燕山大学里仁学院工程荷载与可靠度设计原理

判断题

1.土压力分为主动土压力与被动土压力。 F 2.间接作用的大小,与结构本身特性有关。 T 3.屋面均布活荷载不应与雪荷载同时考虑,应取两者中较小的值。 F 4.若土层位于地下水位之下,计算土的自重应力时,应以土的有效重度代替天然重度。 T 5.在民用建筑梁设计时,楼面活荷载应按楼面从属面积考虑折减系数。 T 6.基本风速是按当地空旷平坦地面上10m高度处1年内的平均风速观测数据,经概率统计得出的50年一遇的最大风速。 F 7.在数理统计学上荷载仅有随机过程概率模型这唯一模式来描述。 F 8.如果波浪发生破碎的位置距离直墙在半个波长以内,这种破碎波就成为近区破碎波。 T 9.结构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。 T 10.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。 F 11.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。 F 12.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。 T

13.雪重度并非一个常量,它随时间和空间的变化而变化。 F 14.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。 T 15.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。 T

填空题

1.一般直墙上的波浪荷载应按三种波浪进行设计,这三种波分别是立波、近区破碎波、远区破碎波。

2.按照结构的反应分类,作用可以分为静态作用和动态作用。

3.屋面积雪分布系数受风对雪的漂积作用、屋面坡度等因素影响。

4.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。 5.车辆重力荷载标准有两种形式,分别为车列荷载和车道荷载。

6.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。 7.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。

解答题

1.列举5~6种常见的因重力作用产生的荷载:

结构自重、土的自重应力、楼面活荷载、屋面活荷载、屋面积灰荷载、施工检修荷载、栏杆水平荷载、雪荷载、车辆荷载、人群荷载(答对五项即可)

2.土的侧压力分为几类?一般情况下,在相同的墙高和回填土条件下,它们的大小顺序是怎样的?

土的侧压力分为静止土压力、主动土压力和被动土压力 一般情况下,主动土压力<静止土压力<被动土压力。 3.基本风压应该符合哪五项规定?

基本风压通常应符合以下五个规定:标准高度、地貌、公称风速、最大风速的样本时间和基本风速的重现期。

4.简述影响结构构件抗力的因素

结构构件材料性能的不定性、结构构件几何参数的不定性和结构构件计算模式的不定性。 选择题

1.由密集建筑群的城市市区属(C)类地面粗糙度。 A.A类 B.B类 C.C类 D.D类 2.教室楼面活载标准值为(B)kN/m2。 A.2.0 B.2.5 C.3.0 D.3.5

3.只有在(A)设计状况下才考虑准永久组合台。 A.持久 B.短暂 C.偶然 D.地震

4.永久荷载设计基准期内最大值服从(A)分布。

A.正态分布 B.标准正态分布 C.对数正态分布 D.极值I型分布 5.计算作用效应基本组合当恒载起控制作用是恒载分项系数取值(C)。 A.1.0 B.1.2 C.1.35 D.1.4

6.以下几项中属于间接作用的是(D)。 A.分压力 B.离心力 C.土压力 D.温度变化

7.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

8.我国建筑结构荷载规范规定的基本风压的地貌为(C)。

A.空旷的山地丘陵 B.中小城镇 C.空旷平坦地面 D.大城市市区 9.一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.以上三者的总称 10.(多选)影响结构抗力的主要因素有(BCD)

A荷载大小的不定性 B.材料性能的不定性 C.计算模式的不确定性 D.几何参数的不定性 11.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

12. (多选)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(ABCD)

A.公众心理 B.结构重要性 C.结构破坏性质 D.社会经济承压力 13.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 14.一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 15.风荷载属于(CD)。

A.永久作用 B.偶然作用 C.可变作用 D.直接作用

解答题

秦皇岛市区内一矩形平面钢筋混凝土框剪结构高层建筑,平面沿高度保持不变。H=100米;L=33米;B=18米。风从长度(L方向)方向吹来,求产生的建筑总风荷载。 附1)秦皇岛基本分压 风压(kN/m2) 10年 50年 100年 附2)基本自振周期 T1=0.25+0.53×10-3 附3)建筑物体型系数 按照建筑荷载规范8.3.1 μs=0.8 0.35 0.45 0.5 附4)风压高度变化系数(荷载规附5)高层建筑的振型系数ψz 范8.2.1) 地面粗糙度类别 振型序号 离地面高相对高度z/H 度(m) C D l 10 0.65 0.45 0.1 0.02 20 0.74 0.45 0.2 0.08 30 0.88 0.45 0.3 0.17 40 1.00 0.54 0.4 0.27 50 1.10 0.63 0.5 0.38 60 1.20 0.7 0.6 0.45 70 1.28 0.78 0.7 0.67 80 1.36 0.85 0.8 0.74 90 1.43 0.91 0.9 0.86 100 1.50 0.98 1.0 1.00 附6)脉动增大系数ξ与脉动影响系数υ表

kN.s.m 0.4 0.6 0.8 混凝土ξ 1.34 1.38 1.42 总高度H(米) 70 80 90 C 0.88 0.90 0.91 粗糙度υ D 0.87 0.89 0.91 解:附1)给出秦皇岛市基本风压,按照50年的重现期取值, ω

0=0.45kN/m

2-2-21.0 1.44 100 0.91 0.92 2.0 1.54 150 0.93 0.97 ,秦皇岛市区地面粗糙度认为是C级。

为简化计算将建筑沿高度等分为5个计算区段,每段20m高,取其中点处为风荷载作用于该段的平均值如图所示:

1) 基本自振周期按规范附录E结构基本自振周期的经验公式:

T1=0.25+0.53×10-3 =0.25+0.53×10-3 =2.27s 2)体形系数查荷载规范表8.3.1, μs=0.8

3)风压高度变化系数查载荷规划表8.2.1

P1-P5分别作用在每分段的中点上,因此P1-P5距离地面的距离分别为10,30,50,70,90米,对应的μz分别为0.65,0.88,1.10,1.28,1.43。 4)求风振系数

按照C类地貌,计算风振系数是应乘以0.62,即0.62ω0T1=0.62×0.45×2.27=1.44

取较为接近的1.0处的脉动增大系数ξ=1.44,按100米高度;C类地貌,得脉动影响系数υ=0.91 查附表5,得各区段中点处得第一振型相对位移如下:0.02,0.17,0.38,0.67,0.86 风振系数βz=1+ξυψz/μz

2

2

5)列表计算分压如下:

μ高度 体型系数μs z ψz β振型系数 z ωK=βzμsμzω0 风压标准值 风荷载kN 高度变化系数 风振系数 90 70 50 30 10 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 1.43 1.28 1.1 0.88 0.65 0.86 0.67 0.38 0.17 0.02 1.79 1.69 1.45 1.25 1.04 0.92 0.78 0.58 0.40 0.24 总风荷载 607.53 512.73 379.67 262.02 160.67 1922.62

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