荷载与结构设计方法复习题库含答案
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（一）填空题
1.作用随时间变化可分为永久作用、可变作用、偶然作用；按空间位置变异分为固定作用、自由作用；按结构反应分类分为静态作用、动态作用。
2.造成屋面积雪与地面积雪不同的主要原因是风的飘积作用屋面形式屋面散热等。
3.在公路桥梁设计中人群荷载一般取值为3KN／m2市郊行人密集区域取值一般为3.5 KN／m2 -
4.土压力可以分为静止土压力主动土压力被动土压力。
5.一般土的侧向压力计算采用朗肯土压力理论或库仑土压力理论。
6.波浪按波发生的位置不同可分为表面波内波。
7.根据冻土存在的时间可将其分为多年冻土季节冻土瞬时冻土。
8.冻土的基本成分有四种：固态土颗粒，冰，液态水，气体和水汽。
9. 冻土是一种复杂的多相天然复合体，结构构造也是一种非均质、各向异性的多孔介质。
10.土体产生冻胀的三要素是水分土质负温度。
11.冻土的冻胀力可分为切向冻胀力法向冻胀力水平冻胀力。
12.水平向冻胀力根据它的形成条件和作用特点可以分为对称和非对称。
13.根据风对地面（或海面）物体影响程度，常将风区分为13等级。
14.我国《建筑结构荷载规定》规定以10m高为标准高度，并定义标准高度处的最大风速为基本风速。
15.基本风压是根据规定的高度，规定的地貌，规定的时距和规定的样本时间确定最大风速的概率分布，按规定的重现期（或年保证率）确定的基本风速，然后根据风速与风压的关系所定义的。
16.由风力产生的结构位移速度加速度响应等称为结构风效应。
17. 脉动风是引起结构振动的主要原因。
18.在地面粗糙度大的上空，平均风速小脉动风的幅度大且频率高。
19.脉动风速的均方差也可根据其功率谱密度函数的积分求得。
20.横向风可能会产生很大的动力效应，即风振。
21.横向风振是由不稳定的空气动力特征形成的，它与结构截面形状及雷诺数有关。
22.在空气流动中，对流体质点起主要作用的是两种力惯性力和粘性力。
23.根据气流旋涡脱落的三段现象，工程上将圆桶试结构分三个临界范围，即亚临界范围超临界范围跨临界范围。
24.地震按产生的原因，可以分为火山地震陷落地震和构造地震
25. 由于地下空洞突然塌陷而引起的地震叫陷落地震而由于地质构造运动引起的地震则称为构造地震。
26. 地幔的热对流是引起地震运动的主要原因。
27. 震中至震源的距离为震源深度，地面某处到震中的距离为震中距。
28.地震按震源的深浅分，可分为浅源地震中源地震深源地震。
29.板块间的结合部类型有：海岭海沟转换断层及缝合线。
30.震级是衡量一次地震规模大小的数量等级。
31.M小于 2 的地震称为微震M＝2～4 为有感地震M> 5 为破坏性地震。
32.将某一地址遭受一次地震影响的强弱程度定义为地震烈度。
33.地震波分为地球内部传播的体波和在地面附近传播的面波。
34.影响地面运动频谱主要有两个因素：震中距和场地条件。
35.目前国际上一般采用小震不坏中震可修大震不倒的抗震原则。
36.底部剪力法是把地震作用当作等效静力作用在结构上，以次计算结构的最大地震反应。
37.混凝土在长期作用下产生随时间而增长的变形称为徐变。
38. 可变荷载有3个代表值分别是标准值和准永久值组合值。
39.影响结构构件抗力的因素很多，主要因素有3种，分别是材料性能的不定性Xm
几何参数的不定性Xa 计算模式的不定性Xp。
40.结构的极限状态可以分为承载能力极限状态和正常使用的极限状态。
（二）名词解释
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. 地震烈度：某一特定地区遭受一次地震影响的强弱程度。
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. 单质点体系：当结构的质量相对集中在某一确定位置，可将结构处理成单质点体系进行地震反映分析。
5. 基本风压：基本风压是根据全国各气象站50年来的最大风速记录，按基本风压的标准要求，将不同高度的年最大风速统一换算成离地面10m 的最大风速按风压公式计算得的风压。
6. 结构可靠度：结构可靠性的概率量度。结构在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的概率。
7. 荷载代表值 ：设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值。
8. 基本雪压：当地空旷平坦地面上根据气象记录经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压。 9.
路面活荷载：路面活荷载指房屋中生活或工作的人群、家具、用品、设备等产生的重力荷载。
10. 土的侧压力：土的侧压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的土压力。 11. 静水压力：静水压力指静止的液体对其接触面产生的压力。 12. 混凝土徐变：混凝土在长期外力作用下产生随时间而增长的变形。
13. 混凝土收缩：混凝土在空气中结硬时其体积会缩小，这种现象叫混凝土收缩。
14. 荷载标准值：是荷载的基本代表值，其他代表值可以在标准值的基础上换算来。它是设计基准期内最大荷载统计分布的特
征值，是建筑结构在正常情况下，比较有可能出现的最大荷载值。
15. 荷载准永久值：结构上经常作用的可变荷载，在设计基准期内有较长的持续时间，对结构的影响类似于永久荷载。 16. 结构抗力：结构承受外加作用的能力。
17. 可靠：结构若同时满足安全性、适用性、耐久性要求，则称结构可靠。 18. 地震作用：
19. 超越概率：在一定地区和时间范围内，超过某一烈度值的烈度占该时间段内所有烈度的百分比。
20. 震级：衡量一次地震规模大小的数量等级。是地震本身强弱程度的等级，震级的大小表示地震中释放能量的多少。 21. 雷诺数: 惯性力与粘性力的比。
22. 脉动风: 周期小于10min 的风，它的强度较大，且有随机性，周期与结构的自振周期较接近，产生动力效应，引起顺风向
风振。
23. 平均风: 周期大于10min 的风，长周期风，该类风周期相对稳定，周期远离结构的自振周期，不发生共振，产生静力效应。 24. 结构风效应: 由风力产生的结构位移、速度、加速度。既风力作用在结构上结构产生的反应。 25. 风压: 风以一定速度向前运动，遇到建筑物对建筑物产生的压力。 26. 雪压: 单位面积地面上积雪的自重。
27. 结构的自重: 是由地球引起的具有质量的材料重力。
28. 偶然荷载: 在设计基准期内不一定出现，一旦出现其值很大持续时间较短的荷载。 29. 直接荷载：直接作用在结构上的各种荷载。受力物体与施力物体相互接触，有形荷载。 30. 震级: 一次地震的强烈等级。
（三）简答题
1.简要回答地震震级和烈度的差别与联系
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：032
1I M ?+
=；非震中区，
烈度与震级的关系： ()
1
lg 32
3210+???+?+=h C I M 。
2.叙述结构的功能要求有哪些
答：能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用；在正常使用时具有良好的工作性能；在正常维护下具有足够的耐久性能；在偶然时间发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。 3.简要说明结构的荷载与荷载效应有何区别与联系
答：荷载是由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力。效应：作用在结构上的荷载使结构产生内力、变形。例：应力、应变、位移、速度。 4.说明基本风压应符合的规定
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。
5.什么是荷载的代表值，它们是如何确定的
答：荷载代表值是设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值。
①荷载的标准值：是荷载的基本代表值，其他代表值可以在标准值的基础上换算来。它是设计基准期内最大荷载统计分布的
特征值。是建筑结构在正常情况下，比较有可能出现的作大荷载值。永久荷载均用荷载标准值来表示。
②准永久值：结构上经常作用的可变荷载，在设计基准期内有较长的持续时间，对结构的影响类似于永久荷载。准永久值是
在标准值基础上进行折减。折减系数根据荷载的类型不同而不同。
③荷载组合值：当荷载在结构上有两种或两种以上的可变荷载时，荷载的代表值采用组合值。
④荷载频遇值：可变荷载在结构上较频繁出现较大值，主要用于荷载短期效应组合中。
6.直接荷载与间接荷载的区别
答：①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。
7.简述屋面形式对雪压的影响
答：风对屋面积雪的影响：
①漂积作用：在下雪过程中，风会把部分将飘落在屋顶上的雪积到附近的地面上或其它较低的物体上。
②具有高低跨屋面的情况下，高屋面的雪吹落在较低屋面上。在低屋面上形成局部较大的漂积荷载。
屋面坡度对积雪的影响：由于风的作用和雪的滑移特征，坡度越大，滑落的雪越多，雪压越小。受日照时间的不同，引进屋面积雪分布系数不同。
8.土压力的影响因素
答：墙体的形式与刚度，墙背竖直、墙背倾斜受压力形式不同。
①不同刚度的墙体抵抗土压力产生的变形不同；
②墙后土体的性质，墙后土体的重度不同，产生的应力不同；
③填土面的形式，水平和倾斜不同，相当于水平地面上加一附加压力；
④外施荷载的形式，均布荷载，基坑侧向地面上有已建建筑不同；
例如：局部均布荷载，在基坑侧的地面局部布建筑；可变荷载，地面施工机械、车辆荷载；集中荷载，山坡建水塔，雷达站。9.静止土压力、主动土压力形成机理
答：静止土压力：支挡结构在土压力作用下不产生任何方向的位移或转动，保持原有位置，墙后土体没有破坏，土体处于弹性平衡状态。此时墙背土压力为静止土压力。
主动土压力：支挡结构在土压力作用下，向墙内移动或转动，墙后土压力逐渐减小，当达到某一位置时，墙后土体压力减小，当达到某一位移时，墙后土体开始下滑，作用在挡土墙上的土压力最小，滑动契体体内应力处于主动极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力成为主动土压力。
10.朗肯土压力理论的基本假设
答：朗肯土压力理论的基本假设:
①对象为弹性半空间土体；
②地基土具有水平界面，一定的深度和广度；
③假定土体为弹性介质，符合广义虎克定律；
④不考虑挡土墙及回填土的施工因素，不扰动土体，不改变其自然的应力状态；
挡土墙墙背竖直，光滑，填土面水平，无超载。墙背与土体不产生摩擦力，无剪应力作用，无超载，水平向无剪应力，使土体在竖向和水平向应力的主应力状态。
11.风振形成机理
答：横风向力主要引起风振。对于高层结构风振是由气流本身的动力特性形成的。在结构正面风速受到障碍减小，逐渐降低，风总要绕过建筑物，则沿AB绕行，风速逐渐增大在B点达最大值。绕过结构后，风要恢复自由状态，沿BC流动，受摩擦风速减小，在某处摩擦力耗损使风速降为零，在BC段出现风停滞现象，形成漩涡，引起风振。当漩涡脱落频率与结构自振频率接近时，结构发生剧烈共振，产生横风向风振。
12.我国烈度的分类
答：根据超越概率将地震烈度分为以下几类：
① 多遇地震烈度：在50年内，超越概率为63.2％对应的烈度。
② 基本烈度：在50年内，超越概率为10％的地震烈度。每一地区的基本烈度可查《中国地震烈度表》获得。 ③ 罕遇地震烈度：在50年内，超越概率为2-3％的地震烈度；
④设防烈度：是是否进行抗震设计的依据，是按国家批准权限审定的作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。 13.用公式表示单质点体系的地震作用的受力情况
答：当结构的质量相对集中在某一确定位置，可将结构处理成单质点体系进行地震反映分析。 惯性力，
()
g I x x m f &&&&+-=；
阻尼力，()x
c f c &-=；弹性恢复力，kx f k -= 三力平衡得
g
k c I x m kx x c x m f f f &&&&&-=++=++;0。
14.底部剪力法的原理及基本假设
答：底部剪力法是振型分解反映谱法的简化方法，首先计算地震产生的底部最大剪力，将剪力分配到结构各质点上。两个假设：
①结构地震反应以第一振型为主；
②任意质点得振型坐标与该质点离地面得高度成正比。 15.抗浮力的措施
答：抗浮力的措施如下：
①置于透水性饱和地基上的结构物，验算稳定性时应考虑采用设计水位时的浮力；②置于不透水的地基上，结构物基础地面接触良好，可不考虑浮力；
③当不能确定地基是否透水，应将透水和不透水两种情况与其他荷载组合，取其最不理者； ④对有桩基的结构，桩基承台底部的浮力，按全底面积考虑，当嵌入承台时，不计桩的面积。 16.简述先张法预应力和后张法预应力的实现过程
答：①先张法预加力：先张拉钢筋，后浇筑包裹钢筋的混凝土，当混凝土达到设计强度后钢筋和混凝土之间产生粘结力，钢筋的弹性恢复对混凝土产生的压力。
②后张法预加力：先浇筑混凝土，混凝土中预留放置钢筋的孔道，待混凝土达到设计强度后张拉钢筋，通过锚固使钢筋的弹性变形传给混凝土。
17.荷载组合值的三种形式及其计算式
答：当荷载在结构上有两种或两种以上的可变荷载时，荷载的代表值采用组合值。 ①永久荷载为主体： ②可变荷载为主体： ③频遇荷载为主体： 18.简述影响结构抗力的不定性
答：不定性因素包括：材料性能的不定性、几何参数的不定性、计算模式的不定性。
①结构材料性能是指制成构件的强度、弹性模量、泊松比等物理性能。受材料本身差异，制作工艺、环境条件因素影响； ②结构几何参数指结构截面几何特征，高度、宽度、面积、惯性距、抵抗矩等。受制作、安装会使结构尺寸出现偏差的影响。 ③结构构件计算模式的不定性指抗力计算中采用的基本假设不完全符合实际或计算公式的近似引起的变异。受采用理想弹性、理想塑性，均质性、各项同性，采用铰支座，固定支座代替边界条件等因素影响。 19.建筑结构的两种极限状态的表现形式
答：承载能力的极限状态：这种极限状态对应于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。 ① 整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（倾覆、折断、断开）； ② 结构构件产生过大变形不适于继续承载； ③ 结构变为机动体系； ④ 结构丧失稳定性（压曲）。 正常使用的极限状态：这种极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性的规定限值。
① 影响正常使用的外观变形；
② 影响正常使用或耐久性的局部破坏(裂缝)； ③
影响正常使用的振动；
ji i
c H φ=?ak ci ik
S S S φ=+∑
影响正常使用的其他特征（墙皮脱落，防水失效）。 20.什么是结构的可靠度，如何理解该概念
答：结构可靠度是结构可靠性的概率量度。结构在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的概率。规定时间指结构设计的基准期，50年。规定条件指正常设计、正常施工、正常使用条件，不考虑人为过失因素。其数学表达式为 21.结构设计的目标要考虑哪些个因素
答：结构设计的目标有四个因素需要考虑： ① 公众心理：失效概率为1×10-4
；
② 结构重要性：结构重要性高，可靠度应定得高；
③
结构破坏性质：脆结构设计的目标可靠度要高于延性破坏的结构；
社会经济承受力：经济越发达，公众对工程可靠度要求越高。 22.民用建筑楼面活荷载在工程设计时如何确定
答：民用建筑楼面活荷载是指建筑物中人群、家具、设施等产生的重力作用，这些荷载的量值随时间发生变化，位置也是可以移动的，又称可变荷载。工程设计上一般将楼面活荷载处理为等效均布荷载，均布荷载的取值与房屋的功能有关。《荷载规范》根据楼面上人员活动状态和设施分布情况给出了各类房屋或荷载的取值。当楼面上的活荷载不可能同时满布时，在计算结构或构件到楼面荷载效应时可对楼面均布活荷载予以适当折减。 23.工业建筑楼面活荷载如何考虑
答：工业建筑楼面活荷载是指厂房车间在生产使用或安装检修时，工艺设备、加工原料和成品部件等产生的重力作用。由于厂房加工的性质不同，楼面活荷载的取值有较大的差异。在设计多层工业厂房时，活荷载应由工艺提供，或由土建人员根据有关资料自行确定，常见的工业建筑楼面活荷载按规范取值。 24.工业厂房中吊车荷载如何考虑
答：工业厂房结构设计应考虑吊车荷载作用，吊车按其工作的繁重程度分为8个等级作为设计依据。吊车的竖向荷载以最大轮压和最小轮压的形式给出；吊车的水平荷载由运行机构启动或制动时产生的水平惯性力引起。当厂房内设有多台吊车时，考虑到各吊车同时聚集在同一柱范围内可能性小且每台吊车影响范围有限，各台吊车同时处于最不利状态的概率更小，需对参与组合的吊车数量加以限制，考虑多台吊车荷载的折减。 25.形体不均匀高层建筑中地震作用如何考虑
答：地震时地面会发生水平运动和竖向运动，从而引起结构的水平振动和竖向振动，当结构体型复杂、质心和刚心不重合时，还会引起结构扭转振动。一般情况下，水平地震作用对结构起控制作用，可沿结构两主轴方向分别计算水平地震力；对明显不均匀、不对称的结构应考虑水平地震力引起的扭转影响；高烈度区的高耸及高层建筑结构、大跨度及长悬臂结构应考虑竖向地震作用。
（四）计算题
1.某挡土墙高7m ，墙背竖直，光滑，填土面水平，墙后为粘性土，
kpa
C m kN 1030/5.180
3
===φγ，求其主动土压力
a E 和被动土压力 p E 。
解题思路：
解： 主动土压力： 被动土压力：
2. 设有一单质点体系，质点重为100KN ，体系自振周期为1.0秒，位于基本烈度8度区，体系所在地设计反应谱特征周期Tg ＝0.4s ，设计反应谱下降段指数为b=0.7，动力系数最大值 25
.2m ax =β，体系结构设计基准期为50年，求体系所受小震烈度
的水平地震作用。 解题思路：
解：求地震系数。因小地震烈度比基本地震烈度小1.5度，则计算地震烈度为：
I=8-1.5＝6.5
地震系数公式 k=0.125×2I-7=0.125×26.5-7=0.088 根据我国建筑抗震设计规范，地震系数取平均值的85％ 计算动力系数。因T>Tg ，则 地震作用为
3.已知一矩形平面钢筋多层建筑如图1，位于城市中心，建筑高度27m ，平面沿高度保持不变，迎风面宽B ＝40m 地面粗糙度指
数
2.0=a α，基本风压按地面粗糙度指数的地貌
16.0=s α，离地面
10m 高风速确定的基本风压为
20/55.0m kN =ω，风振系数沿高度不变为 0.1=z
β，求建筑物底部弯矩。
（标准地貌的梯度风高为350m ；该城市梯
度风高为400m ，建筑物沿高度划分为三段计算）
图1
解题思路：
解：
()()()0
w z z z w z s g k μμβ=
矩形结构，风载体形系数
3.1=s μ；
风压高度变化系数
z
μ
4.已知一各三层剪切型结构，如图2，m1=116kg,m2=110kg,m3=59kg,已知该结构的第一阶周期为T1＝0.617s ，场地土为类，αmax=0.16，场地土特征周期为Tg=0.445s ，采用底部剪力法计算地震作用产生的底部最大剪力及结构各层的地震作用。
图2
顶层放大系数δn 的取值：
6m
6m 6.6m
m3
m2
m1
9m 9m 9m
40m
解：确定地震影响系数α 求底部最大剪力
1αχE G F = ,因质点数n ＝3，
()()85
.076
12213==++=
n n χ
KN F 284.01192.08.9)59110116(85.0=??++?=
各质点地震作用：
1.4Tg ＝1.4×0.445＝0.632>T1=0.617
不考虑其他振型影响。
5. 某三层框架结构如图3，各质量分别为m1=300t 、m2=300t 、m3=220t ；设防烈度为8度， max 0.16α=，第一组，Ⅱ
类场地，
g T 0.35g
=。阻尼比为0.05。用振型分解反应谱法计算框架层间地震力。该结构振型周期如下：
图3 解题思路： 解：第一振型 g 1g
T T 5T <<
第二振型 2g 0.1s T T << 2max 0.16αα==
第二振型
3g
0.1s T T <<
3max 0.16αα==
各振型参与系数 根据地震力公式：
ji
j j i ji G F φαγ=
111213212223F 0.1101.3520.3243009.8=141.7KN F 0.110.3520.6533009.8285.5KN F 0.110.3521.0002209.8320.6KN F 0.160.4110.7293009.8140.9KN F 0.160.4110.7623009.8147.3KN
F 0.160.411(1.=????=????==????==????==????==??-313233000)2209.8141.8KN F 0.160.060 4.4163009.8124.6KN F 0.160.060( 3.218)3009.892.6KN F 0.160.0601.0002209.820.7KN
??=-=????==??-??==????=
各层间剪力： K K +++=
322212F F F F
6.某钢筋混凝土烟筒，平面为圆形，直径7m,总高度H=100m ，地貌变化指数 α为0.16，基本风压
ω为0.55KN/m ，基本风速
s m v /67.29=，
05.0,07.11==ξs T 。确定共振区范围。
解题思路：
解： 横风向风振的判断
顶部风速
s
m v H /89.421010067.2916
.0=?
??
??=
对应T 1临界风速：
s m T D
Df v cr /59.32074.11
75155=??===
顶部风速大于临界风速，发生共振。
=0.11×0.1325×0.324×300×
取
H 3
2处风速计算雷诺数，
s
m v H
/22.40106767.2916
.03
2
=?
?
?
??=
66105.31043.19?>?=e R 会出现强共振。
共振范围：
m
v v H H m
v
v H H cr H
cr
67.9267.2959.323.1103.102.1889.4259.3210016
.010216
.011=??? ????=???? ??==?
?? ???=???
? ??=
7. 计算图4中的土层各层底面处的自重应力。
图 4
解题思路：
解： a cz KP h 0.340.217111=?==γσ
《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
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
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
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
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震中烈与震级
近似关系：0
321I M ?+=；非震中区，烈度与震级的关系： ()1lg 323210+???+?+=h C I M 。（前2点分，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 6.1402.4102.188.3190.21733
22113=?-+?+?='++=γγγσ （3分）
()()a
cz KP h h h h 8.1590
.2106.192.4102.188.3190.2174433
22114=?-+
?-+?+?='+'++=γγγγσ（3分）
2. 设标准地貌为空旷地面，标准高度为10m ，条件下测得的风速变化指数
15.0=s α，梯度风高
m
H TS 365=，基本风压
20/7.0m KN w =。计算某市中心3.0=a α，m H a 390=，高
为25m 处的风压。（10分）
解： 根据非标准条件下风压的换算公式：
()α
2???
?
??=s
oa a z z
w z w （2分）
已知： m z 25=，m z s 10=，3.0=α，将高度为25m 处的风压换算成该地貌标准高度处的风压
则 ：
()3
.02102525???
?
??=oa a w w
()oa a w w 73.125= （1） （2分）
又根据非标准地貌的风压换算公式：
a
s
a Ts s
Ts
o oa z H z
H w w αα22-???
? ??????
? ??= （2分）
已知：
2
/7.0m KN w o =，
15.0=s α，
365
=Ts H ，
30.0=a α390
=Ta H ，将该地貌处得基本风压换算成标准地貌的基本风压。
则：
30
.0215
.0225390103657.0?-???
?
???
??
???=oa w （2分）
2
/393.0m KN w oa = （1）
（2）代入（1）得
2
/68.0393
.073.1m KN w w a a =?= （1分）
答：上海市中心某地的标准风压为0.68KN/m2 。
《荷载与结构设计方法》试题+参考答案2
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）
2.已知一矩形平面钢筋多层建筑，位于城市中心，建筑高度45m ，平面沿高度保持不变，迎风面宽20m 地面粗糙度指数2.0=a α，基本风压按地面粗糙度指数的地貌16.0=s α，离地面
10m 高风速确定的
本风压为20
/55.0m kN =ω，风振系数沿高度不变为0.1=z β，求建筑物底部弯矩。（标准地貌的梯度风高
350m ；该城市梯度风高为400m ，建筑物沿高度划分为三段计算）（20分）
解：()()()0w z z z w z s g k μμβ= 2′ 矩形结构，风载体形系数3.1=s
μ； 1′
20/55.0m kN =ω 1′ 0.1=z β 1′
风压高度变化系数z μ
4
.02
.022
.0216.0222222210713.0101040010350101010?
?
? ??=??
?
?????
? ??
?
?
? ??=??
? ?????
? ?
????
? ??=???
? ?????
? ?????
? ??=??-?z z z H H z z Z H Z
H z Ta TS s Ta S
TS
z a
a
S
a
a
S
μμαααααα 2′
838.01=μ106.12=μ301.13=μ 3′
kpa 592.055.0828.00.13.11=???=? 2′ kpa 79.055.0106.10.13.12=???=? 2′ kpa 93.055.0301.10.13.13=???=? 2′
m kN H H H M ?=?+?+?=++=43.744593.03079.015592.0332211ωωω 4′
《荷载与结构设计方法》考试试题（2002级）参考答案
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KN M k ?
=3
215m 15m 15m
20m
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于是有A 柱柱底弯矩设计值为
2）由可变荷载效应控制的组合 （1）风荷载为第一可变荷载 （2）吊车水平荷载为第一可变荷载 （2）吊车竖向荷载为第一可变荷载
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。
3 假定钢梁承受确定性的弯矩m KN M ?=140，钢梁截面的塑性抵抗矩W 和屈服强度f 都是随机变量，知其分布类型和统计参数： 抵抗矩W ：正态分布，36100.850m W
-?=μ
，05.0=W δ
屈服强度f ：正态分布，MPa f
270=μ
，10.0=f δ
用中心点法和验算点法计算钢梁的可靠指标 （本题14分）
解：功能函数为：抗力列式140000-=-=fW M fW Z ，或应力列式W
f W M f Z 140000
-
=-
= 1）中心点法 （1）取用抗力列式
m N W
f
Z
?=-≈8950014000μμμ，m N f
W
W
f f
W W f
Z ?=+=+=9.256582
2
22
2
2δδμ
μσμσμσ
可知可靠指标48.3=β （2）应力列式
MPa M
W
f Z 3.105=-≈μμμ，MPa M M
W
W
f
f
W
W
f
Z
0.272
2
2
22
22=???
? ??+=???? ?
?+≈δμδμσμσσ 可知可靠指标9.3=β
可见中心点法采用不同的功能函数形式计算结果不同。 2）验算点法 抗力列式选用：140000-=-=
fW M fW Z
均为正态分布，不须进行当量转换，
f
f
f f
σ
μ-=?W
W
W W σ
μ-=?，于是在新坐标系中，极限状态方程为
0)?)(?(=-++M W f
W
W
f
f
μσμσ 2
*2**1
)()(W f f
f
f W W σσσαα+-
==，2
*2**2
)()(W f W
W f W f σσσαα
+-
==，
第一次迭代*
W ，*
f 用平均值代入，于是有：
0))((=-++M W W W f f f βσαμβσαμ，求出 ，计算过程如下表所示。
由上表可以看出，采用验算点法两步即可达到收敛。
《荷载与结构设计方法》试题+参考答案3
（一）填空题
1.作用随时间变化可分为永久作用、可变作用、偶然作用；按空间位置变异分为固定作用、自
作用；按结构反应分类分为静态作用、动态作用。
2.造成屋面积雪与地面积雪不同的主要原因是风的飘积作用屋面形式屋面散热等。
3.在公路桥梁设计中人群荷载一般取值为3KN／m2市郊行人密集区域取值一般为3.5 KN／m2 -
4.土压力可以分为静止土压力主动土压力被动土压力。
5.一般土的侧向压力计算采用朗肯土压力理论或库仑土压力理论。
6.波浪按波发生的位置不同可分为表面波内波。
7.根据冻土存在的时间可将其分为多年冻土季节冻土瞬时冻土。
8.冻土的基本成分有四种：固态土颗粒，冰，液态水，气体和水汽。
9. 冻土是一种复杂的多相天然复合体，结构构造也是一种非均质、各向异性的多孔介质。
10.土体产生冻胀的三要素是水分土质负温度。
11.冻土的冻胀力可分为切向冻胀力法向冻胀力水平冻胀力。
12.水平向冻胀力根据它的形成条件和作用特点可以分为对称和非对称。
13.根据风对地面（或海面）物体影响程度，常将风区分为13等级。
14.我国《建筑结构荷载规定》规定以10m高为标准高度，并定义标准高度处的最大风速为基本
速。
15.基本风压是根据规定的高度，规定的地貌，规定的时距和规定的样本时间确定最大风速的概率
布，按规定的重现期（或年保证率）确定的基本风速，然后根据风速与风压的关系所定义的。
16.由风力产生的结构位移速度加速度响应等称为结构风效应。
17. 脉动风是引起结构振动的主要原因。
18.在地面粗糙度大的上空，平均风速小脉动风的幅度大且频率高。
19.脉动风速的均方差也可根据其功率谱密度函数的积分求得。
20.横向风可能会产生很大的动力效应，即风振。
21.横向风振是由不稳定的空气动力特征形成的，它与结构截面形状及雷诺数有关。
22.在空气流动中，对流体质点起主要作用的是两种力惯性力和粘性力。
23.根据气流旋涡脱落的三段现象，工程上将圆桶试结构分三个临界范围，即亚临界范围超临界围跨临界范围。
24.地震按产生的原因，可以分为火山地震陷落地震和构造地震
25. 由于地下空洞突然塌陷而引起的地震叫陷落地震而由于地质构造运动引起的地震则称为构地震。
26. 地幔的热对流是引起地震运动的主要原因。
27. 震中至震源的距离为震源深度，地面某处到震中的距离为震中距。
28.地震按震源的深浅分，可分为浅源地震中源地震深源地震。
29.板块间的结合部类型有：海岭海沟转换断层及缝合线。
30.震级是衡量一次地震规模大小的数量等级。
31.M小于 2 的地震称为微震M＝2～4 为有感地震M> 5 为破坏性地震。
32.将某一地址遭受一次地震影响的强弱程度定义为地震烈度。
33.地震波分为地球内部传播的体波和在地面附近传播的面波。
34.影响地面运动频谱主要有两个因素：震中距和场地条件。
35.目前国际上一般采用小震不坏中震可修大震不倒的抗震原则。
36.底部剪力法是把地震作用当作等效静力作用在结构上，以次计算结构的最大地震反应。
37.混凝土在长期作用下产生随时间而增长的变形称为徐变。
38. 可变荷载有3个代表值分别是标准值和准永久值组合值。
39.影响结构构件抗力的因素很多，主要因素有3种，分别是材料性能的不定性Xm
几何参数的不定性Xa 计算模式的不定性Xp。
40.结构的极限状态可以分为承载能力极限状态和正常使用的极限状态。
（三）简答题
2.叙述结构的功能要求有哪些
答：能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用；在正常使用时具有良好的工作性能在正常维护下具有足够的耐久性能；在偶然时间发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。3.简要说明结构的荷载与荷载效应有何区别与联系
答：荷载是由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力。效应：作用在结构上的荷载使构产生内力、变形。例：应力、应变、位移、速度。
4.说明基本风压应符合的规定
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。
5.什么是荷载的代表值，它们是如何确定的
答：荷载代表值是设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值。
①荷载的标准值：是荷载的基本代表值，其他代表值可以在标准值的基础上换算来。它是设计
准期内最大荷载统计分布的特征值。是建筑结构在正常情况下，比较有可能出现的作大荷载值永久荷载均用荷载标准值来表示。
②准永久值：结构上经常作用的可变荷载，在设计基准期内有较长的持续时间，对结构的影响
似于永久荷载。准永久值是在标准值基础上进行折减。折减系数根据荷载的类型不同而不同。
③荷载组合值：当荷载在结构上有两种或两种以上的可变荷载时，荷载的代表值采用组合值。
④荷载频遇值：可变荷载在结构上较频繁出现较大值，主要用于荷载短期效应组合中。
6.直接荷载与间接荷载的区别
答：①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。
7.简述屋面形式对雪压的影响
答：风对屋面积雪的影响：
①漂积作用：在下雪过程中，风会把部分将飘落在屋顶上的雪积到附近的地面上或其它较低的
体上。
②具有高低跨屋面的情况下，高屋面的雪吹落在较低屋面上。在低屋面上形成局部较大的漂积
载。
屋面坡度对积雪的影响：由于风的作用和雪的滑移特征，坡度越大，滑落的雪越多，雪压越小。受照时间的不同，引进屋面积雪分布系数不同。
8.土压力的影响因素
答：墙体的形式与刚度，墙背竖直、墙背倾斜受压力形式不同。
①不同刚度的墙体抵抗土压力产生的变形不同；
②墙后土体的性质，墙后土体的重度不同，产生的应力不同；
③填土面的形式，水平和倾斜不同，相当于水平地面上加一附加压力；
④外施荷载的形式，均布荷载，基坑侧向地面上有已建建筑不同；
例如：局部均布荷载，在基坑侧的地面局部布建筑；可变荷载，地面施工机械、车辆荷载；集中荷山坡建水塔，雷达站。
9.静止土压力、主动土压力形成机理
答：静止土压力：支挡结构在土压力作用下不产生任何方向的位移或转动，保持原有位置，后土体没有破坏，土体处于弹性平衡状态。此时墙背土压力为静止土压力。
主动土压力：支挡结构在土压力作用下，向墙内移动或转动，墙后土压力逐渐减小，当达到某一位时，墙后土体压力减小，当达到某一位移时，墙后土体开始下滑，作用在挡土墙上的土压力最小，动契体体内应力处于主动极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力成为主动土压力。
10.朗肯土压力理论的基本假设
答：朗肯土压力理论的基本假设:
①对象为弹性半空间土体；
② 地基土具有水平界面，一定的深度和广度； ③ 假定土体为弹性介质，符合广义虎克定律；
④ 不考虑挡土墙及回填土的施工因素，不扰动土体，不改变其自然的应力状态；
挡土墙墙背竖直，光滑，填土面水平，无超载。墙背与土体不产生摩擦力，无剪应力作用，无超载水平向无剪应力，使土体在竖向和水平向应力的主应力状态。 11.风振形成机理
答：横风向力主要引起风振。对于高层结构风振是由气流本身的动力特性形成的。在结构正
风速受到障碍减小，逐渐降低，风总要绕过建筑物，则沿AB 绕行，风速逐渐增大在B 点达最大值
绕过结构后，风要恢复自由状态，沿BC 流动，受摩擦风速减小，在某处摩擦力耗损使风速降为零
在BC 段出现风停滞现象，形成漩涡，引起风振。当漩涡脱落频率与结构自振频率接近时，结构发剧烈共振，产生横风向风振。 14.底部剪力法的原理及基本假设
答：底部剪力法是振型分解反映谱法的简化方法，首先计算地震产生的底部最大剪力，将剪分配到结构各质点上。两个假设： ①结构地震反应以第一振型为主；
②任意质点得振型坐标与该质点离地面得高度成正比。 16.简述先张法预应力和后张法预应力的实现过程
答：①先张法预加力：先张拉钢筋，后浇筑包裹钢筋的混凝土，当混凝土达到设计强度后钢和混凝土之间产生粘结力，钢筋的弹性恢复对混凝土产生的压力。
②后张法预加力：先浇筑混凝土，混凝土中预留放置钢筋的孔道，待混凝土达到设计强度后张拉钢通过锚固使钢筋的弹性变形传给混凝土。 18.简述影响结构抗力的不定性
答：不定性因素包括：材料性能的不定性、几何参数的不定性、计算模式的不定性。
①结构材料性能是指制成构件的强度、弹性模量、泊松比等物理性能。受材料本身差异，制作
ji i
c H φ=?
艺、环境条件因素影响；
②结构几何参数指结构截面几何特征，高度、宽度、面积、惯性距、抵抗矩等。受制作、安装
使结构尺寸出现偏差的影响。
③结构构件计算模式的不定性指抗力计算中采用的基本假设不完全符合实际或计算公式的近似引起变异。受采用理想弹性、理想塑性，均质性、各项同性，采用铰支座，固定支座代替边界条件等因影响。
19.建筑结构的两种极限状态的表现形式
答：承载能力的极限状态：这种极限状态对应于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续载的变形。
①整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（倾覆、折断、断开）；
②结构构件产生过大变形不适于继续承载；
③结构变为机动体系；
④结构丧失稳定性（压曲）。
正常使用的极限状态：这种极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性的规定限值。
①影响正常使用的外观变形；
②影响正常使用或耐久性的局部破坏(裂缝)；
③影响正常使用的振动；
影响正常使用的其他特征（墙皮脱落，防水失效）。
20.什么是结构的可靠度，如何理解该概念
答：结构可靠度是结构可靠性的概率量度。结构在规定时间内，在规定条件下，完成预定功的概率。规定时间指结构设计的基准期，50年。规定条件指正常设计、正常施工、正常使用条件不考虑人为过失因素。其数学表达式为
21.结构设计的目标要考虑哪些个因素
答：结构设计的目标有四个因素需要考虑：
①公众心理：失效概率为1×10-4；
②结构重要性：结构重要性高，可靠度应定得高；
③结构破坏性质：脆结构设计的目标可靠度要高于延性破坏的结构；
社会经济承受力：经济越发达，公众对工程可靠度要求越高。
22.民用建筑楼面活荷载在工程设计时如何确定
答：民用建筑楼面活荷载是指建筑物中人群、家具、设施等产生的重力作用，这些荷载的量值时间发生变化，位置也是可以移动的，又称可变荷载。工程设计上一般将楼面活荷载处理为等效均荷载，均布荷载的取值与房屋的功能有关。《荷载规范》根据楼面上人员活动状态和设施分布情况给了各类房屋或荷载的取值。当楼面上的活荷载不可能同时满布时，在计算结构或构件到楼面荷载效时可对楼面均布活荷载予以适当折减。
23.工业建筑楼面活荷载如何考虑
答：工业建筑楼面活荷载是指厂房车间在生产使用或安装检修时，工艺设备、加工原料和成品件等产生的重力作用。由于厂房加工的性质不同，楼面活荷载的取值有较大的差异。在设计多层工厂房时，活荷载应由工艺提供，或由土建人员根据有关资料自行确定，常见的工业建筑楼面活荷载规范取值。
24.工业厂房中吊车荷载如何考虑
答：工业厂房结构设计应考虑吊车荷载作用，吊车按其工作的繁重程度分为8个等级作为设计据。吊车的竖向荷载以最大轮压和最小轮压的形式给出；吊车的水平荷载由运行机构启动或制动时生的水平惯性力引起。当厂房内设有多台吊车时，考虑到各吊车同时聚集在同一柱范围内可能性小每台吊车影响范围有限，各台吊车同时处于最不利状态的概率更小，需对参与组合的吊车数量加以制，考虑多台吊车荷载的折减。
25.形体不均匀高层建筑中地震作用如何考虑
答：地震时地面会发生水平运动和竖向运动，从而引起结构的水平振动和竖向振动，当结构体复杂、质心和刚心不重合时，还会引起结构扭转振动。一般情况下，水平地震作用对结构起控制作
荷载与结构设计方法复习题库含答案
荷载题库 （一）填空题 1.作用随时间变化可分为永久作用、可变作用、偶然作用；按空间位置变异分为固定作用、自由作用；按结构反应分类分为静态作用、动态作用。 2.造成屋面积雪与地面积雪不同的主要原因是风的飘积作用屋面形式屋面散热等。 3.在公路桥梁设计中人群荷载一般取值为3KN／m2市郊行人密集区域取值一般为3.5 KN／m2 - 4.土压力可以分为静止土压力主动土压力被动土压力。 5.一般土的侧向压力计算采用朗肯土压力理论或库仑土压力理论。 6.波浪按波发生的位置不同可分为表面波内波。 7.根据冻土存在的时间可将其分为多年冻土季节冻土瞬时冻土。 8.冻土的基本成分有四种：固态土颗粒，冰，液态水，气体和水汽。 9. 冻土是一种复杂的多相天然复合体，结构构造也是一种非均质、各向异性的多孔介质。 10.土体产生冻胀的三要素是水分土质负温度。 11.冻土的冻胀力可分为切向冻胀力法向冻胀力水平冻胀力。 12.水平向冻胀力根据它的形成条件和作用特点可以分为对称和非对称。 13.根据风对地面（或海面）物体影响程度，常将风区分为13等级。 14.我国《建筑结构荷载规定》规定以10m高为标准高度，并定义标准高度处的最大风速为基本风速。 15.基本风压是根据规定的高度，规定的地貌，规定的时距和规定的样本时间确定最大风速的概率分布，按规定的重现期（或年保证率）确定的基本风速，然后根据风速与风压的关系所定义的。 16.由风力产生的结构位移速度加速度响应等称为结构风效应。 17. 脉动风是引起结构振动的主要原因。 18.在地面粗糙度大的上空，平均风速小脉动风的幅度大且频率高。 19.脉动风速的均方差也可根据其功率谱密度函数的积分求得。 20.横向风可能会产生很大的动力效应，即风振。 21.横向风振是由不稳定的空气动力特征形成的，它与结构截面形状及雷诺数有关。 22.在空气流动中，对流体质点起主要作用的是两种力惯性力和粘性力。 23.根据气流旋涡脱落的三段现象，工程上将圆桶试结构分三个临界范围，即亚临界范围超临界范围跨临界范围。 24.地震按产生的原因，可以分为火山地震陷落地震和构造地震 25. 由于地下空洞突然塌陷而引起的地震叫陷落地震而由于地质构造运动引起的地震则称为构造地震。 26. 地幔的热对流是引起地震运动的主要原因。 27. 震中至震源的距离为震源深度，地面某处到震中的距离为震中距。 28.地震按震源的深浅分，可分为浅源地震中源地震深源地震。 29.板块间的结合部类型有：海岭海沟转换断层及缝合线。 30.震级是衡量一次地震规模大小的数量等级。 31.M小于 2 的地震称为微震M＝2～4 为有感地震M> 5 为破坏性地震。 32.将某一地址遭受一次地震影响的强弱程度定义为地震烈度。 33.地震波分为地球内部传播的体波和在地面附近传播的面波。 34.影响地面运动频谱主要有两个因素：震中距和场地条件。 35.目前国际上一般采用小震不坏中震可修大震不倒的抗震原则。 36.底部剪力法是把地震作用当作等效静力作用在结构上，以次计算结构的最大地震反应。 37.混凝土在长期作用下产生随时间而增长的变形称为徐变。 38. 可变荷载有3个代表值分别是标准值和准永久值组合值。 39.影响结构构件抗力的因素很多，主要因素有3种，分别是材料性能的不定性Xm 几何参数的不定性Xa 计算模式的不定性Xp。 40.结构的极限状态可以分为承载能力极限状态和正常使用的极限状态。 （二）名词解释 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。
结构设计原理-复习题讲解学习
一、选择题 1、其他条件相同时，预应力混凝土构件的延性通常比普通混凝土构件的延性（ ） A 、相同 B 、大些 C 、小些 D 、大很多 2、预应力混凝土结构宜采用（ ） A 、火山灰水泥 B 、硅酸盐水泥 C 、矿渣水泥 D 、以上三种均可 3、先张法构件的预压力是通过（ ）来传递的 A.、承压力 B 、粘结力 C 、粘结力和承压力 D 、以上答案都不对 4、后张法构件的预压力是靠（ ） A.、粘结力和承压力来传递 B 、工作锚具来传递和保持的 C 、粘结力来传递的 D 、以上答 案都不对 5、加筋混凝土结构按预应力度大小分类，当预应力度λ为（ ）时，是全预应力混凝土 结构 A 、λ< 0 B 、λ= 0 C 、0 <λ< 1 D 、λ≥ 1 6、加筋混凝土结构按预应力度大小分类，当预应力度λ为（ ）时，是部分预应力混凝 土结构 A 、λ< 0 B 、λ= 0 C 、0 <λ< 1 D 、λ≥ 1 7、《公路桥规》规定，对于钢丝、钢绞线张拉控制应力应满足（ ） A 、pk con f 95.0≤σ B 、pk con f 90.0≤σ C 、pk con f 85.0≤σ D 、pk con f 75.0≤σ 8、先张法预应力混凝土构件，在混凝土预压前（第一批）的损失为（ ） A 、54325.0l l l l σσσσ+++ B 、655.0l l σσ+ C 、65l l σσ+ D 、421l l l σσσ++ 9、后张法预应力混凝土构件，在混凝土预压后（第二批）的损失为（ ） A 、54325.0l l l l σσσσ+++ B 、655.0l l σσ+ C 、65l l σσ+ D 、421l l l σσσ++ 10、后张法预应力混凝土梁在进行持久状况应力验算时，由（ ）所引起的应力，应采用 净截面几何特性进行计算。 A 、预加力 B 、预加力和活载 C 、二期恒载和活载 D 、活载 11、预应力混凝土受弯构件在持久状况下，斜截面的抗裂性是通过斜截面混凝土的（ ） 来控制的。 A 、正应力 B 、剪应力 C 、主压应力 D 、主拉应力 12、预应力混凝土受弯构件在持久状况下，正截面的抗裂性是通过正截面混凝土的（ ） 来控制的。 A 、法向拉应力 B 、剪应力 C 、主拉应力 D 、主压应力 13、预应力混凝土受弯构件斜截面的承载力与普通混凝土受弯构件相比是（ ） A 、提高了 B 、相同 C 、降低了 D 、降低很多 14、预应力混凝土与普通混凝土相比，提高了（ ） A 、正截面承载力 B 、抗裂性能 C 、延性 D 、以上答案均不对 15、部分预应力混凝土在作用（或荷载）作用下，构件截面混凝土（ ） A 、允许出现拉应力 B 、不允许出现拉应力 C 、允许出现压应力 D 、以上答案均不 对 16、桥梁结构中不宜采用中等强度钢筋作为预应力钢筋，这是因为（ ） A 、不能有效提高承载力 B 、挠度过大 C 、配筋多 D 、预应力效果差
《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和 。 3. 结构可靠指标 的几何意义是。 4. 荷载简单组合是与的组合。 5. 确定结构目标可靠度水准的方法有、 和。 6. 荷载的代表值一般包括、、 和。 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。 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 越大，结构可靠程度越高。（） 2. 结构可靠度设计的基准期就是结构的使用期。（） P等于结构抗力R和荷载效应S的概率密度干涉面积。 3. 结构的失效概率 f （） 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。（） 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。（） 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。（） 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。（） 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。（） 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。 四、（14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，该
《结构设计原理》试卷和答案
《结构设计原理》试题1 一、单项选择题 1．配螺旋箍筋的钢筋混凝土柱，其其核心混凝土抗压强度高于单轴混凝土抗压强度是因为【 C 】 A. 螺旋箍筋参与混凝土受压 B. 螺旋箍筋使混凝土密实 C. 螺旋箍筋横向约束了混凝土 D. 螺旋箍筋使纵向钢筋参与受压更强 2．钢筋混凝土轴心受拉构件极限承载力N u有哪项提供【 B 】 A. 混凝土 B. 纵筋 C. 混凝土和纵筋 D. 混凝土、纵筋和箍筋 3．混凝土在空气中结硬时其体积【 B 】 A. 膨胀 B. 收缩 C. 不变 D. 先膨胀后收缩 4．两根适筋梁，其受拉钢筋的配筋率不同，其余条件相同，正截面抗弯承载力M u【 A 】 A. 配筋率大的，M u大 B. 配筋率小的，M u大 C. 两者M u相等 D. 两者M u接近 5．钢筋混凝土结构中要求钢筋有足够的保护层厚度是因为【 D 】 A. 粘结力方面得考虑 B. 耐久性方面得考虑 C. 抗火方面得考虑 D. 以上3者 6．其他条件相同时，钢筋的保护层厚度与平均裂缝间距、裂缝宽度（指构件表面处）的关系是【 A 】 A. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈大，裂缝宽度也愈大 B. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，裂缝宽度也愈小 C. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，但裂缝宽度愈大 D. 保护层厚度对平均裂缝间距没有影响，但保护层愈厚，裂缝宽度愈大 7．钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随荷载的增加以及持续时间增加而【 B 】 A. 逐渐增加 B. 逐渐减少 C. 保持不变 D. 先增加后减少 8．减小预应力钢筋与孔壁之间的摩擦引起的损失σs2的措施是【 B 】 A. 加强端部锚固 B. 超张拉 C. 采用高强钢丝 D. 升温养护混凝土 9．预应力混凝土在结构使用中【 C 】 A. 不允许开裂 B. 根据粘结情况而定 C. 有时允许开裂，有时不允许开裂 D. 允许开裂 10．混凝土结构设计中钢筋强度按下列哪项取值【 D 】 A. 比例极限 B. 强度极限 C. 弹性极限 D. 屈服强度或条件屈服强度 二、填空题 11. 所谓混凝土的线性徐变是指徐变变形与初应变成正比。 12. 钢筋经冷拉时效后，其屈服强度提高，塑性减小，弹性模量减小。 13. 在双筋矩形截面梁的基本公式应用中，应满足下列适用条件：①ξ≤ξb；②x≥2a’，其中，第①条是为了防止梁破坏时受拉筋不屈服；第②条是为了防止压筋达不到抗
《荷载与结构设计方法》课后思考题答案
《荷载与结构设计方法》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。 2.3 试述静止土压力、主动土压力和被动土压力产生的条件?比较三者数值的大小? 当挡土墙在土压力作用下,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,可用E0表示。 当挡土墙在土压力的作用下,向离开土体方向移动或转动时,作用在墙背上的土压力从静止土压力值逐渐减少,直至墙后土体出现滑动面。滑动面以上的土体将沿这一滑动面向下向前滑动,在滑动楔体开始滑动的瞬间,墙背上的土压力减少到最小值,土体内应力处于主动极限平衡状态,此时作用在墙背上的土压力称为主动土压力,可用E a表示。 当挡土墙在外力作用下向土体方向移动或转动时,墙体挤压墙后土体,作用在墙背上的土压力从静止土压力值逐渐增大,墙后土体也会出现滑动面,滑动面以上土体将沿滑动方向向上向后推出,在滑动楔体开始隆起的瞬间,墙背上的土压力增加到最大值,土体内应力处于被动极限平衡状态。此时作用在墙背上的土压力称为被动土压力,可用E p表示。
结构设计原理复习题 及答案.
结构设计原理复习题 一、选择题 1、混凝土强度等级按照（ ）确定 A 、立方体抗压强度标准值 B 、立方体抗压强度平均值 C 、轴心抗压强度标准值 D 、轴心抗压强度设计值 2、同一强度等级的混凝土，各种强度之间的关系是（ ） A 、c f ＞cu f ＞t f B cu f ＞t f ＞c f C 、cu f ＞c f ＞t f D 、t f ＞cu f ＞c f 3、在测定混凝土立方体抗压强度时，《桥规》（JTG D —2004）采用的标准试件尺寸为（ ） 的立方体。 A 、mm 100 B 、mm 150 C 、mm 180 D 、mm 200 4、混凝土棱柱体抗压强度用符号（ ）表示 A 、c f B 、cu f C 、t f D 、s f 5、分别用mm 150和mm 200的立方体试件进行抗压强度试验，测得的抗压强度值为（ ） A 、mm 150的立方体低于mm 200的立方体 ； B 、mm 150的立方体高于mm 200的立方体 ； C 、mm 150的立方体等于mm 200的立方体 ； D 、mm 150的立方体低于mm 200的立方体 ，是因为试件尺寸越小，抗压强度就越小； 6、同一强度等级的混凝土，棱柱体试件的抗压强度与立方体试件的抗压强度关系是（ ） A 、立方体抗压强度与棱柱体抗压强度相等 B 、立方体抗压强度高于棱柱体抗压强度 C 、立方体抗压强度低于棱柱体抗压强度 D 、无法确定 7、混凝土双向受压时，其强度变化规律是（ ） A 、一向混凝土强度随着另一向压应力的增加而增加 B 、一向混凝土强度随着另一向压应力的增加而减小 C 、双向受压强度与单向受压强度相等 D 、双向受压强度低于单向受压强度 8、混凝土弹性模量的基本测定方法是（ ） Ａ、在很小的应力（c c f 3.0≤σ）下做重复加载卸载试验所测得 Ｂ、在很大的应力（c σ＞c f 5.0）下做重复加载卸载试验所测得 Ｃ、应力在0=c σ～c f 5.0 之间重复加载卸载5~10次，取c σ=c f 5.0时所测得的变形值作为混凝土弹性模量的依据 Ｄ、以上答案均不对 9、混凝土的线性徐变是指徐变变形与（ ）成正比。 Ａ、混凝土强度 Ｂ、时间 Ｃ、温度和湿度 Ｄ、应力 10、《公路桥规》中规定了用于公路桥梁承重部分混凝土标号分为（ ）等级。 Ａ、8 Ｂ、10 Ｃ、12 Ｄ、13 11、在按极限状态理论计算钢筋混凝土构件承载力时，对于有明显流幅的钢筋，原则上都是以（ ）作为钢筋强度取值的依据 Ａ、屈服极限 Ｂ、比例极限 Ｃ、弹性极限 Ｄ、抗拉极限强度 12、对于无明显流幅的钢筋，结构设计时原则上都是以（ ）作为钢筋强度取值的依据 Ａ、比例极限 Ｂ、条件屈服强度 Ｃ、弹性极限 Ｄ、抗拉极限强度 13、钢筋和混凝土材料的强度设计值（ ）强度标准值。 Ａ、等于 Ｂ、小于 Ｃ、大于 Ｄ、不确定 14、钢筋的塑性变形性能通常用（ ）来衡量。 Ａ、屈服极限和冷弯性能 Ｂ、比例极限和延伸率 Ｃ、延伸率和冷弯性能 Ｄ、抗拉极限强度和延伸率
荷载与结构设计原理 (16)
1.1 重要结构 1.0 一般结构 0.9 次要结构 γ0 安全等级 破坏后果 建筑物类型 一级 很严重 重要的房屋 二级 严重 一般的房屋 三级 不严重 次要的房屋 2、承载能力极限状态设计式 γ0S≤R （非抗震） = 建筑结构安全等级
1）荷载效应基本组合设计值 ①可变荷载效应起控制作用的组合 可变荷载效应起控制作用 永久荷载效应起控制作用 S= max N 、M 、V 、T… QiK ci n 2 i Qi k 1Q 1Q GK G S S S S ψγγγ∑=++=（2001老规范） k i Q n 2=i i c L i Q k Q L Q k G Gj m 1j S γ+S γ+S γ=S i 111j ∑∑=ψγγ（2012新规范） 考虑实际使用年限的调整系数
i L γ——第i 个可变荷载考虑设计使用年限的调整系数。 结构设计使用年限（年） 5 50 100 调整系数 0.9 1.0 1.1 楼面和屋面活荷载考虑设计使用年限的调整系数
永久荷载效应分项系数: 可变荷载效应分项系数: 住宅、宿舍、商店…等绝大多数楼面活载 0.7 书库、档案库、电梯机房 0.9 风荷载 0.6 可变荷载Qi 的组合值系数: 1.2 对结构不利时 1.0 对结构有利时 0.9（砌体0.8） 倾覆、滑移或漂浮验算等 γG = 1.4 一般情况下 1.3 工业楼面且 γQi = (i=1,2,3…n) Ψci ≤1
一般框、排架结构： ②由永久荷载效应起控制作用的组合 对结构不利时 S= max 式中： k i Q n 2=i i c L i Q k G Gj m 1j S γ+S γ=S i j ∑∑=ψγ（2001老规范） （2012新规范）
荷载与结构设计方法名词解释
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.地震烈度：某一特定地区遭受一次地震影响的强弱程度。 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.单质点体系：当结构的质量相对集中在某一确定位置，可将 结构处理成单质点体系进行地震反映分析。 5.基本风压：基本风压是根据全国各气象站50年来的最大风 速记录，按基本风压的标准要求，将不同高度的年最大风速统一换算成离地面10m的最大风速按风压公式计算得的风压。 6.结构可靠度：结构可靠性的概率量度。结构在规定时间内， 在规定条件下，完成预定功能的概率。 7.荷载代表值：设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值。 8.基本雪压：当地空旷平坦地面上根据气象记录经统计得到的 在结构使用期间可能出现的最大雪压。 9.路面活荷载：路面活荷载指房屋中生活或工作的人群、家具、 用品、设备等产生的重力荷载。 10.土的侧压力：是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对 墙背产生的土压力。 11.静水压力：静水压力指静止的液体对其接触面产生的压 力。
12.混凝土徐变：混凝土在长期外力作用下产生随时间而增长 的变形。 13.混凝土收缩：混凝土在空气中结硬时其体积会缩小，这种 现象叫混凝土收缩。 14.荷载标准值：是荷载的基本代表值，其他代表值可以在标 准值的基础上换算来。它是设计基准期内最大荷载统计分布的特征值，是建筑结构在正常情况下，比较有可能出现的最大荷载值。 15.荷载准永久值：结构上经常作用的可变荷载，在设计基准 期内有较长的持续时间，对结构的影响类似于永久荷载。 16.结构抗力：结构承受外加作用的能力。 17.可靠：结构若同时满足安全性、适用性、耐久性要求，则 称结构可靠。 18.超越概率：在一定地区和时间范围内，超过某一烈度值的 烈度占该时间段内所有烈度的百分比。 19.震级：衡量一次地震规模大小的数量等级。是地震本身强 弱程度的等级，震级的大小表示地震中释放能量的多少。 20.雷诺数: 惯性力与粘性力的比。 21.脉动风: 周期小于10min的风，它的强度较大，且有随机 性，周期与结构的自振周期较接近，产生动力效应，引起顺风向风振。 22.平均风: 周期大于10min的风，长周期风，该类风周期相
结构设计原理课后习题答案
1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？ 混凝土梁的受拉能力很弱，当荷载超过c f 时，混凝土受拉区退出工作，受拉区钢筋承担全部荷载，直到达到钢筋的屈服强度。因此，钢筋混凝土梁的承载能力比素混凝土梁提高很多。 2解释名词： 混凝土立方体抗压强度：以边长为150mm 的混凝土立方体为标准试件，在规定温度和湿度下养护28天，依照标准制作方法，标准试验方法测得的抗压强度值。 混凝土轴心抗压强度：采用150*150*300的混凝土立方体为标准试件，在规定温度和湿度下养护28天，依照标准制作方法和试验方法测得的混凝土抗压强度值。 混凝土抗拉强度：采用100*100*150的棱柱体作为标准试件，可在两端预埋钢筋，当试件在没有钢筋的中部截面拉断时，此时的平均拉应力即为混凝土抗拉强度。 混凝土劈裂抗拉强度：采用150mm 立方体试件进行劈裂抗拉强度试验，按照规定的试验方法操作，按照下式计算A F A F 673.02f ts ==π 3 混凝土轴心受压的应力—应变曲线有何特点？影响混凝土轴心受压应力—应变曲线有哪几个因素？ 完整的混凝土轴心受压的应力-应变曲线由上升段OC ，下降段CD,收敛段DE 组成。 0~时呈直线；~曲线偏离直线。之后，塑性变形显著增大，曲线斜率急速减小，fc 点时趋近于零，之后曲线下降较陡。D 点之后，曲线趋于平缓。 因素：混凝土强度，应变速率，测试技术和试验条件。 4 什么叫混凝土的徐变？影响徐变有哪些主要原因？ 在荷载的长期作用下，混凝土的变形随时间增长，即在应力不变的情况下，混凝土应变随时间不停地增长。这种现象称为混凝土的徐变。 主要影响因素：混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小，加载时龄期，混凝土结构组成和配合比，养生及使用条件下的温度和湿度。 5 混凝土的徐变和收缩变形都是随时间而增长的变形，两者有和不同之处？ 徐变变形是在长期荷载作用下变形随时间增长，收缩变形是混凝土在凝结和硬化的物理化学反应中体积随时间减小的现象，是一种不受外力的自由变形。 6 普通热轧钢筋的拉伸应力-应变关系曲线有什么特点？《公路桥规》规定使用的普通热轧钢筋有哪些强度级别？强度等级代号分别是什么？ 答：屈服钢筋从试验加载到拉断共四个阶段：弹性阶段，屈服阶段，强化阶段，破坏阶段 按屈服强度分为：235MPa ，300MPa ，335MPa ，400MPa ，500MPa 代号：HPB235(R235),HRB335，HRB400，RRB400(KL400)
《荷载与结构设计原则》
《荷载与结构设计原则》课程教学大纲 课程编号：031178 学分：1 总学时：17 大纲执笔人：李国强大纲审核人：黄宏伟 一、课程性质与目的 本课程属于专业基础课，是土木工程专业的重要结构工程教学内容，为必修课。 本课程的教学目的是让学生了解工程结构可能承受的各种荷载，以及工程结构设计的可靠度背景。 二、课程基本要求 通过本课程的学习，学生应掌握工程结构设计时需考虑的各种主要荷载，这些荷载产生的背景，以及各种荷载的计算方法；并掌握结构设计的主要概念、结构可靠度原理和满足可靠度要求的结构设计方法。 三、课程基本内容 （一）荷载类型 1．荷载与作用 2．作用的分类 （二）重力 1．结构自重 2．土的自重力 3．雪荷载 （1）基本雪压 （2）屋面雪压 4．车辆重力 5．屋面活荷载 （三）侧压力 1．土的侧向压力 （1）基本概念及土压力分类 （2）基本原理 （3）土压力的计算 2．水压力及流水压力 3．波浪荷载 （1）波浪的分类 （2）波浪荷载的计算 4．冻胀力 （1）动土的概念、性质及结构物的关系 （2）土的冻胀原理 （3）冻胀力的分类及其计算 5．冰压力 （1）冰压力概念及分类
（2）冰压力的计算 （四）风载 1．风的有关知识 （1）风的形成 （2）两类性质的大风 （3）我国风气候总况 （4）风级 2．风压 （1）风压与风速的关系 （2）基本风压 （3）非标准条件下的风速或风压计算3．结构抗风计算的几个重要概念 （1）结构的风力与风效应 （2）顺风向平均风与脉动风 （3）横风向风振 4．顺风向结构风效应 （1）顺风向平均风效应 （2）顺风向脉动风效应 （3）顺风向总风效应 5．横风向结构风效应 （1）流经任意截面体的风力 （2）结构横风向风力 （3）结构横风向风效应 （4）结构总风效应 （5）结构横风向驰振（galloping）（五）地震作用 1．地震基本知识 （1）地震的类型与成因 （2）地震分布 （3）震级与烈度 （4）地震波与地面运动 2．单质点体系地震作用 （1）单质点体系地震反应 （2）地震作用与地震反应谱 （3）设计反应谱 3．多质点体系地震作用 （1）多质点体系地震反应 （2）震型分解反应谱法 （3）底部剪力法 （六）其它作用 1．温度作用 （1）基本概念及温度作用原理 （2）温度应力的计算 2．变形作用
工程结构荷载与可靠度设计原理-复习资料
工程结构荷载与可靠度设计原理-复习资料
荷载与结构设计原理总复习题 一、判断题 1.严格地讲，狭义的荷载与直接作用等价，广义的荷载与间接作用等价。（N） 2.狭义的荷载与直接作用等价，广义的荷载与作用等价。（Y） 3.广义的荷载包括直接作用和间接作用。（Y） 4.按照间接作用的定义，温度变化、基础不均匀沉降、风压力、地震等均是间接作用。（N） 5.由于地震、温度变化、基础不均匀沉降、焊接等引起的结构内力变形等效应的因素称为间接作用。（Y） 6.土压力、风压力、水压力是荷载，由爆炸、离心作用等产生的作用在物体上的惯性力不是荷载。（N） 7.由于雪荷载是房屋屋面的主要荷载之一，所以基本雪压是针对屋面上积雪荷载定义的。（N） 8.雪重度是一个常量，不随时间和空间的变化而变化。（N） 9.雪重度并非一个常量，它随时间和空间的变化而变化。（N） 10.虽然最大雪重度和最大雪深两者有很密切的关系，但是两者不一定同时出现。（Y） 11.汽车重力标准是车列荷载和车道荷载，车列荷载是一集中力加一均布荷载的汽车 重力形式。（N） 12.烈度是指某一地区遭受一次地震影响的强弱程度，与震级和震源深度有关，一次地震有多个烈度。（Y） 13．考虑到荷载不可能同时达到最大，所以在实际工程设计时，当出现两个或两个以上荷载时，应采用荷载组合值。（N） 14.当楼面活荷载的影响面积超过一定数值需要对均布活荷载的取值进行折减。（Y） 15.土的侧压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的土压力。（Y） 16.波浪荷载一般根据结构型式不同，分别采用不同的计算方法。（Y） 17.先张法是有粘结的预加力方法，后张法是无粘结的预加力方法。（Y） 18.在同一大气环境中，各类地貌梯度风速不同，地貌越粗糙，梯度风速越小。（N） 19.结构构件抗力R是多个随机变量的函数，且近似服从正态分布。（N） 20.温度作用和变形作用在静定结构中不产生内力，而在超静定结构中产生内力。（Y） 21.结构可靠指标越大，结构失效概率越小，结构越可靠。（Y） 22.朗肯土压力理论中假设挡土墙的墙背竖直、光滑、填土面水平无超载。（Y） 23.在朗肯土压力理论的假设中，墙背与填土之间既无摩擦力也无剪力存在。（Y） 24.在朗肯土压力理论的假设中，墙背与填土之间虽然无摩擦力，但仍有剪力存在。（N） 25.土的自重应力为土自身有效重力在土体中引起的应力。（Y） 26.不但风的作用会引起结构物的共振，水的作用也会引起结构物的共振。（Y） 27.平均风速越大，脉动风的幅值越大，频率越高。（N） 28.风压是指风以一定的速度向前运动受到阻塞时对阻塞物产生的压力。（Y） 29.地震作用中的体波可以分为横波和纵波，两者均可在液体和固体中传播。（N） 30.如果波浪发生破碎的位置距离直墙在半个波长以内，这种破碎波就称为近区破碎
《工程荷载与可靠度设计原理》课后思考题及复习详解
《工程荷载与可靠度设计原理》 ---课后思考题解答 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力效应，温度变化引起结构约束变形产生的力效应，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 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。 2.3 试述静止土压力、主动土压力和被动土压力产生的条件？比较三者数值的大小？ 当挡土墙在土压力作用下，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，可用E0表示。 当挡土墙在土压力的作用下，向离开土体方向移动或转动时，作用在墙背上的土压力从静止土压力值逐渐减少，直至墙后土体出现滑动面。滑动面以上的土体将沿这一滑动面向下向前滑动，在滑动楔体开始滑动的瞬间，墙背上的土压力减少到最小值，土体应力处于主动极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力称为主动土压力，可用E a表示。 当挡土墙在外力作用下向土体方向移动或转动时，墙体挤压墙后土体，作用在墙背上的土压力从静止土压力值逐渐增大，墙后土体也会出现滑动面，滑动面以上土体将沿滑动方向向上向后推出，在滑动楔体开始隆起的瞬间，墙背上的土压力增加到最大值，土体应力处于被动极限平衡状态。此时作用在墙背上的土压力称为被动土压力，可用E p表示。
钢结构设计原理考试复习题及答案
1. 钢结构计算的两种极限状态是承载能力极限状态和正常使用极限状态。 2. 钢结构具有轻质高强、材质均匀，韧性和塑性良好、装配程度高，施工周期短、密闭性好、耐热不耐火、易锈蚀。等特点。 3. 钢材的破坏形式有塑性破坏和脆性破坏。 4. 影响钢材性能的主要因素有化学成分、钢材缺陷、冶炼，浇注，轧制、钢材硬化、温度、应力集中、残余应力、重复荷载作用 5. 影响钢材疲劳的主要因素有应力集中、应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构）、应力循环次数 6. 建筑钢材的主要机械性能指标是屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷 弯性能。 7. 钢结构的连接方法有焊接连接、铆钉连接、螺栓连接。 8. 角焊缝的计算长度不得小于8h f，也不得小于40mm 。 侧面角焊缝承受静载时，其计算长度不宜大于60 h f。 9.普通螺栓抗剪连接中，其破坏有五种可能的形式，即螺栓剪坏、孔壁挤压坏、构件被拉断、端部钢板被剪坏、螺栓弯曲破坏。 10. 高强度螺栓预拉力设计值与螺栓材质和螺栓有效面积有关。 11. 轴心压杆可能的屈曲形式有弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲 12. 轴心受压构件的稳定系数 与残余应力、初弯曲和初偏心和长细比有关。 13. 提高钢梁整体稳定性的有效途径是加强受压翼缘、和增加侧向支承点。 14. 影响钢梁整体稳定的主要因素有荷载类型、荷载作用点位置、梁的截面形式、 侧向支承点的位置和距离、梁端支承条件。 15.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用限制宽厚比、的方法来保
证，而腹板的局部稳定则常采用设置加劲肋的方法来解决。一、问答题 1钢结构具有哪些特点？1．钢结构具有的特点：○1钢材强度高，结构重量轻○2钢材内部组织比较均匀，有良好的塑性和韧性○3钢结构装配化程度高，施工周期短○4钢材能制造密闭性要求较高的结构○5钢结构耐热，但不耐火○6钢结构易锈蚀，维护费用大。 2钢结构的合理应用范围是什么？○1重型厂房结构○2大跨度房屋的屋盖结构○3高层及多层建筑○4轻型钢结构○5塔桅结构○6板壳结构○7桥梁结构○8移动式结构 3钢结构对材料性能有哪些要求？钢结构对材料性能的要求：○1较高的抗拉强度f u 和屈服点f y○2较好的塑性、韧性及耐疲劳性能○3良好的加工性能 4钢材的主要机械性能指标是什么？各由什么试验得到？是屈服点、抗拉强 度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能。其中屈服点、抗拉强度和伸长率由一次静力单向均匀拉伸试验得到；冷弯性能是由冷弯试验显示出来；冲击韧性是由冲击试验使试件断裂来测定。 5影响钢材性能的主要因素是什么？影响钢材性能的主要因素有：○1化学成分○2钢材缺陷○3冶炼，浇注，轧制○4钢材硬化○5温度○6应力集中○7残余应力○8重复荷载作用6什么是钢材的疲劳？影响钢材疲劳的主要因素有哪些？钢材在连续反复荷 载作用下，当应力还低于钢材的抗拉强度，甚至还低于屈服点时也会发生断裂破坏，这种现象称为钢材的疲劳或疲劳破坏。影响钢材疲劳的主要因素是应力集中、应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构）以及应力循环次数。 7选用钢材通常应考虑哪些因素？选用钢材通常考虑的因素有：○1结构的重要性○2荷载特征○3连接方法○4结构的工作环境温度○5结构的受力性质 8钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？钢结构常用的连接方法有：焊接连接、铆钉连接和螺栓连接三种。 焊接的优点：○1不需打孔，省工省时；○2任何形状的构件可直接连接，连接构造方便；○3 气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性能较好。 焊接的缺点:○1焊缝附近有热影响区，材质变脆；○2焊接的残余应力使结构易发生脆性破
工程结构荷载与可靠度设计原理复习提纲
《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也均称为荷载。 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：作用属于荷载的范畴。 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。 （4）影响冻土的因素：土颗粒的大小和土颗粒外形。 第四章风荷载 1.基本风压：按规定的地貌、高度、时距等量测的风速所确定的风压称为基本风压。通常应符合以下五个规定：标准高度的规定、地貌的规定、工称风速的时距、最大风速的样本时间和基本风速重现期。 2.风效应可以分为顺风向结构风效应和横风向结构风效应两种。 3.速度为的风流经任意截面物体，都将产生三个力：物体单位长度上的顺风向力p D、横风向力P L以及扭力矩P M。 第五章地震作用 1.地震按其产生的原因，可分为火山地震、陷落地震和构造地震。 2.（1）震源：即发震点，是指岩层断裂处。 （2）震中：震源正上方的。 （3）震源深度：震中至震源的距离。 （4）震中距：地面某处到震中的距离。 （5）震级：衡量一次地震规模大小的数量等级。 （6）地震能：一次地震所释放的能量。 3.烈度与震级的关系 烈度与震级虽是两个不同的概念，但一次地震发生，震级是一定的，对于确定地点上的烈度也是一定的，且定性上震级越大，确定地点上的烈度也越大。 震中一般是一次地震烈度的最大地区，其烈度与震级和震源深度有关。在环境条件基本相同的情况下，震级越大、震源深度越小，则震中烈度越高。根据我国的地震资料，对于发生最多的浅源地震，可建立震中烈度I0与震 级M的近似关系： 2 1 3 M I =+ 对于非震中区，可利用烈度随震中距衰减的关系，建立烈度与震级的关系。一般烈度衰减关系为：0 l g(1) I I c h ? =-?+ 式中 ?-? 震中距 h-震源深度 I-震中距为处的烈度c-烈度衰减参数 由式 lg(1) I I c h ? =-?+知，地震烈度随震中距按对数规律衰减。一般平原地区衰减快，山区衰减慢，则平原地区c值大于山区。另外，震级越大，烈度衰减越快。可见，参数c与地貌、震级等因素有关。 将式 l g(1) I I c h ? =-?+代入 2 1 3 M I =+式得 22 1lg(1) 33 M I c h ? =++?+
工程荷载与结构设计方法知识点汇总
工程荷载与结构设计方法知识点汇总 第零章 1. 工程结构：由若干构件组成的能够承受各种作用的体系。 2. 建筑结构：1）混凝土结构：a. 素混凝土结构 b. 钢筋混凝土结构 c. 预应力混凝土结构 d. 劲性混凝土结构 2）砌体结构 3）钢结构 4）组合结构 第一章荷载与作用 1. 能够使结构产生效应（结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝、速度、加速度等）的各种因素的总称，称为结构上的作用。 2. 直接作用（荷载）：施加在结构上的集中力或分布力/作用在结构上的力的因素。 （自重、风） 间接作用：引起结构外加变形或约束变形的原因/不是作用力，但同样引起结构效应。 （地震、地基不均匀沉降、温度变化） 第二章工程荷载的分类及代表值 1. 作用的分类 1）按随时间的变异分类： a. 永久作用（恒荷载）：在结构设计基准期内其值不随时间变化，或其变化与平均 值相比可以忽略不计。 b. 可变荷载（活荷载）：在结构设计基准期内其值随时间变化，且其变化与平均值 相比不可忽略。 c. 偶然作用：在结构设计基准期内不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时 间较短。 2）按空间位置变异分类： a. 固定作用：在结构上出现的空间位置不变，但其量值可能具有随机性。 b. 自由作用：可以在结构上的一定空间任意分布，出现的位置和量值都可能是随 机的。 3）按结构的动力反应分类： a. 静态作用：对结构或结构构件不产生加速度或其加速度可以忽略不计。 b. 动态作用：对结构或结构构件产生不可忽略的加速度。 4）按荷载作用方向分类： a. 竖向作用 b. 横向作用 2. 设计基准期，是为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数，它不等同于设计使用年限。 建筑结构设计所考虑的荷载统计参数，都是按设计基准期为50年确定的，如设计时所采用其他设计基准期，则必须另行确定在该基准期内最大荷载的概率分布及相应的统计参数。
结构设计原理复习题3
《结构设计原理》复习题 一、填空 1．按加工方式不同，钢筋分为（）、（）、（）、（）四种。 2．（）与（）通常称为圬工结构。 3．梁内钢筋主要有（）、（）、（）、（）等。 4．随着柱的长细比不同，其破坏型式有（）、（）两种。 5．根据张拉预应力筋与浇筑混凝土构件之间的先后顺序，预应力混凝土分为（）、（）两类。6．钢筋与混凝土之间的粘结力主要有以下三项组成（）、（）、（）。 7．按照配筋多少的不同，梁可分为（）、（）、（）三种。 8．钢筋混凝土受弯构件主要有（）和（）两种形式。 9．梁内钢筋主要有（）、（）、（）、（）等。 10．（）、（）、（）称为结构的可靠性。 11．钢筋的冷加工方法有（）、（）、（）三种。 12．结构的极限状态，根据结构的功能要求分为（）、（）两类。 13．T形截面梁的计算，按（）的不同分为两种类型。 14．在预应力混凝土中，对预应力有如下的要求（）、（）、（）。 15．钢筋混凝土梁一般有（）、（）、（）三种不同的剪切破坏形式。 16．预应力钢筋可分为（）、（）、（）三种。 二、判断题：（正确的打√,错误的打×。） 1．混凝土在长期荷载作用下，其变形随时间延长而增大的现象称为徐变。 2．抗裂性计算的基础是第Ⅱ阶段。 3．超筋梁的破坏属于脆性破坏，而少筋梁的破坏属于塑性破坏。 4．增大粘结力、采用合理的构造和高质量的施工、采用预应力技术可以减小裂缝宽度。 5．当剪跨比在[1, 3]时，截面发生斜压破坏。. 6．预应力损失是可以避免的。 7．整个结构或结构的一部分，超过某一特定状态时，就不能满足结构功能的要求，这种特殊状态称为结构的极限状态。 8．箍筋的作用主要是与纵筋组成钢筋骨架，防止纵筋受力后压屈向外凸出。 9．采用预应力技术可杜绝裂缝的发生或有效减少裂缝开展宽度。 10．为了保证正截面的抗弯刚度，纵筋的始弯点必须位于按正截面的抗弯计算该纵筋的强度全部被发挥的截面以内，并使抵抗弯矩位于设计弯矩图的里面。 11．偏心距增大系数与偏心距及构件的长细比有关。 12．钢筋混凝土梁的刚度是沿梁长变化的，无裂缝区段刚度小，有裂缝区段刚度大。 13．钢筋按其应力应变曲线分为有明显流幅的钢筋和没有明显流幅的钢筋。 14．因为钢筋的受拉性能好，所以我们只在受拉区配置一定数量的钢筋而在受压区不配置钢筋。 15．当轴向力的偏心较小时，全截面受压，称为小偏心受压。 越大越好。 16．有效预应力 pe 三、名词解释 1．混凝土保护层5．超筋梁 2．徐变 6. 材料抵抗弯矩图 3．预应力混凝土结构7．预应力损失 4．混凝土立方体抗压强度8. 弯矩包络图 四、简答题： 1．在钢筋混凝土结构中，钢筋和混凝土为什么能长期共同工作？钢筋混凝土结构对钢筋性能有什么要求？