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《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。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2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：22与震级的关系：

M?1?3?I0??C?lg??1h3M?1?3?I0??；非震中区，烈度

。（前2点1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将不是作用，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。（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：

?cz1??1h1?17?2.0?34.0KPa （2分）

?cz2??1h1??2h2?17?2.0?19?3.8?106.2KPa （2分）

?h3?17?2.0?19?3.8??18.2?10??4.2?140.6KPa?cz3??1h1??2h2??3 （3分）

?h3??4?h4?17?2.0?19?3.8??18.2?10??4.2?cz4??1h1??2h2??3??19.6?10??2.0?159.8KPa（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

?s?0.15，梯度风高

HTS?365m，基本风压

w0?0.7KN/m2。计算某市中心?a?0.3，

Ha?390m，高度为25m处的风压。

（10分）

解： 根据非标准条件下风压的换算公式：

wa?z??z???zwoa?s2?0.3????2? （2分）

已知： z?25m，zs?10m，??0.3，将高度为25m处的风压换算成该地貌标准高度处的风压

则 ：

wa?25??25????woa?10?

wa?25??1.73woa （1） （2分）

又根据非标准地貌的风压换算公式：

?HTswoa?wo??z?s????2?s?HTs???z?a?????2?a （2分）

2??0.15H?365w?0.7KN/m??0.30sTsoa已知：，，，，

HTa?390，将该地貌处得基本风压换算成标准地貌的基本风压。

则：

?365?woa?0.7????10?2?0.15?390????25??2?0.30 （2分）

woa?0.393KN/m2 （1）

（2）代入（1）得

wa?1.73?0.393 （1分）

答：上海市中心某地的标准风压为0.68KN/m2 。

wa?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． 11． 12． 13． 14．

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_. 预应力构件按预应力施加先后分为__先张法,后张法

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 结构极限状态分为_承载能力极限状态,正常使用极限状态_. 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B＝20m地面粗糙度指数?a?0.2，基本风压按地面粗糙度指数的地貌?s?0.16，离地面10m高风速确定的基本风压为

?0?0.55kN/m2，风振系数沿高度不变为?z?1.0，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）（20分）

15m 15m 15m

20m

解：

wk??g?z??s?z??z?z?w0 2′

矩形结构，风载体形系数?s?1.3； 1′ ?0?0.55kN/m2 1′ ?z?1.0 1′

风压高度变化系数?z

?HTS?z???Z?S????2?S?HTa??Z?????2?a?z??z?s????2?a?HTS???10?????2?S?HTa??10?0.4????2?a?z????10?2?a?350??z???10??2?0.16???400??10????2?0.2?z????10?2?0.2?z??0.713???10? 2′

?1?0.838?2?1.106?3?1.301 3′

?1?1.3?1.0?0.828?0.55?0.592kpa 2′

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?2?1.3?1.0?1.106?0.55?0.79kpa 2′ ?3?1.3?1.0?1.301?0.55?0.93kpa 2′

M??1H1??2H2??3H3?0.592?15?0.79?30?0.93?45?74.43kN?m 4′

《荷载与结构设计方法》考试试题（2019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M?35KN?m；风荷载M?10KN?m；吊车竖向荷载M?5KN?m；吊车水平荷载M?15KN?m；屋面活荷载M?3KN?m，求A柱

Gk1k3k4k2k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载，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?140KN?m，钢梁截面的塑性抵抗矩W和屈服强度f都是随机变量，已知其分布类型和统计参数：

抵抗矩W：正态分布，??850.0?10m，??0.05

?63WW屈服强度f：正态分布，??270MPa，??0.10

ff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Z?fW?M?fW?140000，或应力列式Z?f?1）中心点法

（1）取用抗力列式 可知可靠指标??3.48 （2）应力列式

可知可靠指标??3.9

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：Z?fW?M?fW?140000

f??均为正态分布，不须进行当量转换，f???ffM140000 ?f?WW??W??W，于是在新坐标系中，极限状态方程为：W?W???)(?W???)?M?0 (?fffWW第一次迭代W，f用平均值代入，于是有：

**(?????)(?????)?M?0，求出?，计算过程如下表所示。

fffWWW迭代步 1 2 3 Xi f W f W f W ? 0 3.74 3.71 X *i? i6?6270?10 850?10 -0.894 -0.447 -0.940 -0.342 -0.944 -0.329 ?? ? 3.74 3.74（舍弃52.2180?10 6-0.03 3.71（舍弃65.40.00 3.71（同上舍弃779?10 ?6176?10 6796?10 ?6由上表可以看出，采用验算点法两步即可达到收敛。