荷载与结构设计方法》考试试题

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《荷载与结构设计方法》考试试题

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《荷载与结构设计⽅法》考试试题综合试题(⼀卷)⼀、填空题(每空1分,共20分)1.作⽤按时间的变异分为:永久作⽤,可变作⽤,偶然作⽤_2.影响结构抗⼒的因素有:材料性能的不定性,⼏何参数的不定性,计算模式的不定性..3.冻⼟的四种基本成分是_固态的⼟颗粒,冰,液态⽔,⽓体和⽔汽.4.正常使⽤极限状态对应于结构或者构件达到_正常使⽤或耐久性能_的某项规定限值.5.结构的可靠性是_安全性,适⽤性,耐久性__的总称.6.结构极限状态分为_承载能⼒极限状态,正常使⽤极限状态_.7.结构可靠度的确定应考虑的因素,除了公众⼼理外,还有结构重要性,社会经济承受⼒,结构破坏性质⼆.名词解释(10分)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分)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分)三.简答题. (共20分)1. 基本风压的5个规定.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50年。

(每点1分)(5)2. 简要回答地震震级和烈度的差别与联系(6)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:0321I M ?+=;⾮震中区,烈度与震级的关系: ()1lg 323210++?+=h C I M 。

《荷载与结构设计方法》试题+参考答案5

《荷载与结构设计方法》试题+参考答案5

1.(8分)某民用建筑结构设计时考虑的荷载有:恒荷载G 、持久性活荷载1()L t 、临时性活荷载2()L t 、风荷载()Y W t 、雪荷载()S W t 。

已知设计基准期50T =年,恒荷载、活荷载、风荷载和雪荷载的分时段长度τ分别取为50年、10年、1年、1年。

试按照JCSS 组合规则,列出上述荷载的组合表达式。

解答(每个2分):因1234550101011τττττ=>===>===,故有:112234[0,]max ()max ()max ()max ()Y S M G L L W W t T t t t S S S t S t S t S t τττ∈∈∈∈=++++212230[0,]()max ()max ()max ()Y S M G L L W W t T t t S S S t S t S t S t ττ∈∈∈=++++312200[0,]()()max ()max ()Y S M G L L W W t T t S S S t S t S t S t τ∈∈=++++412000[0,]()()()max ()Y S M G L L W W t T S S S t S t S t S t ∈=++++2.(12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,统计得出该地区年最大风速样本的平均值为18.9m/s ,标准差为2.5m/s 。

(1) 求出该地区50年最大风速的概率分布函数; (2) 计算100年一遇的最大风速标准值;(3) 计算100年一遇最大风速不被超越的概率k p 。

(设计基准期50=T 年)已知:极值Ⅰ型概率分布函数为)]}(exp[exp{)(u x x F ---=α,其分布参数为:αμ5772.0-=X u ,Xσα2825.1=(ln )()[()]exp exp exp exp exp exp T T V V T T x u x u T F x F x T x u αααα⎧-⎫⎧-+⎫⎡⎤⎡⎤==--=--⎨⎬⎨⎬⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎩⎭⎩⎭⎧⎫⎡⎤-⎪⎪=--⎨⎬⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎩⎭50T = 1.2825/ 1.2825/2.50.514T αασ====ln 0.5772ln 19.7878T u u T T αμαα=+=-+=19.7878()exp exp 0.514T V x F x ⎧-⎫⎡⎤=--⎨⎬⎢⎥⎣⎦⎩⎭(2) 解答(4分)1()1V kF x T =-, 1111(1)ln ln(1)V k k x F u T T α-⎧⎫⎡⎤⎪⎪=-=----⎨⎬⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎩⎭,100k T =,10011ln ln(1)8.8273/100V u m s α⎧⎫⎡⎤=----=⎨⎬⎢⎥⎣⎦⎩⎭(3) 解答(4分)1(1)Tk kp T =- 50T =,100k T =,501(1)0.6050100k p =-=3.(15分)已知某悬臂钢梁受均布荷载q 作用(如图所示),其均值和变异系数分别为 2.5/q KN m μ=,0.20q V =;钢梁截面的塑性抵抗矩W 为确定性量,33884.910W m -=⨯;材料屈服强度y f 的均值262y f MPa μ=的,变异系数为0.10y f V =。

(整理)《荷载与结构设计方法》试题+参考答案4.

(整理)《荷载与结构设计方法》试题+参考答案4.

《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 中心点法 和 验算点法 。

3. 结构可靠指标β的几何意义是 随机变量空间坐标原点到极限状态曲面的最短距离。

随机变量标准空间坐标原点到极限状态曲面的最短距离。

4. 荷载简单组合是 恒荷载 与 可变荷载 的组合。

5. 确定结构目标可靠度水准的方法有 事故对比法 、 校准法 和 优化法 。

6. 荷载的代表值一般包括 标准值 、 组合值 、 频遇值 和 准永久值 。

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 综合荷载效应最大值的概率分布问题 。

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β越大,结构可靠程度越高。

( 对 )2. 结构可靠度设计的基准期就是结构的使用期。

( 错 )3. 结构的失效概率f P 等于结构抗力R 和荷载效应S 的概率密度干涉面积。

( 错 )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。

( 对 )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。

( 对 )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。

( 错 )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。

( 错 )(最大荷载)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。

( 错 )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。

《荷载与结构设计方法》试题参考答案B

《荷载与结构设计方法》试题参考答案B

青岛理工大学试卷标准答案及评分标准专用纸2007 ~ _2008_学年第 1 学期荷载与结构设计方法》课程试卷标准答案及评分标准 B 卷专业:土木工程班级2005级1-14班一、选择题(2分×10=20分)1、D2、B3、B4、D5、C6、D7、C8、D9、C10、A二、判断题(1分×20=20分)1、(∨)2、(×)3、(×)4、(∨)5、(∨)6、(∨)7、(×)8、(×)9、(∨)10、(×)11、(∨)12、(×)13、(∨)14、(∨)15、(∨)16、(×)17、(×)18、(∨)19、(×)20、(∨)青岛理工大学试卷标准答案及评分标准专用纸三、 问答题(5分×8=40 分)1、举例说明:什么是可变荷载?什么是永久荷载?答:可变荷载是指在结构设计基准期内其值随时间变化,且其变化值与平均值相比不可忽略。

(2分)例如:车辆重力、风荷载、雪荷载、楼面活荷载。

(0.5分)永久荷载是指在结构设计基准期内其值不随时间变化,或其变化值与平均值相比可以忽略不计。

(2分)例如:结构自重。

(0.5分)2、为什么在计算承受梁板传递至底层墙(或柱)的荷载荷载效应时,当上部楼层较多时,楼面均布活荷载要折减?答:作用在楼面上的活荷载,不可能以标准值的大小同时布满在所有的楼面上,因此在设计梁、墙、柱和基础时,还要考虑实际荷载沿楼面分布的变异情况,也即在确定梁、墙、柱和基础的荷载标准值时,还应按楼面活荷载标准值乘以折减系数后考虑。

(5分)(注:如回答:一般情况下,考虑的楼面面积越大,实际平摊的楼面活荷载越小,故在确定梁、墙、柱和基础的荷载标准值时,还应按楼面活荷载标准值乘以折减系数后考虑。

也是正确的)3、简述青岛五四广场边一建筑平面为正方形的150m 高层的风荷载标准值的计算过程。

答:根据风荷载标准值的计算公式:0w w z s z k μμβ=,(1分)应有以下的计算过程:(1)根据青岛地区查得基本风压:20/60.0m kN w =。

《荷载与结构设计方法》(柳炳康)思考题解答

《荷载与结构设计方法》(柳炳康)思考题解答

《荷载与结构设计方法》(柳炳康)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。

《荷载与结构设计方法》

《荷载与结构设计方法》

荷载与结构设计方法课程框架说明1.典型建筑工程图示法国的埃菲尔铁塔迪拜塔160层,总高828米,比台北101高出320米。

迪拜塔由韩国三星公司负责营造,2004年9月21日开始动工,2010年1月4日竣工启用,同时正式更名哈利法塔。

美国胡佛水坝塞金纳特伯桥(Salginatobel Bridge ),瑞士工程师R.Maillart 于1930年设计。

建筑师们说:“在桥上漫步是一种真正的精神上的享受。

你和高山、白云、蓝天那么靠近,美国旧金山的金门大桥,瑞士工程师O.Ammann于1937年设计。

“它造型优美,比例协调,是桥梁工程的一颗明珠,以致于本世纪的设计师们已无法超越了。

”西班牙塞维利亚阿拉米罗大桥(Alamillo Bridge),圣地亚哥·卡拉特拉瓦(Santiago Calatrava)于1992年设计。

京珠高速公路洋碰隧道2.若干建筑工程作用、荷载示例(1)风荷载:塔科马吊桥坍塌台风莫拉克袭击台湾(2)地震作用智利大地震(3)上海莲花河畔景苑建筑工程事故南北两排房子间的基坑(地下车库)南北两排房子间的基坑(地下车库)3.本课程的主要内容(1)建筑工程结构构件或体系各种作用和荷载的确定以及计算方法;(2)结构杆件或体系设计值中作用和荷载的组合方法,抗力值的确定考虑的随机因素。

第一章荷载与作用内容提要一、结构上的作用及其分类1、“结构上的作用”的定义2、“结构上的作用”的分类二、荷载分类一、结构上的作用及其分类1、“结构上的作用”的定义⇒施加在结构上的集中力或分布力,以及引起结构外加变形或约束变形的原因(地震、基础沉降、温度变化、焊接等)的总称ö施加在结构上的集中力或分布力⇒直接作用(荷载)ö引起结构外加变形或约束变形的原因⇒间接作用2、“结构上的作用”的分类u按随时间的变异分类ö永久作用⇒在结构使用期间,其值不随时间而变化,或其变化值与平均值相比可以忽略不计,或其变化是单调的并能趋于限值的作用⇒【例如】结构自重,土压力、预加力、基础沉降、焊接、水的浮力、混凝土收缩及徐变作用等ö可变作用⇒在结构使用期间,其值随时间而变化,且其变化值与平均值相比不可以忽略不计的作用⇒【例如】安装荷载、楼面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、汽车荷载、汽车离心力、汽车制动力、流水压力、冰压力、温度作用等ö偶然作用⇒在结构使用期间,不一定出现,但一旦出现,其量值很大且持续时间较短的作用⇒【例如】地震作用(地震力和地震加速度等)、爆炸、船舶或漂流物的撞击作用、汽车撞击作用等【思考题】水压力属于何种作用?v按随空间位置的变异分类ö固定作用⇒在结构空间位置上具有固定的分布【例如】工业与民用建筑楼面上的固定设备荷载、结构构件自重等ö可动作用⇒在结构空间位置上的一定范围内可以任意分布【例如】工业与民用建筑楼面上的人员荷载、吊车荷载等w按结构的反应分类ö静态作用⇒不使结构或结构构件产生加速度,或产生的加速度可以忽略不计【例如】结构自重、住宅与办公楼的楼面活荷载等ö动态作用⇒使结构或结构构件产生不可忽略的加速度【例如】地震、吊车荷载、设备振动、作用于高耸结构上的风荷载等二、荷载分类ð按作用时间的长短和性质ö永久荷载⇒在结构使用期间,其值不随时间而变化,或虽有变化,但变化不大,且其变化值与平均值相比可以忽略不计,或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。

荷载考试试题

荷载考试试题
1.引起结构产生作用效应的原因有哪些?
答:一种是施加于结构上的集中力,即直接施加于结构;另一种是施加于结构上的外加变形和约束变形,即间接作用于结构。
2.何谓静止土压力?
答:当挡土墙在土压力的作用下,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。
3.简述我国基本雪压分布特点是什么?
24.结构极限状态分为_承载能力极限状态,正常使用极限状态_.
25.结构可靠度的确定应考虑的因素,除了公众心理外,还有结构重要性,社会经济承受力,结构破坏性质
26.1、建筑结构的功能是指:、、。
27.【答案】:适用性 安全性 耐久性
28.2、我国的结构设计的基准期规定为。
29.【答案】:50年
30.3、作用在结构上的荷载的类型有:、、三种。
【答案】D
4、安全等级为二级的建筑结构的混凝土梁,当进行斜截面受剪承载力计算时,要求可靠指标 不应小于下列( )数值。
A B C D
【答案】C
5、我国钢筋混凝土结构规范度量混凝土结构可靠性的原则是( )。
A用分项系数,不用 B用分项系数和结构重要性系数,不用 C用 ,不用 D用 代替 ,并在形式上采用分项系数和结构重要性系数代替
61.18、可靠指标 =,安全等级为二级的构件延性破坏和脆性破坏时的目标可靠指标分别是和。
62.【答案】 ;3.2;3.7。
63.19、可变荷载的准永久值是指。
64.【答案】可变荷载中在整个设计基准期内出现时间较长(总持续时间不低于25年)的那部分荷载。
65.20、工程设计时,一般先按极限状态设计结构构件,再按
3.绕流阻力由(AD)组成。
A.压强阻力B.水流阻力C.静水压力D.摩擦阻力

荷载与结构设计原理-试卷及答案-A

荷载与结构设计原理-试卷及答案-A

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.2B.3C.4D.54.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3mmD.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 kNB.2/0.2m kNC.2/5.2m kND.2/0.3m kN8.风荷载的组合值系数、准永久系数分别是多少?(C)A.0.5,0.1B.0.6,0.2C.0.6,0.4D.0.6,09.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10.荷载效应的基本组合是指下列哪种组合?(B)A.永久荷载效应与可变荷载效应、偶然荷载效应的组合。

B.永久荷载效应与可变荷载效应的组合C.永久荷载效应与偶然荷载效应的组合D.仅考虑永久荷载效应11.实际地震烈度与下列何种因素有关?(B)A.建筑物类型B.离震中的距离C.行政区划D.城市大小12.下列哪项屋于楼面活荷载(A)A.教室里的课桌 B.钢筋混凝土楼板 C.楼面水磨石装修层 D.框架填充墙二、判断题(2×8=16分)1.永久荷载代表值只有标准值。

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综合试题(一卷)一、填空题(每空1分,共20分)1.作用按时间的变异分为:永久作用,可变作用,偶然作用_2. 影响结构抗力的因素有:材料性能的不定性,几何参数的不定性,计算模式的不定性..3.冻土的四种基本成分是_固态的土颗粒,冰,液态水,气体和水汽.4.正常使用极限状态对应于结构或者构件达到_正常使用或耐久性能_的某项规定限值.5. 结构的可靠性是_安全性,适用性,耐久性__的总称.6.结构极限状态分为_承载能力极限状态,正常使用极限状态_.7. 结构可靠度的确定应考虑的因素,除了公众心理外,还有结构重要性,社会经济承受力,结构破坏性质二.名词解释(10分)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分)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分)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分)三.简答题. (共20分)1. 结构抗力的不定性的影响有哪些?答:①结构材料性能的不定性、②结构几何参数的不定性、③结构计算模式的不定性。

(每点1分)2. 基本风压的5个规定.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。

(每点1分)(5)3. 简要回答地震震级和烈度的差别与联系(6)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:0321I M ⋅+=;非震中区,烈度与震级的关系: ()1lg 323210+∆⋅⋅+⋅+=h C I M 。

(前2点1分,后2点2分) 4. 简述直接作用和间接作用的区别.(6)答:①将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将不是作用,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。

(每点2分)四、计算题(50分)1. 计算下图中的土层各层底面处的自重应力。

(10分)解:a cz KP h 0.340.217111=⨯==γσ (2分)a cz KP h h 2.1068.3190.21722112=⨯+⨯=+=γγσ (2分)()a cz KP h h h 6.1402.4102.188.3190.2173322113=⨯-+⨯+⨯='++=γγγσ (3分) ()()a cz KP h h h h 8.1590.2106.192.4102.188.3190.217443322114=⨯-+⨯-+⨯+⨯='+'++=γγγγσ(3分)综合试题(二卷) 一、填空题(20分)8. 作用按时间的变异分为: 永久作用,可变作用,偶然作用.9. 土的侧压力分为_静止土压力,主动土压力,被动土压力_.10.冻土的四种基本成分是__固态的土颗粒,冰,液态水,气体和水汽_. 11.预应力构件按预应力施加先后分为__先张法,后张法 12.目前国际上采用的抗震设计原则是_小震不坏,中震可修,大震不倒 13.结构极限状态分为_承载能力极限状态,正常使用极限状态_. 14. 由风力产生的_结构位移,速度,加速度响应__称为结构风效应.二.名词解释(3+3+4=.10分)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. 震级:衡量一次地震规模大小的数量等级,国际上常用里氏震级3. 震中距:地面某处到震中的距离称为震中距三.简答题.(5x4=20分)5. 结构可靠度是怎么定义的?6. 什么叫基本风压?怎样定义.7. .写出单质点体系在单向水平地面运动作用下的运动方程.8. 简述直接作用和间接作用的区别.四 计算题(50分)《荷载与结构设计方法》考试试题(2002级)参考答案一 概念理解题(共计70分):1在结构荷载计算中,一般主要考虑的有哪些荷载?(5分)答:一般考虑的荷载为恒载和活载两类,对于偶然荷载(特殊荷载考虑较少)。

2 基于可靠度的结构设计(概率极限状态设计)与传统的安全系数设计有何区别?对于功能函数(以两个变量为例),当变量为正态分布时,可靠度指标有何含义,试作图表示;(10分)答:可靠度设计是考虑荷载和抗力是一种随机变量,而传统的安全系数设计方法则将这些参数看作固定值,前者更为合理。

对于0),(=-==S R S R g Z ,在SOR 坐标系,首先将变量进行标准化变换,对基本变量作标准化变换S S S S σμ-= ,RR R R σμ-= ,此时将变量转化成了)1,0(N 分布,形成新的坐标系R O S ',原坐标与新坐标的关系为:S S S S μσ+= ,RR R R μσ+= ,得出新坐标系的极限状态方程: 0=-+-S R S R S R μμσσ ,令22cos S R R R σσσθ+-=,22cos S R S S σσσθ+=,22SR S R σσμμβ+-= 于是有:0cos cos =-+βθθSR S R ,如图所示R O S '坐标系, 于是可得:R R P O R θβθcos cos *'*== ,S S P O S θβθcos cos *'*==进行变换到原坐标系,于是R R R R R R R μσθβμσ+=+=cos ** ,SS S S S S S μσθβμσ+=+=cos ** , 已知坐标系SOR 中,极限状态方程:0=-S R ,显然此时其上一点:0**=-S R ,由此可求出可靠指标b ,验算点*R ,*S 。

3 为何对于不同的荷载在进行荷载效应组合时,取一定的分项系数?(5分)答:主要是考虑到不同荷载的概率分布形式不一致,而为了计算的简便,将各种荷载的概率分布的不同通过的荷载分项系数以使按极限状态设计表达式设计的各种结构可靠指标b 与规定的设计可靠指标b 0之间在总体上误差最小。

4 计算风荷载时需要考虑几个方面的因素;(5分)答:风荷载的计算主要与三种独立的因素有关:基本风压、风压高度变化系数、房屋体型系数有关。

5 设计基准期和设计使用寿命的概念,两者有何区别;(5分)答:设计基准期是统计各种荷载(作用)和抗力随机变量的年限,一般取50年,而设计使用寿命则是结构物使用年限,一般为20、50、100年,当超过设计基准期之后,结构物的可靠度会降低。

6 荷载代表值的类型及含义;(10分)答:荷载代表值包括荷载的标准值、组合值、频遇值和准永久值,前两者是在承载能力极限状态中使用,而后两种则在主要在正常使用极限状态中使用。

代表值:为设计基准期内最大荷载概率分布的某一分位值,我国一般取0.95分位数。

组合值:以荷载代表值为基础,考虑当出现两种或两种以上的可变荷载时,荷载不可能同时以其最大值出现,此时荷载代表值可采用组合值或荷载组合系数出现。

荷载频遇值主要是为了对结构正常使用极限状态的短期性能进行校核,一般取系数0.5~0.9(具体参见《建筑结构荷载设计规范》,荷载的准永久值系指经常作用在结构上的荷载,同样乘以一个系数即可。

总的说来,后三者均是对可变荷载来说的。

7 如何确定结构的目标可靠指标;(5分)答:确定结构的目标可靠指标是在原有的定值设计基础上,采用的主要方法有:类比法;校准法,后者是《建筑结构可靠度设计统一标准》所采用的方法,并根据安全等级和结构的破坏类型来确定可靠指标b 。

8 材料强度的取值是可靠性设计的一个重要方面,材料强度的标准值可以取其平均值吗?为什么?如何取值?(5分)答:为结构设计的安全起见,材料强度的标准值不取平均值,而是取概率分布的0.05分位值,即在平均值的基础上减去1.645fσ。

9 作用与荷载的区别与联系,在本书中是如何对其分析的?(5分)答:荷载是指直接作用在结构上的力,而作用是泛指在结构上产生效应(应力、变形等)的一切外界因素,通常将两种概念同等对待。

10 试说明梁、柱从属面积的含义。

(5分)答:对于结构计算来说,要分析构件受力情况,要对荷载作用进行分析,求其作用在梁或柱上的荷载,即将作用在楼面上的活荷载以及楼面本身的恒载进行分析。

11 作用在跨河桥梁上的荷载有哪些?(5分)答:恒载:桥梁自身重力;活载:风荷载、地震荷载、流水压力、船只(漂浮物)的撞击力、车辆荷载(汽车制动力、汽车离心力、汽车撞击力、汽车冲击力)。

12 谈谈你对可靠性设计中中心点法和验算点法的理解。

(5分)答:中心点法没有考虑基本变量的分布形式,其前提是假定基本变量服从正态分布,因此不是严格意义上的概率分析法,当功能函数为非线性时,只能在中心点附近取线性近似,所得的b 也是近似的,且中心点离真正的极限状态有相当距离;数学形式的变换也会导致b 的变化。

验算点法考虑了基本变量的分布形式,且能够无限接近验算点的位置,从而可以保证计算结果的精确性。

二 计算分析(共计30分):2 某单跨工业厂房排架,有桥式吊车,A 柱柱底在几种荷载作用下的弯矩标准值为:恒载m KN M G k •=35;风荷载m KN M k •=101;吊车竖向荷载m KN M k•=53;吊车水平荷载m KN M k •=154;屋面活荷载m KN M k•=32,求A 柱柱底弯矩设计值(只考虑承载能力极限状态)。

(本题10分)解:根据题意,这里只考虑标准组合。

1)永久荷载效应控制的组合根据《规范》规定,当考虑以竖向的永久荷载效应控制的组合时,参与组合的荷载仅限于竖向荷载,于是有A 柱柱底弯矩设计值为m KN M •=+⨯⨯+⨯=09.55)53(7.04.13535.12)由可变荷载效应控制的组合(1)风荷载为第一可变荷载m KN M •=++⨯⨯+⨯+⨯=54.78)3155(7.04.1104.1352.1(2)吊车水平荷载为第一可变荷载m KN M •=⨯⨯++⨯⨯+⨯+⨯=24.79106.04.1)35(7.04.1154.1352.1(2)吊车竖向荷载为第一可变荷载m KN M •=⨯⨯++⨯⨯+⨯+⨯=04.75106.04.1)315(7.04.154.1352.1可以看出,应采用吊车水平荷载控制的组合作为弯矩设计值。

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