1、荷载与结构设计方法复习题打印皖西学院土木1006贺强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3KNm2市郊行人密集区域取值一般为3.5 KNm2 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
2、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
3、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
4、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 24 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
5、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 。一、填空题（每空1分，
6、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
7、）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：结构材料性能的不定性、结构几何参数的不定性、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。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。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。公称风速的时距。规定的基本风速的时距为10min。最大风速的样本时间。我国取1
8、年作为统计最大风速的样本时间。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：地震震级是衡量一次地震规模大小的数量等级。地震烈度是某一特定地区遭受一次地震影响的强弱程度。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。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，震中烈度越高震中烈度与震级 近似关系：；非震中区，烈度与震级的关系： 。（前2点1分，后2点2分）4. 简述直接作用和间接作用的区
9、别.(6)答：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，不是作用，但同样引起结构效应的因素称为间接作用。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）*01土体因自重产生的竖向应力cz等于 V cz=Jz*02屋面积雪分布系数r的定义是指 屋面荷载与地面雪载之比 。*03作用于基础围护墙体外侧的土压力可按照 主动土压力 （静止土压力、主动土压力、被动土压力）来考虑。*04荷载的重现期 T0与保证率 p0之间的关系可表示为 p0=1-1/T0。*05粘土的切向冻胀应力 大于 （大于、等于、小于）砂土的切向冻胀应力。*06风压 w 与风速 v
10、的关系大致为 w=v2/1630 。*07超临界范围对应的雷诺数 Re变化范围为 3u 105dRed3.5u 106，在此范围内，结构风振分*析采用的方法是 随机振动分析方法 。*08工程抗震考虑的重点是 构造地震 （陷落地震、构造地震和火山地震）。*09中国现行地震烈度表中共有 12 个等级的烈度。*10对于一般地表土层介质，P 波波速约为 S 波波速的 1.732 倍。*11影响地面运动频谱的主要因素有 震中距 和 场地条件 。*12当结构设计基准期为 50a 时，小震烈度约比设防烈度低 1.55 度。*13结构可靠性是结构安全性、 适用性 和 耐久性 的统称。*14我国建筑物和构筑物抗
11、震设计规范中动力系数最大值max统一取 2.25 。*15结构可靠度的定义是 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16设计基准期 T 内的荷载最大值的概率分布 FT(x)与荷载在 T 内变动次数 r、 在每个时段 内荷载出现的*概率 p 以及荷载任意时点概率分布 Fi(x)有关。*17结构构件计算模式不定性 Xp定义为 结构构件实际抗力值与按照规范公式计算的结构构*件抗力值的比值 。二、单项选择题（每题 3 分，共 15 分）*18下列选项中 B 与结构物基础设计关系密切。A多年冻土 B季节冻土 C瞬时冻土 D非冻土*19. 在结构横向风振分析中，锁住区域所对应的风速区间为
12、B （注：vs为共振风速）。 A(0.71.0)vsB(1.01.3) vsC(1.31.6) vsD(1.01.5) vs*20引起地面前后、左右运动的地震波是 B 。*AP 波 BS 波 CR 波*21结构构件抗力 R 近似服从 C 。DL 波A正态分布 B二项分布 C对数正态分布 D极值 I 型分布*22下列 A 不属于正常使用极限状态。A结构构件产生过度的塑性变形而不适于继续承载。B影响正常使用或外观的变形。C影响正常使用或耐久性能的局部破坏（包括裂缝）。D影响正常使用的振动。三、名词解释（每题 3 分，共 15 分）23梯度风高度由于地表摩擦的结果，使接近地表的风速随着离地距离的减小
13、而降低。只有在离地某一个高度以上的大气中，风才不受地表的影响，能够在气压梯度的作用下自由流动，达到所谓的梯度风速，将对应于刚好达到梯度风速的高度称为梯度风高度。 24结构横风向驰振一般情况下，由于正粘滞阻尼的存在，结构的风致振动是稳定的。但在某些特定情况下，结构的横风作用可能对结构产生负气动阻尼，当负气动阻尼大于正粘滞阻尼时，结构横向风振将不断加剧，直至达到结构构件的能力极限幅值而破坏，这种现象称为结构横风向驰振。25里氏震级 M里克特(Richter)提出的里氏震级 M 的定义是 M=lgA，其中 A 为用标准地震仪在距离震中 100km 处记*录的以 m 为单位的最大水平地面位移。当地震观
14、测台站不在此距离内，应将记录的地面位移修正为满足此式条件的标准位移来确定里氏震级。里氏震级计算公式仅适用于 6 级以下地震的直接定义，当地面运动振幅较大时，一般需结合其它方式来计算震级。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
15、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
16、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）2
17、2.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
18、墙在半个波长以内，这种破碎波就称为近区破碎波。（Y）31.远区破碎波与近区破碎波的分界线为波浪破碎时发生在一个波长的范围内。（N）32.在实际工程设计时，当出现可变荷载，应采用其荷载组合值。（N）33.对于静定结构，结构体系的可靠度总大于或等于构件的可靠度。（N）34.对于超静定结构，当结构的失效形态不唯一时，结构体系的可靠度总小于或等于结构每一失效形态对应的可靠度。（Y）35.结构设计的目标是确保结构的承载能力足以抵抗内力，而变形控制在结构能正常使用的范围内。（Y）36.对实际工程问题来说，由于抗力常用多个影响大小相近的随机变量相乘而得，则其概率分布一般来说是正态的。（N）37.结构可靠度是
19、指结构可靠性的概率度量，是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。选择题1. 车辆荷载属于（2）（4）（7） 。风荷载属于 （2）（4）（7） 。 地震属于（3）（5）（7） 。基础沉降属于（1）（6） 。（1）永久作用 （2）可变作用 （3）偶然作用 （4）直接作用 （5）间接作用 （6）静态作用 （7）动态作用 2.下面几个物理量中，表征地面运动强弱程度的有（1）（2）（3）（4） 。（1）强度 （2）频谱 （3）强烈振动的持续时间 （4）最大振幅3.在相同基本风压和高度的前提下，哪一种地理环境下风压最大（1） 。 （1）海岸、湖岸、海岛地区 （2）中小城市 （3）大城市市
20、郊 （4）大城市市区4.下列哪一个变量不是随机变量？（2） 。（1）荷载最大值（2）永久荷载标准值 （3）功能函数Z （4）结构抗力5.当结构处在（1）（3）范围，结构会发生横向共振。（1）亚临界范围（2）超临界范围（3）跨临界范围（4）上述三种范围均会发生6.结构可靠度定义中所说的结构规定的时间应为（4） 。（1）10年（2）30年（3）40年（4）50年7.当结构为（1）时，结构中任一构件的失效，则整个结构体系失效。（1）串联模型（2）并联模型（3）串并联模型（4）上述三个模型之一8.混凝土的徐变是（4）沿着受力方向发生的塑性变形。（1）在交变荷载作用下（2）在冲击荷载作用下（3）在振动荷
21、载作用下（4）在长期静荷载作用下9.目前结构设计所用材料强度值是（4） 。（1）材料的平均强度值（2）材料的最大强度值（3）材料的最小强度值（4）具有一定保证率的材料强度10.测得某次地震的震级为M=3，则下列哪一种说法是正确的？ （3）（1）震中处的地面运动幅值为0.001m（2）距震中100Km处的地面运动幅值为0.001m（3）距震中100Km处的最大水平地面运动幅值为0.001m（4）距震中100Km处的最大竖向地面运动幅值为0.001m11预应力属于（A B C）。温度变化属于（B）。A永久作用 B静态作用 C直接作用 D 动态作用12.我国建筑结构荷载规范规定的基本风压的地貌为（C
22、）。A 空旷的山地丘陵 B 中小城镇 B空旷平坦地面 C大城市市区13.下列各项除（D）外，其余各项均为可变荷载的代表值A 标准值 B准永久值 C组合值 D设计值14.以下几项中属于间接作用的是（C）A 土压力B离心力 C地震 D风压力14.以下几项中属于间接作用的是（D）A 风压力B离心力 C土压力 D温度变化15.一般所说的结构可靠性是指（D）A安全性 B适用性 C耐久性 D安全性、适用性、耐久性的总称16.车辆荷载属于（B C）。基础沉降属于（A D）A永久作用 B 可变作用C直接作用 D间接作用17.设防烈度一般定义为设计基准期内超越概率为（B）的水平A 5 B 10 C 15 D 3
23、018.一般情况下，地下室外墙所受的土压力为（C）A 主动土压力B 被动土压力C 静止土压力D 不能确定19.对结构施加预应力可以提高它的（B D）A 延性B 刚度C 极限承载力D 抗裂性20.以下几项中属于间接作用的有（C）A 离心力B 土压力C 基础不均匀沉降D 水压力21.我国基本雪压分布图是按照（C）一遇的重现期确定的。A 10年 B 30年 C 50年 D 100年22.地震属于（B）。风荷载属于（C D）。A 永久作用B 偶然作用C 可变作用D 直接作用23.当结构设计基准期为（D）时，中震即为基本烈度地震影响。A 10年 B 30年 C 40年 D 50年24.我国建筑结构荷载规
24、范规定基本风压的标准高度为（B）。A 5m B 10 m C 15 m D 20 m25永久荷载的代表值有（A），可变荷载的代表值有（B C D）。A 标准值B 准永久值C 组合值D设计值26在相同基本风压和高度的前提下，（C）地理环境下的风压最小。A 海岸、湖岸、海岛地区B 中小城镇C 大城市中心D大城市市郊27.地震属于（B E F），风荷载属于（C D E）。A 永久作用B 偶然作用C 可变作用D 直接作用E动态作用 F间接作用G 静态作用28.当（B）波的周期与场地土的特征周期一致时，会发生共振反应。A 纵波B 横波C 瑞雷波D洛夫波 E以上四种波29影响结构抗力的主要因素有（B C
25、D）A 荷载大小的不定性B 材料性能的不定性C 计算模式的不定性D几何参数的不定性30.结构设计目标可靠度的确定应以达到结构可靠与经济上的最佳平衡为原则，一般需要考虑（A B C D）A 公众心理B 结构重要性C 结构破坏性质D社会经济承受力填空题1.我国“建筑荷载规范”规定：基本风压的标准高度为10，标准地貌为空旷平坦地貌，标准时距为10分钟，最大风速的样本时间为1年，重现期为50年。2.世界上主要的地震带主要环太平洋地震带和欧亚地震带，这种地震带状分布可以通过板块构造理论来解释。3.爆炸的空气冲击波对结构产生的荷载主要有冲击波超压和冲击波动压4.对于线弹性结构，荷载效应和荷载之间存在线性比
26、例关系，荷载效应系数与结构形式、荷载形式及效应类型有关，一个跨度为的简支梁在均布荷载的作用下其最大弯矩的荷载效应系数为。4.土的侧向压力分为静止土压力、主动土压力和被动土压力。地下室外墙产生静止土压力，拱桥桥台背后的土产生被动土压力，基坑开挖时，围护结构背后的土产生主动土压力。5一般直墙上的波浪荷载应按三中波浪进行设计，这三种波分别是立波、近区破碎波和远区破碎波。6.影响结构构件抗力的三种主要因素是：材料性能的不定性、几何参数的不定性和计算模式的不定性。7.地震波可以分为体波和面波，其中，体波又分为纵波和横波，面波分为瑞雷波和洛夫波。8.按照结构的反应分类，作用可以分为静态作用和动态作用。9车
27、辆重力荷载标准有两种形式：分别为车列荷载和车道荷载。10.造成屋面雪压与地面积雪不同的主要原因有风对屋面积雪的影响、屋面坡度对积雪的影响和屋面温度对积雪的影响。11.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、公称风速的规定、最大风速的样本时间和基本风速的重现期。12.表征地面运动特征的主要物理量主要有：强度、频谱和强震持续时间。13.根据波浪前进时是否有流量产生把波分为输移波和振动波。振动波根据波前进方向又可分为推进波和立波。14.按荷载随时间的变异，可把荷载分为永久作用、可变作用和偶然作用三种。15.按荷载随空间位置的变异，可把荷载分为固定作用和可动作用。41.（二）名词解
28、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
29、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
30、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
