JCT：
+CT：
J®+虫JO；+6
于是有：
Rcos^r•Scosz---0,如图所示SO'R坐标系，
于是可得：
R*=O'P*cos==:
cos•入，S*=OP*cosrS=:
cosvS
进行变换到原坐标系，于是R=RctrBcosTRcrR+Mr，S=Scts+PS=Bcos日ScrS+PS，
已知坐标系SOR中，极限状态方程：
R_S=0，显然此时其上一点：
R*_S*=0，由此可求
出可靠指标-验算点R*，S*。
3为何对于不同的荷载在进行荷载效应组合时，取一定的分项系数？
（5分）
答：
主要是考虑到不同荷载的概率分布形式不一致，而为了计算的简便，将各种荷载的
概率分布的不同通过的荷载分项系数以使按极限状态设计表达式设计的各种结构可靠指标1
与规定的设计可靠指标'-0之间在总体上误差最小。
4计算风荷载时需要考虑几个方面的因素；（5分）
答：
风荷载的计算主要与三种独立的因素有关：
基本风压、风压高度变化系数、房屋体型系数有关。
5设计基准期和设计使用寿命的概念，两者有何区别；（5分）
答：
设计基准期是统计各种荷载（作用）和抗力随机变量的年限，一般取50年，而设
计使用寿命则是结构物使用年限，一般为20、50、100年，当超过设计基准期之后，结构物
的可靠度会降低。
6荷载代表值的类型及含义；（10分）
答：
荷载代表值包括荷载的标准值、组合值、频遇值和准永久值，前两者是在承载能力
极限状态中使用，而后两种则在主要在正常使用极限状态中使用。
代表值：
为设计基准期内最大荷载概率分布的某一分位值，我国一般取0.95分位数。
组合值：
以荷载代表值为基础，考虑当出现两种或两种以上的可变荷载时，荷载不可能同时
以其最大值出现，此时荷载代表值可采用组合值或荷载组合系数出现。
荷载频遇值主要是为
了对结构正常使用极限状态的短期性能进行校核，一般取系数0.5~0.9（具体参见《建筑结
构荷载设计规范》，荷载的准永久值系指经常作用在结构上的荷载，同样乘以一个系数即可。
总的说来，后三者均是对可变荷载来说的。
7如何确定结构的目标可靠指标；（5分）
答：
确定结构的目标可靠指标是在原有的定值设计基础上，采用的主要方法有：
类比法；
校准法，后者是《建筑结构可靠度设计统一标准》所采用的方法，并根据安全等级和结构的
破坏类型来确定可靠指标一:
。
8材料强度的取值是可靠性设计的一个重要方面，材料强度的标准值可以取其平均值吗？
为
什么？
如何取值？
（5分）
答：
为结构设计的安全起见，材料强度的标准值不取平均值，而是取概率分布的0.05
分位值，即在平均值的基础上减去1.645二。
9作用与荷载的区别与联系，在本书中是如何对其分析的？
（5分）
答：
荷载是指直接作用在结构上的力，而作用是泛指在结构上产生效应（应力、变形等）
的一切外界因素，通常将两种概念同等对待。
10试说明梁、柱从属面积的含义。
（5分）
答：
对于结构计算来说，要分析构件受力情况，要对荷载作用进行分析，求其作用在梁
或柱上的荷载，即将作用在楼面上的活荷载以及楼面本身的恒载进行分析。
11作用在跨河桥梁上的荷载有哪些？
（5分）
答：
恒载：
桥梁自身重力；活载：
风荷载、地震荷载、流水压力、船只（漂浮物）的撞击力、车辆荷载（汽车制动力、汽车离心力、汽车撞击力、汽车冲击力）。
12谈谈你对可靠性设计中中心点法和验算点法的理解。
（5分）
答：
中心点法没有考虑基本变量的分布形式，其前提是假定基本变量服从正态分布，因
此不是严格意义上的概率分析法，当功能函数为非线性时，只能在中心点附近取线性近似，所得的［也是近似的，且中心点离真正的极限状态有相当距离；数学形式的变换也会导致1
的变化。
验算点法考虑了基本变量的分布形式，且能够无限接近验算点的位置，从而可以保
证计算结果的精确性。
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
Mck=35KN*m;风荷载M恨=10KN*m；吊车竖向荷载Msk=5KN・m;吊车水平荷载M4k15KN*m；屋面活荷载M2k3KN*m，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，J=850.010-m3，*=0.05
屈服强度f:
正态分布，=270MPa，■/f=0.10
用中心点法和验算点法计算钢梁的可靠指标一：
（本题14分）
解：
功能函数为：
抗力列式Z=fW-M=fW-140000，或应力列式
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
均为正态分布，不须进行当量转换，
f-V?
-WW，于是在新坐标系中，极限状态
■f■W
方程为：
（；二孑伫二）（二怖伫_w）_M=0
第一次迭代W*，f*用平均值代入，于是有:
（J匕，比；J（・Wf：
.：
w）「M=0，求出：
，计算过程如下表所示。
迭代步
Xi
p
X*
Oti
P
1
f
0
6
270X10
-0.894
3.74（舍弃
3.74
W
6
850X10一
-0.447
52.2）
2
f
3.74
6
180X10
-0.940
3.71（舍弃
-0.03
W
779X10邑
-0.342
65.41）
3
f
3.71
176X106
-0.944
3.71（同上
0.00
W
796X10邑
-0.329
舍弃方法）
由上表可以看出，采用验算点法两步即可达到收敛。
（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3KNTnf市郊行人密集区域取值一般为3.5KN
/m
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：
固态十颗粒，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十质负温度。
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。
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_。
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诉传播的面波。
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，
同的地震烈度，但确定地点上的烈度是一定的，越大。
④震中一般是一次地震烈度最大的地区，的情况下，震级越大，震中烈度越高⑤震中烈度与
M=1+若C9（血+1
烈度与震级的关系：
303yh。
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
升级会员 