工程荷载与可靠度设计原理试卷及答案
工程荷载与可靠度设计原理习题解答(终审稿)
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。
《工程结构荷载与可靠度设计原理》复习题
《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：由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力称为荷载。
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：荷载属于作用的范畴。
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）冻胀原理：水分由下部土体向冻结锋面迁移，使在冻结面上形成了冰夹层和冰透镜体，导致冻层膨胀，底层隆起。
工程荷载与可靠度设计原理
工程荷载与可靠度设计原理[填空题]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？参考答案：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。
[填空题]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？参考答案：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。
[填空题]3什么是荷载的代表值？它们是如何确定的？参考答案：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。
[填空题]4成层土的自重应力如何确定？参考答案：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。
[填空题]5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？参考答案：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。
《工程荷载与可靠度设计原理》习题解答之欧阳文创编
《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。
工程荷载与可靠度设计原理武汉大学出版课后答案
工程荷载与可靠度设计原理武汉大学出版课后答案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，- -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。
《工程荷载与可靠度设计原理》习题解答之欧阳地创编
《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。
工程荷载与可靠度设计原理A卷及答案
工程荷载与可靠度设计原理A 卷及答案一．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 .330+=λ （A>18m 2） B ． A .350+=λ （A>36m 2） C ．n ..6030+=λ （n ≥2） D ． n ..6050+=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9．涡流脱落振动特征可根据雷诺数R e的大小划分临界范围，对圆形截面的结构，当风速处于（ D ）时，结构极易发生强风共振。
A．临界范围（5≤R e＜40） B．亚临界范围（R e＜3.0×105）C．超临界范围（3.0×105≤R e＜3.5×106） D．跨临界范围（R e≥3.5×106）10．动力系数是单自由度体系在地震作用下质点最大反应加速度与地面运动最大加速度的比值，其与结构的刚度有关，若结构的自振周期很大，则值趋于（ D ）。
《工程荷载与可靠度设计原理》习题解答
《工程荷载与可靠度设计原理》习题解答1 荷载与作用1、1 什么就是施加于工程结构上的作用？荷载与作用有什么区别？结构上的作用就是指能使结构产生效应的各种原因的总称,包括直接作用与间接作用。
引起结构产生作用效应的原因有两种,一种就是施加于结构上的集中力与分布力,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,它们都就是直接施加于结构,称为直接作用。
另一种就是施加于结构上的外加变形与约束变形,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。
它们都就是间接作用于结构,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、可变作用与偶然作用;按空间位置变异可分为固定作用与自由作用;按结构反应性质可分为静态作用与动态作用。
1、3 什么就是荷载的代表值？它们就是如何确定的？荷载代表值就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,频遇值与准永久值。
荷载可根据不同设计要求规定不同的代表值,其中荷载标准值就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与得到。
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与墙后土体所处应力状态,土压力可分为静止土压力、主动土压力与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。
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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）
α=o,木檩条沿屋面方向间距1.5m，计算跨度3m，该地区1、某屋盖为木屋架结构体系，屋面坡度1:2，26.57
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）
解：1）檩条的积雪荷载按不均匀分布的最不利情况考虑，单跨双坡屋面积雪分布系数为1.25 r μ。
2）屋面坡度26.57α=o ,26.57251(10.8)0.9383025
r μ-=-⨯-=- 3）屋面水平投影面上的雪荷载标准值
201.25 1.250.9380.650.762/k r s s kN m μ==⨯⨯=
4）屋面积雪产生的檩条均布线荷载标准值
21.5cos 0.762 1.5cos26.57 1.022/sk k q s kN m α==⨯⨯=o
2、某上人屋面的简支板，板跨0 4.2l m =，板宽1.2秒，荷载标准值为恒载（包括板自重）26.2/k g kN m =，
楼板活载22.0/k q kN m =，结构安全等级为一级，求简支板跨中截面弯矩设计值M 。
（20分）
3、某热轧H 型钢轴心受压短柱，截面面积A=12040mm 2，材质为Q235B ，设荷载服从正态分布，轴力平均值2200N kN μ=，变异系数0.10N δ=，钢材屈服强度f 服从正态分布，其平均值280f MPa μ=，变异系数0.08f δ=，不考虑构件尺寸的变异和计算模式的不定性，试计算短柱的可靠指标β。
（15分）
解：1、荷载效应S 的统计参数
220022000.10220S N S N N N kN kN
μμσσδμ=====⨯= 2）构件抗力的统计参数
短柱的抗力为R fA =
328012*********.2R f A kN μμ-==⨯⨯=
0.083371.2269.70R R R kN σδμ==⨯=
3）可靠指标β
3.365β===。