(完整版)工程結(jié)構(gòu)荷載與可靠度設計原理_復習資料

1、荷載與結(jié)構(gòu)設計原理總復習題一、判斷題1.嚴格地講，狹義的荷載與直接作用等價，廣義的荷載與間接作用等價。 （N ）2.狹義的荷載與直接作用等價，廣義的荷載與作用等價。（Y）3.廣義的荷載包括直接作用和間接作用。 （Y）4.按照間接作用的定義，溫度變化、基礎不均勻沉降、風壓力、地震等均是間接作用。 （ N）5.由于地震、溫度變化、基礎不均勻沉降、焊接等引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力變形等效應的因素稱為間接作用。（Y）6.土壓力、風壓力、水壓力是荷載，由爆炸、離心作用等產(chǎn)生的作用在物體上的慣性力不是荷載。（N）7.由于雪荷載是房屋屋面的主要荷載之一，所以基本雪壓是針對屋面上積雪荷載定義的。 （ N）8.雪重度是一個

2、常量，不隨時間和空間的變化而變化。（ N ）9.雪重度并非一個常量，它隨時間和空間的變化而變化。（N ）10.雖然最大雪重度和最大雪深兩者有很密切的關(guān)系，但是兩者不一定同時出現(xiàn)。 （ Y）11.汽車重力標準是車列荷載和車道荷載，車列荷載是一集中力加一均布荷載的汽車重力形式。（N ）12.烈度是指某一地區(qū)遭受一次地震影響的強弱程度，與震級和震源深度有關(guān)，一次地震有多個烈度。（ Y）13考慮到荷載不可能同時達到最大，所以在實際工程設計時，當出現(xiàn)兩個或兩個以上荷載時，應采用荷載組合值。（ N ）14.當樓面活荷載的影響面積超過一定數(shù)值需要對均布活荷載的取值進行折減。 （ Y）15.土的側(cè)壓力是指擋土

3、墻后的填土因自重或外荷載作用對墻背產(chǎn)生的土壓力。 （ Y）16.波浪荷載一般根據(jù)結(jié)構(gòu)型式不同，分別采用不同的計算方法。（Y）17.先張法是有粘結(jié)的預加力方法，后張法是無粘結(jié)的預加力方法。（Y）18.在同一大氣環(huán)境中，各類地貌梯度風速不同，地貌越粗糙，梯度風速越小。 （ N）19.結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力 R 是多個隨機變量的函數(shù)， 且近似服從正態(tài)分布。（N ）20.溫度作用和變形作用在靜定結(jié)構(gòu)中不產(chǎn)生內(nèi)力，而在超靜定結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生內(nèi)力。 （Y）21.結(jié)構(gòu)可靠指標越大，結(jié)構(gòu)失效概率越小，結(jié)構(gòu)越可靠。（Y）22.朗肯土壓力理論中假設擋土墻的墻背豎直、光滑、填土面水平無超載。 （Y）23.在朗肯土壓力理論的假設中，

4、墻背與填土之間既無摩擦力也無剪力存在。 （ Y）24.在朗肯土壓力理論的假設中，墻背與填土之間雖然無摩擦力，但仍有剪力存在。 （N ）25.土的自重應力為土自身有效重力在土體中引起的應力。（Y）26.不但風的作用會引起結(jié)構(gòu)物的共振，水的作用也會引起結(jié)構(gòu)物的共振。 （Y）27.平均風速越大，脈動風的幅值越大， 頻率越高。（N ）28.風壓是指風以一定的速度向前運動受到阻塞時對阻塞物產(chǎn)生的壓力。 （Y）29.地震作用中的體波可以分為橫波和縱波，兩者均可在液體和固體中傳播。 （ N ）30.如果波浪發(fā)生破碎的位置距離直墻在半個波長以內(nèi)，這種破碎波就稱為近區(qū)破碎波。 （Y）31.遠區(qū)破碎波與近區(qū)破碎波

5、的分界線為波浪破碎時發(fā)生在一個波長的范圍內(nèi)。 （N ）32.在實際工程設計時，當出現(xiàn)可變荷載，應采用其荷載組合值。（N ）33.對于靜定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)體系的可靠度總大于或等于構(gòu)件的可靠度。（N ）34.對于超靜定結(jié)構(gòu)，當結(jié)構(gòu)的失效形態(tài)不唯一時，結(jié)構(gòu)體系的可靠度總小于或等于結(jié)構(gòu)每一失效形態(tài)對應的可靠度。 （Y）35.結(jié)構(gòu)設計的目標是確保結(jié)構(gòu)的承載能力足以抵抗內(nèi)力，而變形控制在結(jié)構(gòu)能正常使用的范圍內(nèi)。（ Y）36.對實際工程問題來說，由于抗力常用多個影響大小相近的隨機變量相乘而得， 則其概率分布一般來說是正態(tài)的。（ N ）37.結(jié)構(gòu)可靠度是指結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量，是結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)， 在規(guī)定的條件下

6、， 完成預定功能的概率。選擇題（2）距震中 100Km 處的地面運動幅值為 0.001m1. 車輛荷載屬于（2）（4）（7） 。風荷載屬于 （2）（3）距震中 100Km 處的最大水平地面運動幅值（4）（7） 。為 0.001m地震屬于（ 3）（5）（ 7） ?；A沉降屬于（ 1）（4）距震中 100Km 處的最大豎向地面運動幅值（6） 。為 0.001m（1）永久作用 （ 2）可變作用 （ 3）偶然作用11預應力屬于（ A B C）。溫度變化屬于（ B）。（4）直接作用 （5）間接作用 （6）靜態(tài)作用 （7）A 永久作用 B 靜態(tài)作用 C 直接作用 D 動態(tài)作用動態(tài)作用12.我國建筑結(jié)構(gòu)荷載

7、規(guī)范規(guī)定的基本風壓的地2.下面幾個物理量中，表征地面運動強弱程度的貌為（ C）。有（ 1）（2）（3）（4） 。A 空曠的山地丘陵 B 中小城鎮(zhèn) B 空曠平坦地面（1）強度 （ 2）頻譜 （3）強烈振動的持續(xù)時間C 大城市市區(qū)（4）最大振幅13.下列各項除（ D ）外，其余各項均為可變荷載3.在相同基本風壓和高度的前提下，哪一種地理的代表值環(huán)境下風壓最大（ 1） 。A 標準值 B 準永久值 C 組合值 D 設計值（1）海岸、湖岸、海島地區(qū) （2）中小城市14.以下幾項中屬于間接作用的是（C）（3）大城市市郊（4）大城市市區(qū)A 土壓力 B離心力 C地震 D 風壓力4.下列哪一個變量不是隨機變量？

8、（ 2） 。14.以下幾項中屬于間接作用的是（D ）（1）荷載最大值 QT （ 2）永久荷載標準值 （3）A 風壓力 B 離心力 C 土壓力 D 溫度變化功能函數(shù) Z （ 4）結(jié)構(gòu)抗力15.一般所說的結(jié)構(gòu)可靠性是指（ D ）5.當結(jié)構(gòu)處在（ 1）（3）范圍，結(jié)構(gòu)會發(fā)生橫向共A 安全性 B 適用性 C 耐久性 D 安全性、適用性、振。耐久性的總稱（1）亞臨界范圍（ 2）超臨界范圍（ 3）跨臨界范16.車輛荷載屬于（ B C）?；A沉降屬于（ A D ）圍（ 4）上述三種范圍均會發(fā)生A 永久作用 B 可變作用 C 直接作用 D 間接作用6.結(jié)構(gòu)可靠度定義中所說的結(jié)構(gòu)規(guī)定的時間應為17.設防烈度一般

9、定義為設計基準期內(nèi)超越概率（4） 。為（ B）的水平（1）10 年（ 2）30年（ 3）40年（ 4）50 年A5 B10 C15 D307.當結(jié)構(gòu)為（ 1）時，結(jié)構(gòu)中任一構(gòu)件的失效，則18.一般情況下，地下室外墻所受的土壓力為（ C）整個結(jié)構(gòu)體系失效。A 主動土壓力 B 被動土壓力 C 靜止土壓力 D 不（1）串聯(lián)模型（2）并聯(lián)模型（3）串并聯(lián)模型（4）能確定上述三個模型之一19.對結(jié)構(gòu)施加預應力可以提高它的（ B D）8.混凝土的徐變是（ 4）沿著受力方向發(fā)生的塑性A 延性B剛度C 極限承載力 D抗裂性變形。20.以下幾項中屬于間接作用的有（C）（1）在交變荷載作用下（2）在沖擊荷載作用下

10、A 離心力 B 土壓力 C 基礎不均勻沉降 D 水壓力（ 3）在振動荷載作用下（4）在長期靜荷載作用21.我國基本雪壓分布圖是按照（C）一遇的重現(xiàn)下期確定的。9.目前結(jié)構(gòu)設計所用材料強度值是（ 4） 。A10年 B30年 C50年 D100年（1）材料的平均強度值（2）材料的最大強度值22.地震屬于（ B）。風荷載屬于（ C D）。（ 3）材料的最小強度值（4）具有一定保證率的A 永久作用 B 偶然作用 C 可變作用 D 直接作用材料強度23.當結(jié)構(gòu)設計基準期為（ D ）時，中震即為基本10.測得某次地震的震級為M=3 ，則下列哪一種說烈度地震影響。法是正確的？ （3）A10年 B30年 C4

11、0年 D50年（1）震中處的地面運動幅值為 0.001m24.我國建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定基本風壓的標準高度為（ B）。A 5m B 10 m C 15 m D 20 m25永久荷載的代表值有（ A），可變荷載的代表值有（ B C D）。A 標準值 B 準永久值 C 組合值 D 設計值26在相同基本風壓和高度的前提下， （C）地理環(huán)境下的風壓最小。A 海岸、湖岸、海島地區(qū) B 中小城鎮(zhèn) C 大城市中心 D 大城市市郊27.地震屬于（ B E F），風荷載屬于（ C D E ）。A 永久作用 B 偶然作用 C 可變作用 D 直接作用E 動態(tài)作用F 間接作用 G 靜態(tài)作用28.當（B）波的周期與場地土

12、的特征周期一致時，會發(fā)生共振反應。A 縱波B橫波C瑞雷波D洛夫波 E以上四種波29影響結(jié)構(gòu)抗力的主要因素有（ B C D） A 荷載大小的不定性 B 材料性能的不定性 C 計算模式的不定性 D 幾何參數(shù)的不定性30.結(jié)構(gòu)設計目標可靠度的確定應以達到結(jié)構(gòu)可靠與經(jīng)濟上的最佳平衡為原則， 一般需要考慮（A BCD）A 公眾心理 B 結(jié)構(gòu)重要性 C 結(jié)構(gòu)破壞性質(zhì) D 社會經(jīng)濟承受力填空題1.我國“建筑荷載規(guī)范”規(guī)定：基本風壓的標準高度為 10，標準地貌為空曠平坦地貌，標準時距為 10 分鐘，最大風速的樣本時間為 1 年，重現(xiàn)期為 50 年。2.世界上主要的地震帶主要環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶，這種地震

13、帶狀分布可以通過板塊構(gòu)造理論來解釋。3.爆炸的空氣沖擊波對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的荷載主要有沖擊波超壓和沖擊波動壓4.對于線彈性結(jié)構(gòu)，荷載效應和荷載之間存在線性比例關(guān)系，荷載效應系數(shù)與結(jié)構(gòu)形式、荷載形式及效應類型有關(guān)，一個跨度為的簡支梁在均布荷載的作用下其最大彎矩的荷載效應系數(shù)為L2 /8。4.土的側(cè)向壓力分為靜止土壓力、主動土壓力和被動土壓力。地下室外墻產(chǎn)生靜止土壓力，拱橋橋臺背后的土產(chǎn)生被動土壓力，基坑開挖時，圍護結(jié)構(gòu)背后的土產(chǎn)生主動土壓力。5一般直墻上的波浪荷載應按三中波浪進行設計，這三種波分別是立波、近區(qū)破碎波和遠區(qū)破碎波。6.影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的三種主要因素是：材料性能的不定性、幾何參數(shù)的不定性和計

14、算模式的不定性。7.地震波可以分為體波和面波，其中，體波又分為縱波和橫波，面波分為瑞雷波和洛夫波。8.按照結(jié)構(gòu)的反應分類，作用可以分為靜態(tài)作用和動態(tài)作用。9車輛重力荷載標準有兩種形式：分別為車列荷載和車道荷載。10.造成屋面雪壓與地面積雪不同的主要原因有風對屋面積雪的影響、屋面坡度對積雪的影響和屋面溫度對積雪的影響。11.基本風壓通常應符合以下五個規(guī)定：標準高度的規(guī)定、地貌的規(guī)定、公稱風速的規(guī)定、最大風速的樣本時間和基本風速的重現(xiàn)期。12.表征地面運動特征的主要物理量主要有：強度、頻譜和強震持續(xù)時間。13.根據(jù)波浪前進時是否有流量產(chǎn)生把波分為輸移波和振動波。振動波根據(jù)波前進方向又可分為推進波和

15、立波。14.按荷載隨時間的變異，可把荷載分為永久作用、可變作用和偶然作用三種。15.按荷載隨空間位置的變異，可把荷載分為固定作用和可動作用。1.一矩形高層建筑結(jié)構(gòu)，高度H 40m ，建造在城市市郊，地面粗糙度指數(shù)a 0.16 ，基本風壓w00.5kN / m2 ，體形系數(shù)s1.3 ，標準地貌的地面粗糙指數(shù)為s0.16，風壓高度變化系數(shù)2 s2 a2aH TsH Taz，假設不考慮順風向脈動風的影響。Zzzazazs求：順風向風產(chǎn)生的建筑底部彎矩？（沿高度分成四段進行近似計算）解：沿高度將該結(jié)構(gòu)分成4 段，每個區(qū)段 10m 高，取其中點位置的風載值作為該區(qū)段的平均風載值。體形系數(shù)s1.3 ；2s

16、2 a2 a高度系數(shù)H TsH Taz，由于a ，所以 H TsH Ta ，則有Zzzazsszs2 a2 0.160.32zzzZ zzs1010在各區(qū)段中點高度處的風壓高度變化系數(shù)，分別為Z10.801 ， Z 21.1385 ， Z 31.3407 ， Z 4 1.493由于不考慮順風向脈動風的作用，所以i 1.0i 1 4w11 s Z1w01.01.3 0.8010.50.521kN / m2w22s Z 2 w01.01.31.13850.50.74kN / m 2w33sZ 3 w01.01.31.34070.50.871kN / m2w44s Z 4w01.01.31.4930

17、.50.97kN / m2則由風產(chǎn)生的該結(jié)構(gòu)底部彎矩為M100.521 50.74 150.871 250.9735694.3kN m / m2. 一平面為矩形高層建筑結(jié)構(gòu)，高度 H 50m ，迎風面寬度 B 30m ，建造在市中心，地面粗糙度指數(shù) a0.20 ，za10 m ，H Ta400m ，設標準地貌為空曠平坦地面，s 0.16 ，zs10m ， H Ts350m ，基 本 風 壓 w00.5kN / m2， 體 形 系 數(shù) s 0.71.2，風壓高度變化系數(shù)n2s2 a2aZ zH TsH Taz，假設不考慮順風向脈動風的影響。zszazs求：順風向風產(chǎn)生的建筑底部彎矩？解：沿高度將

18、該結(jié)構(gòu)分成5 段，每個區(qū)段 10m 高，取其中點位置的風載值作為該區(qū)段的平均風載值。求風載體形系數(shù)1.21.3；s0.74求風壓高度變化系數(shù)2s2 a2 a20.162 0.22 0.20.4H TsH Taz350400zzZzzazs1010100.713zs10在各區(qū)段中點高度處的風壓高度變化系數(shù)，分別為Z10.540 ，Z 20.839 ， Z 31.029 ， Z 41.177 ， Z 5 1.301各區(qū)段中點高度處的風壓值wii s Zi w0由于不考慮順風向脈動風的作用，所以i 1.0i 1 5w11s Z1w01.01.30.5400.50.351kN / m2w22sZ 2

19、w01.01.30.8390.50.545kN / m2w33sZ3 w01.01.31.0290.50.669kN / m2w44sZ 4 w01.01.31.1770.50.765kN / m2w55s Z 5 w01.01.31.3010.50.846kN / m2則由風產(chǎn)生的該結(jié)構(gòu)底部彎矩為M30100.35150.545150.169250.765350.8464527450kNm3.下圖所示一個剪切結(jié)構(gòu)，已知：周期：T10.385s ， T20.156s ；振型：10.488， 21.71，設計反應譜的有關(guān)參數(shù)見圖，Tg0.2s ， max0.16 ，0.85 。11m2=5

20、15;10 4 kgK 2=3×10 4kN/mmaxHTg 0.9Tmaxm1=6×10 4 kg0.45maxK 1=5×10 4kN/mH00.1Tg3.0T(s)地震影響系數(shù)曲線求：求各階地震影響系數(shù)j ；nmiji求各振型參與系數(shù)j ，第 j 階振型的振型參與系數(shù)為 ji 1；nm2ijii 1重力荷載代表值 GEk ；采用底部剪力法計算該結(jié)構(gòu)在地震作用下底部最大剪力FEk 及各質(zhì)點所受剪力，底部最大剪力FEkGEk，各質(zhì)點所受剪力為 F jG j H jFEk 。nGi H ii 1解：求各階地震影響系數(shù)jTg0.90.9Q T10.358s Tg0.

21、2s，0.20.0887；1Tmax0.160.385Q 0.1sT20.156s Tg0.2s，2max0.16 。各振型參與系數(shù)j21i1mi1i610 40.488510411.233 ;212i61040.4882510412mii 12i 1mi 2 i6 1041.7151041226104251040.233 。21.7112i 1mi 2 i重力荷載代表值 GEk6 10451049.8 1078kN 。采用底部剪力法計算底部最大剪力FEkFEkGEk0.8510780.088781.28kN1 質(zhì)點所受最大剪力為G1H 1FEk6HF1n81.28 30.48kNGi H i

22、6H5 2Hi 12 質(zhì)點所受最大剪力為G2H252HF2nFEk81.28 50.8kNGi H i6H5 2Hi 14中心點法：教材P140例題 9-1、P142例題 9-2。5驗算點法：教材P149例題 9-。2.圖 1 所示為一個三層剪切型結(jié)構(gòu)。已知：周期： T1 0.467s ， T30.134s ， T20.208s ；振型：T0.3340.6671.0001T20.6670.6661.000T3 4.019 3.035 1.000設計反應譜的有關(guān)參數(shù)見圖1， Tg0.40s ， max0.16 ，0.85， g 9.8N / kg 。求解：求各階地震影響系數(shù) j；nmiji求各振

23、型參與系數(shù) j，第 j 階振型的振型參與系數(shù)為ji 1；nm2ijii 1重力荷載代表值 GEk ；采用底部剪力法計算該結(jié)構(gòu)在地震作用下底部最大剪力FEk 及各質(zhì)點所受水平地震作用標準值，底部最大剪力 FEkGEk，各質(zhì)點所受地震作用標準值為F jG jH jFEk ；nGi H ii 1計算各層層間剪力 Vi。5m3=1.8 × 10 kgHK3maxm2=2.7 ×10 5kgTg 0.9TmaxHK20.45maxm1= 2.7×10 5 kgHK100.1Tg3.0T(s)地震影響系數(shù)曲線圖1三層框架解：求各階地震影響系數(shù)j第一振型， Q T1 0.467 s Tg0