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。

（√）2.屋顶花园活荷载标准值包括花圃土石等材料自重。

（×）3.斜屋面活荷载标准值是指沿水平投影的数值。

（√）4.结构刚度越大，自震周期越大。

（×）5.8度地区的多层结构必须考虑竖向地震作用。

（×）6.重点设防类建筑，应按高于本地区抗震烈度一度的要求加强抗震构造措施；同时应按高于本地区抗震烈度一度确定地震作用。

（×）7.正方形的建筑比圆形建筑的风荷载体型系数大。

（√）8.房屋建筑结构设计使用年限就是设计基准期。

（×）三、名词解释（共9分）1.地震烈度（3分）指地震对某一地区的地表及建筑物影响的强弱程度。

2.荷载标准值（3分）指结构设计基准期内可能出现的最大荷载值。

3.偶然作用（3分）在设计基准期内不一定出现，而一旦出现，其量值可能很大且持续时间短的作用。

四、填空题（2×8=16分）1.作用按随时间变异可分为永久作用、可变作用、偶然作用。

2.工程结构的安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件时，其结构重要性系数不应小于 1.1 。

3.工程结构的的功能要求可概括为安全性、适用性、耐久性。

4.我国把结构功能的极限状态分为承载能力极限状态、正常使用极限状态两类。

五、简答题（共10分）1.简述我国抗震规范的抗震设防目标以及两阶段抗震设计方法？（6分）答：第一水准：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理仍可继续使用；（1分）第二水准：当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用；（1分）第三水准：当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏（1分）两阶段设计方法：第一阶段设计：工程结构在多遇地震下的承载力和弹性变形计算。

(2分）第二阶段设计：工程结构（如特别重要或抗侧能力较弱的结构）在罕遇地震下的弹塑性变形验算。

（1分）2.简述影响目标可靠度指标的因素。

（4分）答：（1）公众心理：公众对结构失效概率可接受的程度直接影响到可靠度指标的确定。

（1分）（2）结构重要性：对于重要的结构，可靠度应定高一些；对次要的结构，可靠度可定低些。

（1分）（3）结构破坏的性质：延性破坏的结构破坏时有明显的变形和征兆，破坏后果较轻，可靠度水准可放轻一些；脆性破坏的结构破坏是无征兆，破坏后果较严重，其可靠度水准应提高。

（1分）（4）结构功能失效后果：失效后果严重，可靠度水准应高些；效后果稍轻，可靠度水准可低些。

（1分）六、计算题（共25分）1.一钢筋混凝土简支梁，两端简支，计算跨度l=6m ，该建筑安全等级为二级，梁截面200mmX500mm,梁上活荷载标准值为m kN q k /5.6=。

(10分）（已知：钢筋混凝土容重25kN/m3,楼面活荷载小于4kN/m2；活荷载组合值系数为0.7)。

求：（1）梁的恒荷载产生的最大弯矩标准值。

（3分）（2）按承载力极限状态计算梁最大弯矩值（基本组合）。

（7分） 解：(1)该梁的恒荷载只有自重组成。

梁自重线荷载标准值:m kN g k /5.25.02.025=⨯⨯= 恒荷载在产生的最大弯矩在跨中，最大弯矩值m kN l g M k G k ⋅=⨯⨯==25.1165.2818122（3分）（2）梁上活荷载在跨中产生的最大弯矩值m kN l q M k Q k ⋅=⨯⨯==25.2965.6818122安全等级为二级，0.10=γ；①当由可变荷载效应控制时，4.1;2.11==Q G γγ 则最大弯矩设计值:m kN M M M k k Q Q G G ⋅=⨯+⨯⨯=+=45.54)25.294.125.112.1(0.1)(10max γγγ(3分）②当由永久荷载效应控制时,7.0;4.1;35.111===c Q G ψγγ 则最大弯矩设计值:m kN M M M k k Q Q G G ⋅=⨯⨯+⨯⨯=+=85.43)25.297.04.125.1135.1(0.1)(10max γγγ(3分）可见，梁跨中最大弯矩设计值由可变荷载效应控制的组合确定，即最大弯矩为m kN M ⋅=45.54max （1分）2.某5层钢筋混凝土框架结构办公楼，位于四川省绵阳市游仙区，底层层高4.2m,其余各层层高3m ，。

集中于各楼层的重力荷载代表值分别为kN G G G G 50004321====，kN G 30005=。

已知场地类别为Ⅱ类，结构基本自振周期s T 52.01=,求该房屋水平地震作用。

（计算出将各层的水平地震作用力即可）（15分）(已知：四川省绵阳市游仙区抗震设防烈度7度，设计基本加速度0.10g,设计地震第二组；钢筋混凝土结构阻尼比为0.05）表1 水平地震影响地震影响系数最大值表2 特征周期（s)图1 地震影响系数曲线；；表3 顶部附加作用力系数解：结构总重力荷载代表值：kN G G G G G G E 230003000500050005000500054321=++++=++++=,地类别为Ⅱ类，设计地震分组第二组，则特征周期s T g 4.0=;s T 8.01=，g g T T T 51<<所以地震影响系数0632.008.01)52.04.0()(9.0max 211=⨯⨯==αηαγT T g （3分）结构等效重力荷载取kN G G E eq 195502300085.085.0=⨯== 底部总剪力kN G F eq Ek 56.1235195500632.01=⨯==α（1分） s T s T g 56.04.152.01=<=，所以不需要考虑顶部附加地震作用系数；（1分）第1层地震作用力：kN F HG H G F Ekjj 56.11656.12352226002100056.12352.1630002.1350002.1050002.750002.450002.4500051111=⨯=⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯==∑（2分）第2层地震作用力：kN F HG H G F Ek jj 82.19956.12352226002.7500051222=⨯⨯==∑（2分）第3层地震作用力：kN F HG H G F Ek jj 08.28356.12352226002.10500051333=⨯⨯==∑（2分）第4层地震作用力：kN F HG H G F Ek jj 34.36656.12352226002.13500051444=⨯⨯==∑（2分）第5层地震作用力：kN F HG H G F Ek jj 76.26956.12352226002.16300051555=⨯⨯==∑（2分）。