荷载组合习题答案

教材P97习题1：钢筋混凝土简支梁，计算跨度为m 7.50=l ，承受均布荷载为kN/m 5.26 (已考虑和在分项系数，但不包括梁自重)。

混凝土强度等级为C20，环境类别为一类，采用HRB400钢筋。

试确定梁的截面尺寸并计算受拉钢筋截面面积和选择钢筋。

提示：(1)根据梁的跨度初选截面尺寸；(2)钢筋混凝土容重为25kN/m 3；(3)本题的计算结果有多种答案。

解：(1)初选截面 根据梁的高跨比和高宽比，查表4-1，初选梁的截面尺寸为250mm ⨯500mm 。

(2)设计参数 查附录1、附录6可知，C20混凝土f c =9.6N/mm 2，f t =1.1N/mm 2,HRB400级钢筋f y =360N/mm 2；查表4-5，α1=1.0，ξb =0.518。

查附录16，一类环境，c =25mm ，假定钢筋单排布置，则a s =c +d s +d /2=45mm ，h 0=h –45=455mm%138.03601.145.045.0%2.0min =⨯=>=y t f f ρ。

(3)内力计算梁上均布荷载设计值：由可变荷载效应控制的组合kN/m 25.305.265.025.0252.1k Q k G =+⨯⨯⨯=+=q g p γγ由永久荷载效应控制的组合kN/m 77.225.267.05.025.02535.1k Q k G =⨯+⨯⨯⨯=+=q g p ψγγ跨中最大弯矩设计值：m kN 85.1227.525.30810.1812200⋅=⨯⨯⨯==pl M γ (4)计算钢筋截面面积由式(4-11)可得mm 7.235mm 5.1312506.90.11085.122245545520b 62120=<=⨯⨯⨯⨯--=--=h b f M h h x c ξα由式(4-11)可得2min 2y c 1s mm 250500250%2.0mm 7.8763605.1312506.90.1=⨯⨯=>=⨯⨯⨯==bh f bx f A ρα符合适用条件。

⽔⼯建筑物习题及答案⽔⼯建筑物习题第⼀套习题⼀、填空1.对⽔⼯建筑物进⾏设计计算时采⽤的荷载组合有两类，⼀类是_______________，属于_______________情况；另⼀类是_______________，属于_______________情况。

2.重⼒坝抗滑稳定验算时，计算单元可取为_______________或_______________，⽔闸闸室抗滑稳定验算时，计算单元是_______________,拱坝坝肩岩体稳定验算时，计算对象是由_______________⾯、_______________⾯、_______________⾯及_______________⾯所包围的_______________。

3.为了消除或抑制_______________对结构的不利影响，溢洪道的泄⽔槽在平⾯布置上应尽量做到：_______________、_______________、_______________。

4.隧洞灌浆包括_______________和_______________，其⽬的分别是_______________和_______________。

⼆、判断改正题，对者在[ ]内画√，错者在[ ]内画×，并在[ ]后改正。

1.重⼒坝深式⽆压泄⽔孔中⼀般设置⼀道通⽓孔，⽤于检修时补⽓和排⽓。

[ ]2.在地震作⽤下，重⼒坝上下游⾯的地震动⽔压⼒沿⽔深呈抛物线分布，其⽅向垂直于坝⾯。

[ ]3.由于拱坝属于⾼次超静定整体结构，坝体应⼒计算时，必须考虑温度荷载和地基位移的影响。

[ ]4.对粘性⼟坝坡或级配较好的砂性⼟坝坡，渗流溢出处可能会发⽣流⼟。

[ ]5.对侧槽式溢洪道，为保证溢流堰⾃由出流和迅速泄洪，侧槽和泄⽔槽的底坡均应⼤于临界坡度。

[ ]6.⽔闸地下轮廓线是指底板、板桩、铺盖、与地基的接触线，其长度称闸基防渗长度。

[ ]三、简答题。

1.根据溢流坝⾯曲线和基本△剖⾯确定溢流坝实⽤剖⾯时，有哪两种情况（可绘图解释）？2.对双曲拱⽽⾔，拱冠梁剖⾯设计包括哪些内容？3.在粘性⼟坝坡稳定分析中，⽤总应⼒法和有效应⼒法计算抗滑⼒分别如何进⾏？4.何谓正槽式河岸溢洪道？由哪⼏部分组成？需要怎样的地形条件？5.何谓有压隧洞？洞内闸门布置有何特点？为什么？6.平原地区⽔闸消能防冲设计的任务是什么？池深设计应满⾜什么要求？7.简述温升、温降对拱坝应⼒及坝肩稳定的影响？第⼆套习题⼀、填空1.⽔⼯建筑物应根据其级别规定各项设计标准及要求，如_______________、_______________、_______________等等，以达到即安全⼜经济的⽬的。

《荷载与设计原则》习题答案第1章荷载与作用一、填空题1．作用是施加在结构上的一组集中力或分布力，或引起结构外加变形或约束变形的原因。

2．作用是使结构或构件产生效应的各种原因。

3．结构上的作用可分为直接作用和间接作用，荷载是直接作用。

4．施加在结构上的集中力或分布力称为直接作用,与结构本身性能无关;引起结构外加变形或约束的原因称为间接作用，该作用的大小与结构自身的性质有关.5．土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。

它既指工程建设的对象，也指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等专业技术。

6．土木工程结构是指由若干个构件组成的受力体系，是土木工程的骨架，也是它们赖以存在的基础。

它的主要功能是承受工程在使用期间可能出现的各种荷载并将它们传递给地基。

7．现代土木工程的建造必须经过论证策划、设计、施工 3个主要环节。

8．土木工程设计包括功能设计和结构设计 . 功能设计是实现工程建造的目的、用途；结构设计是决定采用怎样形式的骨架将其支撑起来，怎样抵御和传递作用力，各部分尺寸如何，用什么材料制造等等。

9．工程结构设计是在工程结构的可靠与经济、适用与美观之间,选择一种最佳的合理的平衡，使所建造的结构满足预定的各项功能要求 .10．工程结构的“功能要求”是指工程结构安全性、适用性和耐久性 ,统称为可靠性。

11．荷载效应和结构抗力之间最佳的合理的平衡，就是使工程结构既经济又具有一定的可靠度。

二、多项选择1、下列作用属于直接作用的为( A、B、E ）A．自重 B．土压力 C．混凝土收缩徐变 D．焊接变形 E、桥梁上的车辆重量2、下列作用属于间接作用的为( A、C、D ）A．地基变形B．水压力C．温度变化D．地震作用E．水中漂浮物对结构的撞击力3、荷载效应是指（A、C、D、E ）A．内力B．温度C．位移D．裂缝E．应力三、单项选择1、工程结构的“功能要求"(或“可靠性”）是指工程结构的( B ）A．可靠、经济、适用、美观B．安全性、适用性和耐用性C．安全性、经济、适用D．可靠、耐用、美观2、荷载取值和荷载计算正确与否直接影响( C )的计算A．结构抗力B．结构可靠度C．荷载效应D．结构尺寸四、简答题1、荷载与作用对土木工程设计有何意义？工程结构设计是在工程结构的可靠与经济、适用与美观之间，选择一种最佳的合理的平衡，使所建造的结构能满足预定的各项功能要求。

钢结构习题一钢结构习题一习 题一一、选择题1. 结构承载力设计表达式γσσψσ012()Gd Q d iQid i n f ++=∑≤中,ψi 是荷载组合系数,它的取值( )A.ψi >1 B.01<<ψi C.ψi =1 D.ψi <02.按近似概率极限状态设计法设计的各种结构是( )A.绝对可靠的B.绝对不可靠C.存在一定风险的 D.具有相同可靠性指标的3. 钢材的强度设计值f 取为( )A.f yB. f uC.f u R /γD.f y R/γ4.防止钢材发生分层撕裂的性能指标为( )A.屈服点B.伸长率C.Z 向收缩率D.冷弯180︒5.引起钢材疲劳破坏的荷载为( )A.静力荷载B.产生拉应力的循环荷载C.冲击荷载 D.产生全压应力的循环荷载6.不需要验算对接斜焊缝强度的条件是斜焊缝的轴线与轴力N 之间的夹角θ满足( )A.θ≥60︒B.θ<︒70C.tg θ≤15.D.tg θ>15.7.承压型高强度螺栓连接比摩擦型高强度螺栓连接( )A.承载力低,变形大B.承载力高,变形大C.承载力低,变形小 D.承载力高,变形小8.产生纵向焊接残余应力的主要原因之一是( )A.冷却速度太B.施焊时焊件上出现冷塑和热塑区C.焊缝刚度大D.焊件各纤维能够自由变形9.在计算工字形截面两端铰支轴心受压构件腹板的临界应力时,其支承条件为( )A.四边简支B.三边简支,一边自由C.两边简支,两边自由D.悬臂10.理想弹性轴心受压构件的临界力与截面惯性矩I和计算长度l的关系为( )A.与I成正比,与l0成正比B.与I成反比,与l成反比C.与I成反比,与l2成正比D.与I成正比,与l02成反比11.题11图所示的轴心受压构件I Ix y/≥4,其临界力N cr为( )A.π222EI ax/()B.π22EI ax/C.π224EI ay/()D.π22EI ay/12.设计焊接工字形截面梁时,腹板布置横向加劲肋的主要目的是提高梁的( )A.抗弯刚度B.抗弯强度C.整体稳定性D.局部稳定性13.按规范GBJ17－88中的公式σγ=M W f x x nx ≤计算直接承受动力荷载的工字形截面梁抗弯强度时,γx 取值为( )A.γx =10.B.γx =105.C.γx =115.D.γx =12. 14.对于题14图所示格构式压弯构件,弯矩作用平面内稳定性的计算公式是( ) A.N A M W N N f x mx xx x EXϕβγ+-(./)108≤ B.N A M W N N f x mx xx x x EX ϕβγϕ+-(/)1≤C.N A M W N N f x mx xx x EX ϕβϕ+-(/)1≤D.N x A mx M x W x N N EX f ϕβ+-(./)1125≤ 15.题15图所示压弯构件,截面无削弱,构件的弯矩图分别为图(a)、 图(b)。

《荷载与结构设计方法》试题+参考答案5一、简答题（每小题6分，共计36分）1. 试绘图说明结构可靠指标β的几何意义。

可靠指标β是标准空间R S ''-坐标系中坐标原点到极限状态曲面0Z =的最短距离。

2. 试绘图说明非正态随机变量当量正态化的两个基本条件，并列出当量正态化随机变量的均值和标准差的计算公式。

非正态随机变量当量正态化的两个基本条件：在设计点*i x 处， （1）当量正态分布变量与原非正态分布变量的概率分布值（尾部面积）相等，即**()()i i X i X i F x F x '=（2）当量正态分布变量与原非正态分布变量的概率密度函数值（纵坐标）相等，即**()()i i X i X i f x f x '=当量正态化随机变量的均值和标准差的计算公式分别为：OR 'R*1*()iiiX i X i X x F x μσ-''⎡⎤=-Φ⎣⎦{}1**()()iii X i X X i F x f x ϕσ-'⎡⎤Φ⎣⎦=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。

(1) 承载能力极限状态设计表达式1102()(,,,)i i inG Gk Q Q k Q C Q k R k k i S S S R f a γγγγψγ=++≤∑01()(,,,)iiinG Gk Q C Q k R k k i S S R f a γγγψγ=+≤∑(2) 正常使用极限状态设计表达式1) 标准组合设计表达式112[]i i nGk Q k C Q k i S S S f ψ=++≤∑2) 频遇组合设计表达式122[]i i i nGk f Q k q Q k i S S S f ψψ=++≤∑ii i X i X i '3) 准永久组合设计表达式31[]i i nGk q Q k i S S f ψ=+≤∑4. 简述荷载代表值有哪些类型，并说明每种代表值的确定方法。

结构设计原理习题答案一、简答题1. 简述结构设计的基本原则。

结构设计的基本原则包括安全性、经济性、适用性和美观性。

安全性是指结构必须能够承受预期的荷载，保证使用安全；经济性是指在满足安全的前提下，力求材料和施工成本的最小化；适用性是指结构应满足使用功能的需求；美观性则是指结构在满足前述条件的同时，还应具有一定审美价值。

2. 什么是荷载组合？荷载组合是指在结构设计中，将各种荷载按照一定的组合规则进行组合，以确定结构在最不利情况下的受力状态。

荷载组合通常包括永久荷载、可变荷载、风荷载、雪荷载等。

二、计算题1. 某简支梁，跨度为6米，承受均布荷载q=5kN/m，试计算最大弯矩和最大剪力。

对于简支梁，最大弯矩发生在梁的中点，计算公式为：\[ M_{max} = \frac{qL^2}{8} \]代入数据得：\[ M_{max} = \frac{5 \times 6^2}{8} = 22.5 \text{k N·m} \]最大剪力发生在梁的支点处，计算公式为：\[ V_{max} = \frac{qL}{2} \]代入数据得：\[ V_{max} = \frac{5 \times 6}{2} = 15 \text{kN} \]2. 某框架结构的柱子承受轴向力P=1000kN，同时承受弯矩M=200kN·m，试求柱子的弯矩系数。

弯矩系数是弯矩与轴向力的比值，计算公式为：\[ \alpha = \frac{M}{P} \]代入数据得：\[ \alpha = \frac{200}{1000} = 0.2 \]三、分析题1. 分析在地震作用下，结构的抗震设计应遵循哪些原则？在地震作用下，结构的抗震设计应遵循以下原则：首先，结构应具有足够的延性，以吸收和分散地震能量；其次，结构的重心应尽量降低，以减少地震作用下的惯性力；再次，结构的刚度应合理分布，避免刚度突变导致应力集中；最后，结构应具备足够的强度和稳定性，以抵抗地震引起的超常荷载。

作业一1、 某地基由多层土组成，各土层的厚度、容重如图所示，试求各土层交界处的竖向自重应力，并绘出自重应力分布图。

习题1厚度和容重图解：（1）各土层交界处的竖向自重应力：σc1=18.23⨯2.5=45.6kN/m 2σc2=σc1+18.62⨯2.0=82.8kN/m2σc3=σc2+9.80⨯1.5=97.5kN/m2σc4=σc3+9.40⨯2.0=116.3kN/m 2（2）自重应力分布如下图：2、 已知某市基本雪压S 0=0.5kN/m 2，某建筑物为拱形屋面，拱高f =5m ，跨度l =21m ，试求该建筑物的雪压标准值。

解：(1)屋面积雪分布系数525.08==flr μ (2) 该建筑物的雪压标准值S k =μr S 0=0.525⨯0.50=0.2625kN/m2风荷载作业参考答案1. 已知一矩形平面钢筋混凝土高层建筑，平面沿高度保持不变。

H =100m ，B =33m ，地面粗糙度为A 类，基本风压W 0=0.44kN/m 2。

结构的基本自振周期T 1=2.5s 。

求风产生的建筑底部弯矩。

(注：为简化计算，将建筑沿高度划分为5个计算区段，每个区段20m 高，取其中点位置的风荷载值作为该区段的平均风载值)解：(1）体型系数μs =1.3(2)风压高度变化系数μz在各区段中点高度处的风压高度变化系数值分别：μz （10）=1.38；μz （30）=1.80；μz （50）=2.03；μz (70）=2.20；μz (90）=2.34(3)风振系数β①第一振型函数φ1(z)16.0100104tan 4tan )10(7.07.0=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=ππφH z ；35.0100304tan 4tan )30(7.07.0=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=ππφH z53.0100504tan 4tan )50(7.07.0=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=ππφH z ；70.0100704tan 4tan )70(7.07.0=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=ππφH z89.0100904tan 4tan )90(7.07.0=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=ππφH z②脉动影响系数νH/B=3，ν=0.49③脉动增大系数ξW 0T 12=1.38⨯0.44⨯2.52=3.795 查表得：ξ=2.2795④风振系数β(z)各区段中点高度处，风振系数)()(1)(z z z z μξνϕβ+=β(10)=1.130；β(30)=1.217；β(50)=1.292；β(70)=1.355；β(90)=1.425 （4）计算各区段中点处的风压标准值W k （z ）=βz μs μz W 0W k （10）=0.8916；W k （30）=1.2532；W k （50）=1.5000；W k （70）=1.7056；W k （90）=1.9071(5) 风产生的建筑底部弯矩M kM k =(0.8916⨯10+1.2532⨯30+1.5000⨯50+1.7056⨯70+1.9071⨯90) ⨯20⨯33=272272.5kN.m2. 钢筋混凝土烟囱H =100m ，顶端直径为5m ，底部直径为10m ，顶端壁厚0.2m ，底部壁厚0.4m 。