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.- 《荷载与设计原则》习题答案 第1章 荷载与作用 一、填空题 1．作用是施加在结构上的 一组集中力或分布力 ，或引起结构 外加变形或约束变形的原因 。 2．作用是使结构或构件产生 效应 的 各种原因 。 3．结构上的作用可分为 直接 作用和 间接 作用，荷载是 直接 作用。 4．施加在结构上的集中力或分布力称为 直接作用 ，与结构本身性能 无关 ；引起结构外加变形或约束的原因称为 间接作用 ，该作用的大小与结构自身的性质 有关 。 5．土木工程是 建造各类工程设施 的科学技术的统称。它既指工程建设的 对象 ，也指所应用的 材料、设备 和所进行的 勘测、设计、施工、保养、维修 等专业技术。 6．土木工程结构是指由若干个 构件 组成的 受力体系 ，是土木工程的骨架，也是它们赖以存在的 基础 。它的主要功能是 承受 工程在 使用 期间可能出现的 各种荷载 并将它们 传递给 地基。 7．现代土木工程的建造必须经过 论证策划 、 设计 、 施工 3个主要环节。 8．土木工程设计包括 功能设计 和 结构设计 。 功能设计 是实现工程建造的目的、用途； 结构设计 是决定采用怎样形式的骨架将其支撑起来，怎样抵御和传递作用力，各部分尺寸如何，用什么材料制造等等。 9．工程结构设计是在工程结构的 可靠 与经济、 适用 与美观之间，选择一种最佳的合理的平衡，使所建造的结构满足预定的各项 功能要求 。 10．工程结构的“功能要求”是指工程结构 安全性 、 适用性 和 耐久性 ，统称为 可靠性 。 11． 荷载效应 和 结构抗力 之间最佳的合理的平衡，就是使工程结构既经济又具有一定的可靠度。 二、多项选择 1、下列作用属于直接作用的为（ A、B、E ） A．自重 B．土压力 C．混凝土收缩徐变 D．焊接变形 E、桥梁上的车辆重量 2、下列作用属于间接作用的为（ A、C、D ） A． 地基变形 B．水压力 C．温度变化 D．地震作用 E．水中漂浮物对结构的撞击力 3、荷载效应是指（ A、C、D、E ） A．内力 B．温度 C．位移 D．裂缝 E．应力 三、单项选择 1、工程结构的“功能要求”（或“可靠性”）是指工程结构的（ B ） A．可靠、经济、适用、美观 B．安全性、适用性和耐用性 C．安全性、经济、适用 D．可靠、耐用、美观 2、荷载取值和荷载计算正确与否直接影响（ C ）的计算 A．结构抗力 B．结构可靠度 C．荷载效应 D．结构尺寸 四、简答题 1、荷载与作用对土木工程设计有何意义？ 工程结构设计是在工程结构的可靠与经济、适用与美观之间，选择一种最佳的合理的平衡，使所建造的结构能满足预定的各项功能要求。要在工程结构的可靠与经济之间建立“最佳的合理平衡”，就要根据结构型式、外荷载的大小和作用形式，计算外荷载产生的效应，还要根据结构的型式、材料、尺寸等，计算“结构抗力”。“荷载效应”和“结构抗力”之间“最佳的合理的平衡”，就是使工程结构既经济又具有一定的可靠度。如果没有正确的荷载取值和荷载计算，就不可能准确地计算荷载效应，工程结构也不可能符合规定可靠度的要求。所以合理确定和正确计算结构的荷载，是土木工程结构设计中一个十分重要的问题，也是结构设计首先要考虑的问题。 2、举例说明直接作用与间接作用的区别。 直接作用是施加在结构上的集中力或分布力，如结构的自重、土压力、风压力、车辆荷载等；间接作用是引起结构外加变形或约束变形的原因，如地基变形、混凝土收缩徐变、温度变化、焊接变形、地震作用等。 直接作用与间接作用的区别在于直接作用是以外力的形式直接施加在结构上，它们与结构本身性能无关；而间接作用不是以外力的形式直接施加在结构上，它们的大小与结构本身性能有关。例如，风水平作用于建筑物和水平地震作用于建筑物，其结果都是使建筑物的结构产生内力和侧向位移等效应，但风水平作用是一个与结构无关的外力直接施加在结构上，而水平地震作用是建筑物自身由静止到运动的惯性产生，它的大小与结构自身的性能（例如结构的刚度、振型等）有关。 第2章 土木工程荷载的分类及代表值 一、填空题 1．在工程结构设计中，设计者不仅重视荷载产生的原因及荷载的大小，更关注 荷载效应 及其 对结构的影响 。 2．我国的国家标准《工程结构可靠度设计统一标准》（GB50153-92）对土木工程结构上的作用统一分类，按 随时间的变异 、 随空间的变异 及 结构的动力反应 把作用分为3大类。 3．按随时间的变异，将作用分为 永久作用 、 可变作用 和 偶然作用 3个类别。 4．永久作用是在设计基准期内量值 不随时间 变化，或其变化与平均值相比 可以忽略 的作用。其统计规律与 与时间 参数无关，其随机性只是表现在 空间位置 的变异上。 5．可变作用是在设计基准期内量值 随时间变化 ，且其变化与平均值相比 不可忽略 的作用。其统计规律与 时间参数 有关。 6．偶然作用是在设计基准期内 不一定会出现 ，而一旦出现，其量值可能 很大 且持续时间短 的作用。 7．按随空间位置的变异，可将作用分为 固定作用 和 自由作用 两类。 8．固定作用是在结构上具有 固定 分布的作用，自由作用是在结构上一定范围内可以 任意 分布的作用。 9．作用按结构的动力反应分为 动态作用 和 静态作用 两类。 10．静态作用对结构或构件不产生 加速度 ，或者所产生的 加速度 可以忽略不计。 11．动态作用使结构或构件产生的 加速度 不可忽略。 12．划分静态和动态作用的原则，不在于作用本身是否具有 动力特性 ，而主要在于它是否使结构产生不可忽略的 加速度 。 13．按荷载作用方向可将荷载分为 水平荷载 和 竖向荷载 。结构在水平荷载作用下，不仅产生内力，而且产生明显的 侧向位移 。 14．对结构高频重复作用的荷载称为 重复荷载 ，可使结构构件产生 疲劳 ，承载力降低。 15．我国的国家标准《工程结构可靠度设计流标准》（GB50153—92）对房屋建筑，铁路，公路，港口，水利水电工程相等，规定了荷载的3种代表值，它们是 标准值 、频遇值 和 准永久值 。其中 标准值 是荷载的基本代表值，是工程设计时采用的主要代表值，其他代表值都可在其基础上 乘以相应的系数 后得出。 16．结构构件自重，可按图纸上的 名义尺寸值 与材料的 单位体积自重 的乘积确定。 17．活荷载短期作用，若极限状态被超越，并将对结构产生永久性的损害时，荷载的代表值采用 标准值 。若极限状态被超越，并将对结构产生局部的损害，较大变形、短暂振动或不适感时，荷载的代表值采用 频遇值 ；长期荷载采用 准永久值 为荷载代表值。 18．建筑结构的可变荷载有4个代表值，它们是 标准值 、频遇值 和 准永久值 和 组合值 。 19．荷载组合值是对于 可变荷载 组合后使结构具有统一规定的 可靠指标 的荷载值。 二、多项选择 1、下列作用中属于永久作用的有（ A、B、D ） A．预加应力 B．结构自重 C．风荷载 D．地基变形 2、下列作用中属于可变作用的有（ B、D ） A．混凝土收缩 B．路桥结构上的车辆荷载 C．土压力 D．温度变化 3、下列作用中属于偶然作用的有（ B、C、D ） A．钢材焊接变形 B．爆炸力 C．龙卷风 D．罕遇地震 E．厂房吊车荷载 4、可变荷载的代表值一般有（ A、C、D ） A．标准值 B．代表值 C．频遇值 D．准永久值 三、单项选择题 1、按3种不同的分类方法，车辆荷载属于（ D ） A．可变荷载、固定荷载、动态荷载 B．永久荷载、自由荷载、静态荷载 C．可变荷载、自由荷载、静态荷载 D．可变荷载、自由荷载、动态荷载 2、永久荷载只有一个代表值（ B ） A．频遇值　 B．准永久值　 C．标准值　 D．组合值 3、永久作用中的直接作用，就是通常所指的（ B ） A．活荷载 　B．恒荷载　　C．自重荷载　 D．土压力 4、可变作用中的直接作用，就是通常所指的（ A ） A．活荷载　 B．恒荷载　　C．车辆荷载　 D．桥面活荷载 四、简答题 1、 什么是荷载的代表值？永久荷载、可变荷载各有哪些代表值？可变荷载的各种代表值分别在什么情况下使用？ 设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值称为荷载的代表值。 永久荷载的代表值只有一个：标准值。 可变荷载的代表值有：标准值、频遇值、准永久值及组合值。 活荷载短期作用，若极限状态被超越，并将对结构产生永久性的损害时，即承载能力极限状态，荷载的代表值采用标准值；若极限状态被超越，并将对结构产生局部的损害，较大变形、短暂振动或不适感时，即正常使用极限状态，荷载的代表值采用频遇值；长期荷载，正常使用极限状态，采用准永久值为荷载代表值。 五、名词解释 1．荷载的代表值——设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值。 2．荷载的频遇值——对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。 3．荷载的标准值——是荷载的基本代表值，为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值（例如均值、众值、中值或某个分位值）。 4．荷载的准永久值——对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。 5．荷载的组合值——对可变荷载，使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率，能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值；或使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷载值。 第3章 地震作用 一、填空题 1．地震按其成因通常可分为 构造 地震 、 火山 地震和 陷落 地震。一般工程结构抗震设计时，主要考虑构造 地震的影响。 2．我国对抗震对策主要集中在 控制地震 、 地震预报 、 抗震防灾 3个方面，其中以抗震防灾 为重点。 3．震级是表示地震 规模 的指标，其衡量尺度是 地震释放出能量 的多少。一次地震只有 一个 震级。震级越大，造成的危害越 大 。 4．地震烈度是衡量 地震引起的后果 的一种度量，可作为判断地震 强烈程度 的宏观依据。 5．地震作用和荷载的区别在于荷载是对结构的 直接作用 ，地震作用是由于地面运动引起结构的 动态作用 ，属于 间接作用 。地震作用的大小不仅取决于烈度、震中距等情况，还与结构的 动力特性 有关。 6．土木工程结构抗震设计，是指对土木工程结构进行的 抗震概念设计 、 地震作用及其计算 、 抗震承载能力计算 和 采取抗震措施 以达到抗震的效果。 7．按照《建筑抗震设计规范》进行抗震设计的建筑，其抗震设防目标概括来说就是： 小震不坏 、 中震可修 、 大震不倒 。 8．根据场地土的坚硬或密实程度，将场地土分为 坚硬场地土 、 中硬场地土 、 中软场地土 、 软弱场地土 4种类型。划分场地土的目的是为了 确定场地土类别 。 9．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类场地是根据 场地土的刚性 和 场地覆盖层厚度 划分的。将场地划分类型是为了在计算地震作用时，反映 场地的影响 。不同场地上的建筑物的震害差异很大，土质越软、覆盖层越厚，建筑物震害越 严重 ，反之越 轻 。 10．卓越周期的数值与场地土的 厚度 及 性质 有关。坚硬场地土的卓越周期比软弱场地土的 短 ，基岩以上土层愈厚，场地土的卓越周期越 长 。 11．结构的自震周期是 结构刚度大小 的反映。结构刚度越大，自震周期越 短 ，地震作用也越 大 。 12．在我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中，地震加速度反映谱曲线是以 地震影响系数曲线 的形式表示的。 二、名词解释 1．震源——地震发生时，在地球内部产生地震波的位置，即发震点。 2．震中——震源在地表的垂直投影点。 3．震源深度——震源至地面的垂直距离。 4．震中距——地面某处至震中的距离。 5．震级——表明地震本身强度的大小和释放出能量的多少的等级。 6．地震烈度——地震对某一地区的地表及建筑物影响的强弱程度。 7．地震基本烈度——某地的地震基本烈度，是指根据该地区地震发生概率的统计分析，在一般场地条件下，50年内，超越概率为10%的地震烈度值。 8．抗震设防烈度——按国家规定的批准权限审定，作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。 9．场地土的卓越周期——被场地土放大得最多的波的周期。 10．设计特征周期Tg——考虑了震级和震中距影响的场地卓越周期。 11．结构自震周期T——结构按某一振型完成一次自由振动所需要的时间。 12．地震加速度反映谱——以结构自振周期为横坐标，最大加速度反应为纵坐标，在特写地面加速度的作用下，各质占最大加速度与各自相应质点周期的关系曲线。 13．地震影响系数——单质点弹性体系在地震时的最大反应加速度。 三、单项选择题 1．结构抗震设计是（ C ）的主要内容之一。 A．控制地震　 B．地震预报　 C．抗震防灾　 2．某地进行建筑结构抗震设计时，依据的是当地的（ B ）。 A．震级　 B．地震烈度　 C．场地土类型　 D．设计特征周期 3．设计特征周期应根据其所在地的（ A ）确定。 A．设计地震分组和场地类别 B．地震烈度和场地土类型　 C．场地土类型和震中距　 D．地震震级和场地土的卓越周期 4．已知拟建工程所在城镇，即可从《建筑抗震设计规范》附录中查得该地的抗震设防烈度、（ D ）和设计地震分组。 A．场地类别 B．场地土卓越周期　C．场地土类型 D．设计基本地震加速度值 四、简答题 1．结构抗震设计中的抗震概念设计、抗震承载力计算及抗震构造措施的工作内容分别是什么？ 抗震概念设计，包括地震影响、场地选址、建筑布置、结构体系、构件选型和细部构造的各种原则，以及对非结构构件及建筑材料与施工方面的最低要求等。 抗震承载力计算，包括荷载、地震作用及其效应的计算，构件抗力的计算，以及根据结构可靠度要求在“效应”和“抗力”之间建立平衡。 抗震构造措施，是根据抗震概念设计原则，一般不需要计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。 2．绘制地震影响系数曲线，说明曲线各段的意义。 AB段：直线上升段，周期小于0.1s的区段，地震影响系数与结构自振周期成正比； BC段：水平段，自0.1s至特征周期区段，地震影响系数为最大值（）； CD段：曲线下降段，自特征周期至5倍特征周期区段； DE段：直线下降段，自5倍特征周期至6.0区段。 3．影响地震作用大小的因素有哪些？它们对地震作用大小有何影响？ 影响地震作用大小的因素有抗震设防烈度、场地及场地土、设计特征周期、阻尼、结构自振周期、建筑物的重力荷载代表值及设计基本地震加速度。 抗震设防烈度越高，设计基本地震加速度也越大，地震作用越大；坚硬场地土的卓越周期比较软弱场地短，基岩以上土层愈厚，场地土的卓越周期越长，设计特征周期越大，地震作用越大；阻尼比越小，地震反应谱值越大，地震作用越大；结构自振周期越大，地震作用越小；建筑物的重力荷载代表值越大，地震作用也越大。 4．什么是地震作用？地震对建筑物产生怎样的作用？在什么情况下要考虑竖向地震作用？ 发生地震时，由于地震波的作用，地面产生加速运动，从而带动房屋的基础产生运动，房屋的上部结构因基础运动而被迫产生加速运动，从而产生一个与加速度方向相反的惯性力，这个惯性力如同作用在结构上的荷载一样，使结构构件产生内力、位移等效应，这个惯性力称为地震作用。 地震时建筑物在各种地震波的作用下，既左右摇晃，又上下颠簸。使建筑物左右摇晃的地震作用称为水平地震作用，它可使建筑物产生内力和侧向位移；使建筑物上下颠簸的地震作用称为竖向地震作用，可使结构产生内力。 由于使建筑物产生上下颠簸的地震波衰减较快，所以在一般情况下竖向地震作用并不明显，因此《建筑结构抗震设计规范》规定，对于8度和9度抗震设防地区的大跨度结构、长悬臂结构、烟囱和类似的高耸结构，9度抗震设防地区的高层建筑，应考虑竖向地震作用。 第4章 建筑结构的荷载 一、填空题 1．作用在建筑结构上的主要作用有 恒荷载 、 楼面和屋面活荷载 、 吊车荷载 、 雪荷载 、 风荷载 及 地震作用 6类。 2．基本风压是指在规定的标准条件下的风压。《建筑结构荷载规范》规定基本风压的标准条件为：记录风速的标准高度是离地面 10m 处，地面条件 开阔平坦的市郊地区 ，基本风速时距取 10分钟 ，最大风速的样本时间取 1年 ，基本风速重现期限为 50年 。 3．风荷载的标准值，是指建筑物某一高度处，垂直于其表面的 单位面积上 的风荷载，是当地 基本风压 和 风压高度变化 系数、结构的风荷载 体型 系数以及相应高度处的 风振 系数的乘积。 4．风压高度变化系数，是z高度处的风压与 基本风压w0 的比值。反映风压随不同 场地 、 地貌 和 高度 变化规律的系数。 5．风荷载体型系数，是指风作用在建筑物表面所引起的实际压力（或吸力）与 基本风压 的比值。它表示建筑物表面在稳定风压作用下的 静态压力 分布规律，主要与建筑物的 体型和尺寸 有关。 6．风振系数是反映风速中 高频脉动 部分对建筑结构不利影响的 风压动力 系数。 7．雪荷载是屋面活荷载，雪荷载标准值，是指作用在屋面 水平投影面 的单位面积上的雪荷载，以当地 基本雪压 和 屋面积雪分布 系数的乘积表示。 8．雪压是指单位面积上积雪的自重，它是 积雪深度 与 积雪重度 的乘积。我国《建筑结构荷载规范》规定的基本雪压，是以当地 一般空旷平坦地面上 统计所得 50年 一遇 最大积雪 的自重确定的雪压。 9. 结构自重主要是指 楼面板 、 梁 、 柱 、 墙体 、 基础 等构件的自重，可以表示为 面荷载 、 线荷载 或 集中力 等。 10． 一般民用建筑的楼面活荷载包括 楼面上的人群 、 家具 、 物品及 一般设施 等，是随 时间和空间 发生变异的，楼面活荷载标准值为 单位面积荷载 。 二、简答题 1、在什么情况下对楼面活荷载进行折减？为什么要折减？ 在下列情况下对楼面活荷载进行折减：设计楼面梁时，当楼面梁从属面积较大；汽车通道及停车库的单向板楼盖的主梁和次梁、槽形板的纵肋、双向板楼盖的梁。设计墙、柱和基础时，楼面的从属面积较大；汽车通道及停车库的单向板楼盖、双向板楼盖和无梁楼盖；楼层数大于等于2层时。 楼面均布荷载，可以理解为楼面各单位面积上存在相同的活荷载。但是，作用在楼面上的活荷载，并不是以所给定的标准值同时布满所在的楼面的，梁、墙、柱和基础的从属楼面面积越大、楼层数越多，楼面活荷载布满的可能性就越小。因此，在设计梁、墙、柱和基础时，应对楼面活荷载标准值进行折减。 2、 如何理解楼面等效均布活荷载的“等效”？ 工业建筑楼面在生产使用或安装检修时，由设备、管道、运输工具及可能拆移的隔墙产生的局部荷载，均应按实际情况考虑，可采用等效均布活荷载。楼面等效均布活荷载的“等效”是按荷载效应等效，是指构件在均布荷载作用下，在其设计控制部位上的某一效应（例如内力中的弯矩、剪力，变形及裂缝等）与实际荷载作用时相等。当然不可能将散布在建筑面积上大小不等的局部荷载，换算为构件的所有部位、所有效应均等效的均布荷载。因此，在将楼面分散的局部荷载“等效”为均布荷载时，正确选取“等效部位”和“等效的效应”非常重要。 三、单项选择题 1．按作用的3种不同的分类方法，楼面活荷载属于（ B ）。 A．可变作用、固定作用、动态作用； B．永久作用、自由作用、静态作用； C．可变作用、自由作用、动态作用； D．可变作用、自由作用、静态作用 第五章 桥梁工程的荷载 一、填空题 1．《公路桥涵设计规范》（JTG D60—2004）规定汽车荷载由 车辆荷载 和车道荷载组成，车道荷载由 均布荷载 和集中荷载组成。 2．当桥涵设计车道数等于或大于 2 时，由汽车荷载产生的效应应考虑多车道折减，但折减后的效应不得小于 两设计车道 的荷载效应。 3．公路桥涵设计时，汽车荷载分为 公路—Ⅰ级 和 公路—Ⅱ级 两个等级。 4. 由于荷载的 动力作用 使桥梁发生 竖向振动 造成的内力加大的现象称为 冲击作用 。一般说来，车辆荷载对桥梁的冲击作用随着跨径的增加而 减小 。 5. 在移动车辆作用下，通常把 纵向动力效应 称为 车辆重力 对 桥梁结构 的制动力；理论上讲，桥上制动力等于 车轮与桥面 的 滑动摩擦系数 乘以同时参与制动的 车辆重力总和 。 6. 作用在桥梁上的风力由 迎风面 的压力和 背风面 的吸力所组成，可以分为垂直桥轴方向的 横桥向风荷载 、顺桥轴方向的 纵向风荷载 以及 竖向风荷载 。 7. 《新规范》中规定，公路桥涵结构设计应考虑结构上可能出现的作用，按 承载能力极限状态 和 正常使用极限状态 进行荷载效应组合，取其 最不利组合 进行设计。 二、单项选择题 1．依据《公路桥涵设计规范》（JTG D60—2004），汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数μ，冲击系数μ的取值与（ C ）有关。 A．桥梁跨径；B．桥梁结构形式；C．结构基频；D．汽车吨位 2．《公路桥涵设计规范》（JTG D60—2004）规定汽车荷载可分为车辆荷载和车道荷载，公路—Ⅰ级和公路—Ⅱ级汽车荷载采用相同的车辆荷载标准值，车辆重力标准值为（ A ）。 A．550kN； B．300kN； C．600 kN； D．500 kN 第七章 工程结构的设计方法 一、填空题 1. 土木工程结构在结构理论上经历了从 弹性理论 到 极限状态理论 的转变，在设计方法上经历了从 定值法到 概率法的发展，主要表现为 容许应力设计法 、 破损阶段设计法、 半概率半经验极限状态设计法 和 近似概率的极限状态设计方法四个阶段。 2.国际上将以概率理论为基础的极限状态设计方法按 发展阶段 和 精确程度 不同分为 半概率半经验极限状态设计法 、 近似概率极限状态设计法和 全概率极限状态设计法 三个阶段。 第八章 结构可靠度的基本概念复习题 一、填空题 1．结构的可靠性，就是结构在规定的 时间 内，在规定的 条件 下，满足 预定功能 的能力，也就是结构 安全性 、 适用性 和 耐久性 的总称。 2．安全性是指工程结构应能承受 正常施工 和 正常使用 时可能出现的各种作用，以及应能在设计规定的偶然事件发生时及发生后保持必需的 整体稳定性 。 3． 适用性是指工程结构在 使用 过程中应具有良好的 工作性能 。 4． 耐久性是指工程结构在 正常维护 条件下应具有足够的耐久性能，即能完好地使用到 设计规定 的年限。 5． 结构与功能函数可表示为Z=R-S，其中R为 结构抗力 ，S为 荷载效应 。 6． 当结构的一部分或整个结构超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求，此特定状态就称为该功能的 极限状态 。 7． 仅考虑荷载效应S和结构抗力R两个基本变量，结构极限状态方程可表示为 Z = R – S = 0 。 8． 我国《工程结构可靠度设计统一标准》把结构功能极限状态分为 承载能力 极限状态和 正常使用 极限状态两类。 9． 承载能力极限状态主要考虑关于结构 安全性 的功能。结构或结构构件达到 最大承载能力 或 不适于继续承载 的变形状态，为承载能力极限状态 10.正常使用极限状态主要考虑有关结构 适用性 和 耐久性 的功能。结构或构件达到 正常使用 和 耐久性能 的某项规定限值的状态，为正常使用极限状态。 11.影响结构可靠性的两方面主要因素是 作用效应 和 结构的抗力 ，它们都具有 随机性。 12.结构的可靠度，是指结构在 规定的时间 内，在 规定的条件 下，完成 预定功能 的 概率 。结构可靠度是结构 可靠性 的概率度量，即对结构可靠性的一种 定量 描述。 13.结构能够完成预定功能的概率称为 可靠概率 ，用 Ps 表示。而结构不能完成预定功能的概率称为 失效概率 ，用 Pf 表示。 14.从概率的观点，结构设计的目标就是保证 结构可靠度 足够大或 失效概率 足够小，达到人们可以接受的程度。 15.在结构可靠理论中，把在标准正态分布中 积分上限到原点的距离 称为可靠度指标β，则β＝。 16.失效概率与可靠度指标之间的关系为。 17.可靠度指标β增大时，Pf随之 减小 ，结构可靠度 增大 。 18.可靠度指标β是从 结构功能函数 出发，综合地考虑了 荷载 和 抗力 变异性对结构可靠度的影响，是度量 结构可靠性 既简单又科学合理的指标。 二、单项选择题 1．《工程结构可靠度设计统一标准》在计算结构可靠度时，所依据的时间参数为（ B ） A．设计使用年限；B．设计基准期；C．结构实际使用年限 2．结构的可靠概率PS与失效概率Pf之间的关系为( D ) A. PS = Pf； B．PS – Pf = 0； C．PS + Pf = 0； D．PS + Pf = 1 三.多项选择题 1．设结构功能函数Z仅与荷载效应S及结构抗力R两个变量有关,且R与S为两个相互独立正态随机变量,结构可靠性的条件可写成( A、C、D ) A. Z≥0； B．Z = R-S； C．R≥S； D．R-S≥0 2.当结构或构件出现下列状态( A、B、D、E )之一时,即认为超过了承载能力极限状态。 A. 地基失稳； B.结构转变为机动体系； C.过大的裂缝宽度； D.结构倾覆、滑移； E.结构构件因材料强度被超过而破坏 3．当结构或构件出现下列状态( A、B、C )之一时,即认为超过了正常使用极限状态。 A.影响正常使用和外观的变形； B.影响正常使用的震动； C.影响正常使用或耐久性能的局部损失； D.结构或构件丧失稳定； E.结构构件因过度的塑性变形而不适于继续承载； 三、简答题 1．什么是结构的可靠度？结构的可靠度与结构的可靠性之间有什么关系？ 2．什么是结构抗力？什么是作用效应？为什么说结构上的作用效应和结构抗力都具有随机性？ 3． 说明可靠指标β的几何意义。 四、计算题 P152习题1和习题2 第九题 结构概率可靠设计方法 一、填空题 1.工程结构的设计状况根据其出现概率及持续期长短，可分为 持久状况 、 短暂状况和 偶然状况 三种。 2.在结构使用过程中 一定出现 ，且持续期一般与设计使用年限为 同一数量级 的状况属持久状况。 3.在结构施工和使用过程中出现概率 较大 ，而与设计使用年限相比持续期 很短 的状况为短暂状况。 4.在结构使用过程中出现概率 很小 ，且持续期 很短 的状况为偶然状况。 5.对持久状况，应进行 承载能力极限状态设计与正常使用极限状态设计 ；对短暂状况，应进行 承载能力极限状态设计 ，并根据需要确定是否进行 正常使用极限状态设计 ；对偶然状况，可仅进行 承载能力极限状态设计 。 6.目标可靠指标β0是 设计基准期 内针对结构某一功能要求的 结构可靠指标限值 。 7.用可靠度表示结构的设计要求，其表达式为。 8.影响目标可靠指标的因素为： 公众心理 、 结构的重要性 、 结构破坏性质 及 结构功能的失效后果 。 9.材料强度的概率分布宜采用 正态分布 或 对数正态分布 。材料强度的标准值可取其概率分布的 0.05 分位值确定，即取fk＝的值，保证率为 95% 。 10.对于钢筋和混凝土，材料强度设计值的定义为：。 二、简答题 1．写出规范关于承载能力极限状态的实用表达式，并指出有哪些分项系数，取值多少。这些分项系数与可靠指标之间有什么关系？ 答： 规范关于承载能力极限状态的实用表达式： 式中：——结构重要性系数，按下列规定取值： ①对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件，不应小于1.1； ②对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，不应小于1.0； ③对安全等级为三级或设计使用年限为5年的结构构件，不应小于0.9。 R——结构构件抗力的设计值，代表截面对轴力、弯矩、剪力和扭矩等的抵抗能力。 ——结构构件抗力分项系数，应按不同的材料采用不同的材料性能分项系数； ——材料性能的标准值； ——几何尺寸的标准值。 S——荷载效应组合的设计值，代表轴力设计值N、弯矩设计值M、剪力设计值V和扭矩设计值MT等。 S应从下面两种组合值中选取不利值确定： （1）可变荷载效应控制的组合 （2）永久荷载效应控制的组合 ——永久荷载的分项系数，应按下列规定取值： ①当其效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合，取1.2；对由永久荷载效应控制的组合，取1.35； ②当其效应对结构有利时，一般情况下均取1.0；对结构的倾覆、滑移或漂浮验算时，取0.9。 ——按永久荷载标准值计算的荷载效应值； ——分别为第1个和第i个可变荷载的分项系数，一般情况下均取1.4。对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载取1.3。 ——分别为第1个和第i个可变荷载标准值和计算的荷载效应值，其中第1个可变荷载标准值产生的效应应大于其他任何第i个可变荷载标准值产生的效应； ——第i个可变荷载的组合值系数； n——参与组合的可变荷载数。 分项系数包括荷载分项系数和、结构抗力分项系数及结构重要性系数。分项系数与可靠指标之间的关系为：在各项标准值已给定的前提下，选取的这一组分项系数，使按极限状态设计表达式设计的各种结构构件所具有的可靠指标，与规定的可靠指标之间在总体上误差最小。 2．写出正常使用极限状态规范设计表达式中荷载效应S的标准组合、频遇组合和准永久组合表达式，并指出各项取值的意义。 三、计算题 1．P167 习题1。