影响结构抗力的不定性
第一节影响结构抗力的不定性
“结构构件抗力”定义
- 结构构件承受外加作用的各种能力
- Resistance R
- 结构抗力层次:
整体结构抗力（如整体结构承受风荷载的能力）
结构构件抗力（如构件在轴力、弯矩作用下的承载能力）
构件截面抗力（构件截面抗弯、抗剪的能力）
截面各点的抗力（截面各点抵抗正应力、剪应力的能力）
影响结构构件抗力的因素
◆材料性能f (material property)
—结构构件的各种物理力学性能-- 强度、弹性模量、泊松比等 几何参数a (geometrical parameter)
—宽度、有效高度、面积、面积矩、抵抗矩、惯性矩等；
♦计算模式p (calculating model)
R=f (f,a,p,….)——“混凝土结构设计原理”中介绍
◆结构构件材料性能的不定性
（1）材料本身品质的不定性
（2）材料在试验上和统计上的不定性
（3）标准试件的材料性能与实际结构材料性能的差异
结构构件几何参数a 的不定性
（1）制作尺寸偏差
（2）安装误差
♦结构构件计算模式p 的不定性。
结构抗力的统计分析
由于这些因素都存在不确定性，一般可以将其处理成随机变量
构620设20计/1方0/法25 8.1 影响结构抗力的不定性
四、结构抗力的统计步骤（结构构件层次）
直接对各种结构构件的抗力进行统计，并确定其 统计参数和分布类型非常困难，因此：
8.3 构420设20计/1方0/法25 结构构件几何参数的不定性
二、构件几何参数的统计参数
主要是考虑制作安装后的实际结构构件与所设计的标准构件之 间在几何上的差异。
Xa 的统计参数为： 平均值：
变异系数：
8.3 构520设20计/1方0/法25 结构构件几何参数的不定性
这样，就可以根据正常生产情况下结构构件几何尺
8.2 构220设20计/1方0/法25 结构构件材料性能的不定性
8.3 构320设20计/1方0/法25 结构构件几何参数的不定性
一、定义
几何参数的不定性是指由于制作尺寸的偏差和安装误差 等引起的结构构件几何参数的变异性。
结构构件的几何参数，一般是指： 构件的截面几何特征，如高度、宽度等； 钢筋的布置，如混凝土保护层厚度，箍筋间距等； 构件的长度、跨度； 以及上述几何参数构成的函数，如面积矩、惯性矩等。
➢混凝土立方体抗压强度标准值（fcu,k）的定义：按标准方 法制作的边长为150mm立方体试块，按标准条件养护，在 28填龄期时用标准方法测得的具有95%保证率的抗压强度 值。
➢钢筋抗拉强度的标准值取用国家标准中规定的每种钢筋 的废品限值。如Q235，其废品限值为235N/mm2，该值即 为Q235的标准值。统计表明，废品限值大约相当于97.73% 的保证率，即
一级结构工程师(专业考试)考前冲刺试题及答案
一级结构工程师（专业考试）考前冲刺试题及答案1.下列各项中，( )不是影响结构抗力的主要因素。
A.材料性能的不定性B.几何参数的不定性C.计算模式的不定性D.结构的作用或荷载的不定性答案：D解析：影响结构抗力的主要因素包括：①结构构件材料性能的不定性；②结构构件几何参数的不定性；③结构构件计算模式的不定性。
结构的作用或荷载的不定性影响作用(或荷载)和作用效应(荷载效应)，对结构抗力没有影响。
2关于材料和岩土性能的试验值，下列叙述正确的是( )。
A.材料和岩土的强度、变形模量、内摩擦角等物理力学性能，可根据试验、理论计算或经验确定B.结构中材料性能的不定性，应由标准试件材料性能的不定性和换算系数或函数的不定性两部分组成C.材料性能宜采用随机变量模型，各统计参数和概率分布函数，应以试验为基础用参数估计和假设检验确定。
检验的显著水平可采用0.01D.材料强度的概率分布宜采用极值I型分布答案：B解析：根据《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)第5.0.1条，材料和岩土的强度、变形模量、内摩擦角等物理力学性能应经试验确定；检验的显著水平可采用0.05；而根据第5.0.3条，材料强度的概率分布宜采用正态分布或对数正态分布。
3.关于混凝土高温性能，下列论述不正确的是( )。
A.混凝土抗压强度300C以上，随温度升高呈直线下降，600℃时降低50%，800℃时降低80%B.抗拉强度高温时下降情况几乎同抗压强度C.弹性模量50～200℃下降较明显，200～400℃下降缓慢，400～600℃下降更平缓D.火灾中混凝土的爆裂使承载力迅速降低答案：B解析：混凝土抗压强度在300℃以下变化不大，300℃以上随温度升高几乎呈直线下降，600℃时降低50%，800℃时降低80%。
抗拉强度在高温下的下降幅度比抗压强度约大10%～15%，600℃以后即下降为零。
4.下列关于建筑构件耐火极限的论述正确的是( )。
荷载考试试题
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
第四章 结构构件抗力的统计分析
第四章 结构构件抗力的统计分析4.1 主要因素分析结构构件抗力 ：结构构件承受作用效应的能力．结构构件承载能力，结构构件抵抗 变形的能力背景： Z=R-S结构构件抗力不定性：构成结构构件抗力的因素的变异性、不确定性(模糊性、随机性)结构构件抗力不定性的主要构成因素：1．结构构件抗力固有的随机变异性，如构构件材料性能及几何参数的变异性．采用先进的生产和质量控制方法可降低此类不定性，但生产成本可能增加。
2．知识不足引起的不定性．如结构构件抗力计算模式的不定性．通过进一步研究与完善结构构件抗力计算模型可降低此类不定性．3．统计不定性．系指对结构构件抗力的概率分布及统计参数的估计偏差。
通过增加试验量以及加强观测可降低统计不定性．本章主要讨论结构构件抗力固有随机变异性及因知识不足而引起的不定 性，即主要讨论结构构件材料性能的变异性，结构构件几何参数的变异性以及结构构件计算模式的不定性，在本章讨论中，将不考虑结构构件抗力随时间变化的问题，故三者均被视作随机变量．4.1.1结构构件材料性能的不定性材料性能：材料的物理性能、力学性能 。
构件材料性能的不定性： 由于材质、工艺、加荷方式、环境、尺寸等因素变异产生的结 构构件材料性能的变异性。
不定性的数学描述：分别为结构构件的材料性能值及标准试件材料性能值。
标准试件的材料性能标准值。
K s s c K c m f f f f f f K .==-s c f f ,-K f令： 可得：反映了结构构件材料性能与标准试件材料性能的差异，是随机变量则反映标准试件材料性能的不定性，也是随机变量统计参数： m K μ m K V确定方法：假定 相互统计独立，采用概率论中确定随机变量函数均值、方差的线性化法则。
计算公式：0K K K f m μμμ=、f K V 可通过采用标准试验方法进行标准试件试验求得， 可通过进行标准试件材料性能与实际结构构件材料性能的对比试验再辅以工程经验判断求得．f K s s c K f f K f f ==,0f m K K K ⋅=00K f K m K f K K ,0220f m K K K V V V +=⋅00,K K V μfK μ各种结构构件材料强度性能的统计参数4.1.2结构构件几何特征的不定性构件几何特征：构件尺寸、截面模量等几何参数。
荷载考试试题
!一．填空题（1*10）1.工程建筑规范中，国家标准给出的荷载的四种代表值为（标准值），（组合值），（频遇值）和（准永久值）。
2.若土层位于地下水位以下，计算土的自重应力时，应以土的（有效重度）代替天然重度。
3.土压力可分为：（静止土压力），（主动土压力），（被动土压力）。
4.一通路桥梁设计4车道，跨径为500m，其横向折减系数为（），纵向折减系数为（）。
5.静水压强p=p0+ϒh，其中p0为（液面压强）。
6.在确定液体压强时常以（大气压强）为基准点。
7.。
8.由风力引起的波浪称为（风成波），由于太阳和月球引力引起的波浪称为（潮汐波），由船舶航行引起的波浪称为（船行波）。
9.对于作用于直墙式构筑物上的波浪分为（立波），（远堤破碎波），（近堤破碎波）。
10.产生最大冰压的厚度为（25）cm以上。
11.温度膨胀静压力对冰层影响计算时，冰层厚度的分界线为（50cm）。
12.基本风速重现期为T0年，则（1/T0）为超长设计最大风速的概率，因此不超过该设计的保证率P=（1- 1/T0）。
13.风速或风压常依据（高度），（时距），（重现期）三种不同情况。
14.尾涡区的形状和近尾回流的分布取决于（分离流线边缘的气流速度及结构截面形状）。
15.结构上的风力可分为（顺风向风力），（横风向风力）和（风扭力矩）。
16.:17.横风向风振是由（不稳定的空气动力）作用造成的。
18.空气在流动中影响最大的两个作用力是（惯性力）和（粘性力）。
19.粘性力反映（物体抵抗剪切变形）的能力。
20.实验研究表明一旦结构产生涡激共振，（结构的自振频率）就会控制旋涡脱落频率。
21.作用按时间的变异分为:永久作用,可变作用,偶然作用_22.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..23.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.24.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.25.?26.结构的可靠性是_安全性,适用性,耐久性__的总称.27.结构极限状态分为_承载能力极限状态,正常使用极限状态_.28.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29.1、建筑结构的功能是指：、、。
《荷载与结构设计方法》试题 参考答案1
《荷载与结构设计方法》试题+参考答案1一、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。
荷载与结构设计方法(本科1) 期末考试试题及参考答案
《荷载与结构设计方法》复习题+参考答案一、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.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(20 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）4.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。
（4分）5.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。
（3分）6.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。
三、判断题（20分）1、永久荷载代表值只有标准值。
（✔）2、结构刚度越大，自震周期越大。
（✖）3、正方形的建筑比圆形建筑的风荷载体型系数大。
（✔）4、斜屋面活荷载标准值是指沿水平投影的数值。
（✔）5、房屋建筑结构设计使用年限就是设计基准期。
（✖）6、屋顶花园活荷载标准值包括花圃土石等材料自重。
（✖）7、8度地区的多层结构必须考虑竖向地震作用，（✖）8、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。
第8章 结构抗力的统计分析
第8章结构抗力的统计分析8 -2第8章结构抗力的统计分析本章内容8.1 影响结构抗力的不定性8.2 结构构件材料性能的不定性8.3 结构构件几何参数的不定性8.4 结构构件计算模式的不定性8.5 结构构件抗力的统计特征8 -3第一节影响结构抗力的不定性■结构抗力的一些概念●结构抗力的定义：结构承受外加作用的能力。
△两种抗力：（1）承载力：抵抗作用内力的能力；（2）刚度：抵抗作用变形的能力。
●结构抗力的层次①整体结构抗力；②结构构件抗力；③构件截面抗力；④截面各点抗力。
●目前结构设计：√承载力抗力主要针对结构构件或构件截面（将两者统称为构件抗力）；√变形抗力主要针对整体结构和结构构件。
8 -4第一节影响结构抗力的不定性■结构抗力的一些概念●结构构件抗力的主要影响因素：△材料性能的不定性X m â是随机变量△几何参数的不定性X a â是随机变量△计算模式的不定性X p â是随机变量抗力是多元随机变量的函数●结构构件抗力统计分析的思路：∵很难直接得到抗力的统计参数和概率分布类型；ß∴分析抗力的主要影响因素，得到其统计参数、概率分布类型；ß根据抗力与各影响因素之间的函数关系；ßÜ利用数学推导或经验判断得到抗力的统计参数与概率分布类型。
8 -5第一节影响结构抗力的不定性■结构抗力的一些概念●结构构件抗力的统计参数与其影响因素的统计参数之间的数学关系：设随机变量Y 为随机自变量X i （i =1, 2, …, n ）的函数，即),,,(21n X X X Y L j =),,,(21n X X X Y m m m j m L =2212i X ni m iYX s js ×úúûùêêë鶶=å=YYY m s d =均值方差变异系数则：分别为随机自变量X i 的均值和标准差（均方差）。
结构构件抗力的统计分析
1.12
第 8章
结构构件抗力的统计分析
结构构件抗力的统计特征
按随机变量函数统计参数的运算法则，求出抗力R的统计参数：
R R fc ， a
P i i
i 1，2，L ，n
1
2 R
P
n R P i 1 X i
1.17
第 8章
结构构件抗力的统计分析
习 题
1. 试求16Mn钢筋屈服强度的统计参数。 已知：试件钢筋本身屈服强度的平均值 f =380MPa，变异系数 f =0.053。由于
f 1.645
K f f f
f
1.16
第 8章
结构构件抗力的统计分析
思考题
1. 影响结构抗力的因素有哪些？ 2. 结构构件材料性能的不定性是什么原因引起的？ 3. 什么是结构计算模式的不定性？如何统计？ 4. 结构构件几何参数的不定性主要包括哪些？ 5. 结构构件的抗力分布可近似为什么类型？其统计参数如何计算？
i
R
R
R
R
P
RP
k
R
2 P
(8-14) (8-15)
k
1.13
2 RP
第 8章
结构构件抗力的统计分析
结构构件抗力的统计特征
式中， Rk ——按规范规定的材料性能和几何参数标准值以及抗力计算公式求得的结构 构件抗力值。 结构构件抗力值 Rk 可表达为
Rk R(0i f ki aki )
结构构件抗力的统计特征
一、结构构件抗力的统计参数
对于由几种材料构成的结构构件，在考虑上述3种主要因素的情况下，其抗力可采用下 列形式表达： R R R f a , f a , L , f a (8-9a) 或写成： R P R f ci ai i 1 ， 2， L ，n (8-9b) 则： R P R L ，n fi 0i f ki ai aki i 1，2， (8-10) Rp R() ，其中 R ()为抗力函数； 式中， R p ——由计算公式确定的结构构件抗力， f ci ——结构构件中第 种材料的构件性能； ai ——与第 种材料相应的结构构件几何参数； fi、f ki ——结构构件中第 种材料的材料性能随机变量及其试件标准值； ai 、aki ——与第 种材料相应的结构构件几何参数随机变量及其标准值。
工程荷载与可靠度设计原理A卷及答案【2024版】
可编辑修改精选全文完整版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 ）。