； B ．远离纵向力作用一侧的钢筋首先被拉屈，随后另一侧钢筋压屈、砼亦被压碎； C ．远离纵向力作用一侧的钢筋应力不定，而另一侧钢筋压屈，砼亦压碎。 4．钢筋砼柱发生小偏压破坏的条件是：（D ） A ．偏心距较大，且受拉钢筋配置不多； B ．受拉钢筋配置过少； C ．偏心距较大，但受压钢筋配置过多； D ．偏心距较小，或偏心距较大，但受拉钢筋配置过多。 5．大小偏压破坏的主要区别是：（D ） A ．偏心距的大小； B ．受压一侧砼是否达到极限压应变； C ．截面破坏时受压钢筋是否屈服； D ．截面破坏时受拉钢筋是否屈服。 6．在设计双筋梁、大偏压和大偏拉构件中要求2s x a '≥的条件是为了：（B ） A ．防止受压钢筋压屈； B ．保证受压钢筋在构件破坏时能达到设计屈服强度y f '； C ．避免y f '> 400N/mm 2。 7．对称配筋的矩形截面偏心受压构件（C20，HRB335级钢），若经计算，
0.3,0.65i o e h ηξ>=，则应按（ A ）构件计算。 A ．小偏压； B. 大偏压； C. 界限破坏。 8．对b ×h o ，f c ，f y ，y f '均相同的大偏心受压截面，若已知M 2>M 1，N 2>N 1，则在下面四组内力中要求配筋最多的一组内力是（B ） A ．(M 1，N 2)； B.（M 2，N 1）； C. ( M 2，N 2)； D. (M 1，N 1)。 9．当2s x a '<，在矩形截面大偏心受压构件的计算中求A s 的作法是:（D ） A.对s A '的形心位置取矩(取2s x a '=)求得； B. 除计算出A s 外,尚应按s A '=0求解As ，取两者中的较大值； C ．按B 法计算，但取两者中较小值； D ．按C 法取值，并应满足最小配筋率等条件。 10．钢筋砼柱发生大偏压破坏的条件是（D ） A ．偏心距较大； B.偏心距较大，且受拉钢筋配置较多； C ．偏心距较大，且受压钢筋配置不过多； D ．偏心距较大且受拉钢筋配置不过多。 11. 指出下列哪些说法是错误的（A ） A ．受压构件破坏时，受压钢筋总是受压屈服的； B. 大偏心受压构件破坏时，受拉钢筋已经屈服； C. 小偏心受压构件破坏时，受拉钢筋可能受压，也可能受拉。 二、是非题 1．在钢筋砼大偏心受压构件承载力计算时，若2s x a '<，则在构件破坏时s A '不能充分利用。(对) 2．偏压构件，若ηe i >0.3 h o ，则一定为大偏压构件。（错） 3．不论大、小偏压破坏时，s A '总能达到y f '。（错） 4．螺旋箍筋仅用在轴向荷载很大且截面尺寸受限制的轴心受压短柱中。（对） 5．配螺旋箍筋的轴心受压柱中的砼抗压强度大于f c 。（对） 6．若轴压柱承受不变的荷载，则不论经过多长时间，钢筋及砼压应力都不随时间的变化。（错） 7．在对称配筋偏心受压构件中，M 相同时，N 越小越安全。（错） 8．轴心受压柱采用螺旋箍筋可使柱的抗压承载力提高，因此，在长细比0/l d
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）
1.作用：能使结构产生效应(内力、应力、位移、应变等)的各 种因素总称为作用。 2.地震烈度：某一特定地区遭受一次地震影响的强弱程度。 3.承载能力极限状态：结构或构件达到最大承载力或不适于继 续承载的变形,这种状态称为承载能力极限状态。 4.单质点体系：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。 5.基本风压：基本风压是根据全国各气象站50年来的最大风 速记录，按基本风压的标准要求，将不同高度的年最大风速统一换算成离地面10m的最大风速按风压公式计算得的风压。 6.结构可靠度：结构可靠性的概率量度。结构在规定时间内， 在规定条件下，完成预定功能的概率。 7.荷载代表值：设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值。 8.基本雪压：当地空旷平坦地面上根据气象记录经统计得到的 在结构使用期间可能出现的最大雪压。 9.路面活荷载：路面活荷载指房屋中生活或工作的人群、家具、 用品、设备等产生的重力荷载。 10.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。 11.静水压力：静水压力指静止的液体对其接触面产生的压 力。
12.混凝土徐变：混凝土在长期外力作用下产生随时间而增长 的变形。 13.混凝土收缩：混凝土在空气中结硬时其体积会缩小，这种 现象叫混凝土收缩。 14.荷载标准值：是荷载的基本代表值，其他代表值可以在标 准值的基础上换算来。它是设计基准期内最大荷载统计分布的特征值，是建筑结构在正常情况下，比较有可能出现的最大荷载值。 15.荷载准永久值：结构上经常作用的可变荷载，在设计基准 期内有较长的持续时间，对结构的影响类似于永久荷载。 16.结构抗力：结构承受外加作用的能力。 17.可靠：结构若同时满足安全性、适用性、耐久性要求，则 称结构可靠。 18.超越概率：在一定地区和时间范围内，超过某一烈度值的 烈度占该时间段内所有烈度的百分比。 19.震级：衡量一次地震规模大小的数量等级。是地震本身强 弱程度的等级，震级的大小表示地震中释放能量的多少。 20.雷诺数: 惯性力与粘性力的比。 21.脉动风: 周期小于10min的风，它的强度较大，且有随机 性，周期与结构的自振周期较接近，产生动力效应，引起顺风向风振。 22.平均风: 周期大于10min的风，长周期风，该类风周期相
3-16.截面尺寸mm mm h b 500200?=?的钢筋混凝土矩形截面梁，采用C25混凝土和HRB335级钢筋，I 类环境条件，安全等级为二级，最大弯矩组合设计值m kN M d ?=145，试分别采用基本公式法和查表法进行截面设计（单筋截面）。 解：基本公式法： 查表可得：f 13.8MPa cd =，f 280MPa sd =，γ0=1.0，b 0.56ξ= （1）求受压区高度x 假设60s a mm =，则050060440h mm =-=， 00()2 d cd x M f bx h γ=-， 代入数据得： 解之得： 700()x mm =舍去， 01330.56440246.4b x mm h mm mm ξ=<=?=。 （2）受拉钢筋面积s A 配2Φ22和2Φ25，27609821742s A mm =+=实际配筋率 (3).截面复核 取混凝土保护层厚度为c=30mm ，钢筋分两排布置，两排钢筋之间净距取30mm 。 设计合理。 截面设计如图： 图3-16截面配筋图（尺寸单位：mm ） 查表法 查表可得： 13.8cd f MPa =，280sd f MPa =，γ0=1.0，0.56b ξ= 020cd M A f bh ==621.014510=0.2713.8200440 ???? 查表得0.410.56b ξξ=<=，00.795ξ= 其余配筋过程及截面复核过程同上。 3-17 .截面尺寸mm mm h b 450200?=?的钢筋混凝土矩形截面梁。采用C20混凝土和HRB335级钢筋（3?16），截面构造如图3-41，弯矩计算值m kM M M d ?==660γ，复合截面是否安全？ 图3-17（mm ）
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)
《荷载与结构设计原则》课程教学大纲 课程编号：031178 学分：1 总学时：17 大纲执笔人：李国强大纲审核人：黄宏伟 一、课程性质与目的 本课程属于专业基础课，是土木工程专业的重要结构工程教学内容，为必修课。 本课程的教学目的是让学生了解工程结构可能承受的各种荷载，以及工程结构设计的可靠度背景。 二、课程基本要求 通过本课程的学习，学生应掌握工程结构设计时需考虑的各种主要荷载，这些荷载产生的背景，以及各种荷载的计算方法；并掌握结构设计的主要概念、结构可靠度原理和满足可靠度要求的结构设计方法。 三、课程基本内容 （一）荷载类型 1．荷载与作用 2．作用的分类 （二）重力 1．结构自重 2．土的自重力 3．雪荷载 （1）基本雪压 （2）屋面雪压 4．车辆重力 5．屋面活荷载 （三）侧压力 1．土的侧向压力 （1）基本概念及土压力分类 （2）基本原理 （3）土压力的计算 2．水压力及流水压力 3．波浪荷载 （1）波浪的分类 （2）波浪荷载的计算 4．冻胀力 （1）动土的概念、性质及结构物的关系 （2）土的冻胀原理 （3）冻胀力的分类及其计算 5．冰压力 （1）冰压力概念及分类
（2）冰压力的计算 （四）风载 1．风的有关知识 （1）风的形成 （2）两类性质的大风 （3）我国风气候总况 （4）风级 2．风压 （1）风压与风速的关系 （2）基本风压 （3）非标准条件下的风速或风压计算3．结构抗风计算的几个重要概念 （1）结构的风力与风效应 （2）顺风向平均风与脉动风 （3）横风向风振 4．顺风向结构风效应 （1）顺风向平均风效应 （2）顺风向脉动风效应 （3）顺风向总风效应 5．横风向结构风效应 （1）流经任意截面体的风力 （2）结构横风向风力 （3）结构横风向风效应 （4）结构总风效应 （5）结构横风向驰振（galloping）（五）地震作用 1．地震基本知识 （1）地震的类型与成因 （2）地震分布 （3）震级与烈度 （4）地震波与地面运动 2．单质点体系地震作用 （1）单质点体系地震反应 （2）地震作用与地震反应谱 （3）设计反应谱 3．多质点体系地震作用 （1）多质点体系地震反应 （2）震型分解反应谱法 （3）底部剪力法 （六）其它作用 1．温度作用 （1）基本概念及温度作用原理 （2）温度应力的计算 2．变形作用
结构设计原理课后习题答案 1 配置在混凝土截面受拉区钢筋得作用就是什么？ 混凝土梁得受拉能力很弱，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，直到达到钢筋得屈服强度。因此，钢筋混凝土梁得承载能 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 得混凝土立方体为标准试件，在规定温 度与湿度下养护28天，依照标准制作方法，标准试验方法测得得抗压强度值。 混凝土轴心抗压强度：采用150*150*300得混凝土立方体为标准试件，在规定温 度与湿度下养护28天，依照标准制作方法与试验方法测得得混凝土抗压强度值。 混凝土抗拉强度：采用100*100*150得棱柱体作为标准试件，可在两端预埋钢筋， 当试件在没有钢筋得中部截面拉断时，此时得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，按照规定得试验方法操作，按照下式计算A F A F 673.02f ts ==π 3 混凝土轴心受压得应力—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？ 完整得混凝土轴心受压得应力-应变曲线由上升段OC ，下降段CD,收敛段DE 组成。 0~0、3fc 时呈直线；0、3~0、8fc 曲线偏离直线。0、8fc 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，测试技术与试验条件。 4 什么叫混凝土得徐变？影响徐变有哪些主要原因？ 在荷载得长期作用下，混凝土得变形随时间增长，即在应力不变得情况下， 混凝土应变随时间不停地增长。这种现象称为混凝土得徐变。 主要影响因素：混凝土在长期荷载作用下产生得应力大小，加载时龄期，混 凝土结构组成与配合比，养生及使用条件下得温度与湿度。 5 混凝土得徐变与收缩变形都就是随时间而增长得变形，两者有与不同之处？ 徐变变形就是在长期荷载作用下变形随时间增长，收缩变形就是混凝土在凝 结与硬化得物理化学反应中体积随时间减小得现象，就是一种不受外力得自由变 形。 6 普通热轧钢筋得拉伸应力-应变关系曲线有什么特点？《公路桥规》规定使用 得普通热轧钢筋有哪些强度级别？强度等级代号分别就是什么？ 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) 7 什么就是钢筋与混凝土之间粘结应力与粘结强度？为保证钢筋与混凝土之间 有足够得粘结力要采取哪些措施？ （1）由于变形差（滑移）沿混凝土与钢筋接触面上产生得剪应力称为粘结应力。 （2）在拔出试验失效时得最大平均应力作为粘结强度。dl πτF = （3）主要措施：提高混凝土强度，调整钢筋布置位置，调整钢筋间距，增加保
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》 ---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 ? =++?+