江西理工大学荷载与结构设计方法复习题

荷载考题

一、概念题

1.基本雪压：指空旷平坦地面上，积雪厚度均匀的情况下，经统计得出的50年一遇的雪压 P26/P47

2.基本风压：以当地空旷平坦的地面上，离地10m高度，统计所得的50年一遇10min平均最大风速为标准，再取设计基准期内具有一定保证率的基本风速，根据风速与风压的关系换算得到的 P86/P122

3.温度作用：指结构或构件内部由于温度变化所引起的作用，温度作用是一种间接作用，使结构发生温度变形（即热胀冷缩），同时产生温度应力 P179/P208

4.设计基准期：指在工程结构设计时，为确定可变作用及与时间有关的材料性能等的取值而选用的时间参数 P234/P248

5.设计使用年限：指房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和维护下结构所应该达到的使用年限 P235/P248

6.结构安全等级：根据结构重要程度或高度以及结构破坏所造成的后果，将建筑结构、公路桥涵的安全等级分为三级；烟囱等高耸结构安全等级分为二级 P235/P248 7.结构抗力：指结构或构件承受各种荷载效应（即内力和变形）的能力 P219 8.结构极限状态：指整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态 P236/P248

承载能力极限状态：结构或构件发挥允许的最大承载功能的状态 P236 正常使用极限状态：结构或构件达到使用功能上允许的某个限值状态 P237

9.目标可靠度：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P238/P247 10.目标可靠指标：是指预先给定的作为结构设计依据的可靠指标，它表示结构设计应满足的可靠度要求 P240

11.风荷载体型系数：指建筑物表面平均风压与理论计算风压的比值 P123

12.风振系数：指把风振这种动力效应转换成静力荷载进行计算时所考虑的一个增大系数 P123 （风荷载：也称风的动压力，是空气流动对工程结构所产生的压力） 13.地震震级：表示一次地震释放能量的大小 P131/P176

地震烈度：指某一地区的地面和各类建、构筑物遭到一次地震影响的平均强弱程度 14.荷载效应：荷载引起的结构或结构构件的反应如内力、变形等 P217

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二、简答题

1.结构设计过程：(1)建立合理的计算模型（2）确定计算模型上的荷载（3）计算荷载效应（4）荷载效应进行组合和调整（5）进行承载力计算并采取适当的构造措施（6）绘制施工图 P2

2.直（间）接作用的区别：直接作用是以外加力（即集中力和分布力）的形式直接施加在结构上，并且与结构本身特性无关，也将其称为荷载；间接作用不以外加力的形式直接施加在结构上，并且与结构本身特性有关，是引起结构外加变形或约束变形的原因，也将其称为作用

联系：均使结构或构件产生作用效应（如内力、应力等） P3

3.土的冻胀原理：（1）土体冻胀条件：具有冻胀敏感性的土、初始水分及外界水分的供给、适宜的冻结条件和时间；（2）封闭体系中，土体初始含水量冻结，体积膨胀产生向四面扩张的内应力，这个力称为冻胀力，冻胀力随着土体温度的变化而变化。 （3）开放体系中，分凝冰的劈裂作用，使地下水源不断的补给孔隙水而侵入到土颗粒中间，并冻结成冰，使土颗粒被迫移动而产生冻胀力，且土颗粒位移受到约束时，表现出反约束的冻胀力，约束力越大，冻胀力也就越大。当冻胀力达到一定界限时，冻胀力将不再增加，这时的冻胀力就是最大冻胀力 P74 4.哪些工程结构应考虑冰压力？

例：建筑于寒冷海域的海洋工程结构（如海底隧道、海洋观察站等）以及位于冰凌河流或水库中的水闸、堤坝、桥梁墩台等结构应根据当地的具体情况及结构形式考虑冰荷载。主要作用形式有：（1）风和流水作用下的大面积冰层呈整体移动挤压构件，产生静压力（2）自由漂流的冰对坝体、桥墩等结构物的冲击力（3）由于气温骤变引起整体冰盖层对结构的挤压力（4）冻结在桥墩、桩群等结构物上的冰盖层因水位变化而产生对结构的上拔力或下曳力以及冰块对结构的摩擦力等 P77 5.地震震级与烈度的关系

（1）二者所表达的意义不同。震级表示一次地震释放能量的大小；烈度表示一次地震对某一地区的影响程度（2）一般情况下，对于受地震影响的同一地点，震级越大，对应的烈度也越大（3）一次地震只有一个震级，但是可以有多个烈度（4）震级越大，地则震烈度越高；离震中越远，震源深度越大，对应烈度就越低 P134 6.温度应力对结构或构件的影响

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当结构或构件的热胀冷缩受到边界条件约束或相邻部分制约，不能自由胀缩时，则会产生温度应力。若结构或构件存在温度应力，如屋面、砌体结构的墙面以及梁柱等产生裂缝、竖直错动，影响了结构的整体美观和正常使用，降低了结构的耐久性；混凝土内部、地下构筑物以及浇筑连续墙上结构等在温度作用下，产生温度变形，以至于出现水平位移或是贯穿裂缝，造成渗漏现象，引起结构的破坏甚至建筑物的坍塌 P179 7.温度变化在设计过程中应如何考虑？

（1）在结构设计中，若存在温度作用，可对屋面板进行双层双向配筋；对桥面，浇筑连续墙等结构设置伸缩缝（2）结构或构件温度的确定。如混凝土及砌体结构，考虑结构构件任意截面上温度分布，即温度分量的变化；根据当地气候条件，加以适当修正，得到结构的基本温度（3）设计时，最常考虑均匀温度作用。室内外温差较大且没有保温隔热面层的结构、金属结构等考虑梯度温度作用。另外还应考虑温升和温降两种情况。 8.混凝土收缩和徐变产生的原因及对结构或构件的影响

（1）原因：混凝土收缩主要是由水泥凝胶体在结硬过程中的凝缩和混凝土内自由水分蒸发的干缩双重因素造成的。产生徐变的原因是在加载应力不大时，主要由混凝土内未结晶的水泥凝胶体应力重分布造成；在加载应力较大时，主要是混凝土内部微裂缝发展所致。

（2）影响：在钢筋混凝土构件中，当混凝土收缩受到钢筋阻碍不能自由进行时，会使得混凝土承受拉力产生梭形裂缝，因而在钢筋混凝土梁中配置腰筋来降低和避免收缩影响。混凝土的徐变将使构件中的钢筋应力增加，混凝土应力减小，利于防止和减小结构物中裂缝的形成及降低内部温度应力，但会使构件的挠度增大；在混凝土楼盖中，楼盖角部混凝土收缩形成拉应力的合力，其相对薄弱处出现贯穿板截面的裂缝，因而在板中配置局部放射筋等。在预应力混凝土结构中，徐变会引起预应力损失，降低施加预应力的效果。此外，徐变还会使受压构件的承载力降低，使混凝土路面开裂，影响路面平整度 P190

9.影响结构抗力的因素

影响结构构件抗力的因素很多，这些因素都是随机变量，具有不确定性。主要因素有：（1）构件材料的性能，如强度、弹性模量等。它反映真实结构中实测的材料性能（强度）与规范规定的材料性能（强度）的差异（2）构件的几何参数，如长度、截面尺寸、惯性矩等。它反映构件的设计尺寸与制作、安装到位后的构件实际尺寸的差异。

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（3）结构构件计算模式，包括计算假定及计算公式。它反映结构构件计算抗力与实际抗力之间的差异 P220 10.可靠指标的几何意义

可靠指标作为度量结构可靠度的尺度（1）当结构的功能函数包含两个相互独立的正态随机变量时，其几何意义为：标准化正态坐标系中原点到极限状态方程直线的最短距离。（2）当结构的功能函数包含多个相互独立的正态随机变量时，其的几何意义为： 在标准正态分布从原点到极限状态曲面z?0的最短距离，从而?的计算可转化为求这个最短距离的问题 P239

11.结构设计基准期和结构设计使用年限的区别

“设计基准期”是一个基本参数，它的确定不仅涉及可变作用，还与材料的性能有关，不等同于建筑结构的设计使用年限和建筑结构的寿命。一般设计规范所采用的设计基准期为50年，即设计时所考虑荷载和作用的统计参数均是按此基准期确定的；“设计使用年限”是设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按预定目的使用的年限，是对结构本身的年限规定。当房屋建筑达到设计使用年限后，经过鉴定和维修，可继续使用，因而设计使用年限不同于建筑寿命。两者都是时间参数，但没有必然联系。而在结构施工图总说明中应该写明设计使用年限，而不应写设计基准期 P235 12.结构功能要求

（1）安全性：结构能承受正常施工和使用时可能出现的各种作用，如结构构件是否发生失稳破坏等（2）适用性：结构在正常使用时应具有良好的工作性能，如楼板振动过大，楼面出现裂缝等都属于适用性没有达到要求（3）耐久性：结构在正常使用、正常维护的情况下需要具有足够的耐久性能，如防止钢筋锈蚀等（4）鲁棒性：结构在偶然事件（地震、火灾等）发生时及发生后，保持必要的结构稳定性，如遇爆炸、撞击等偶然事件，容许局部破坏，但应保持结构的整体稳定 P234 13.冻胀力对结构物的作用

建筑在冻胀土上的工程结构物，使地基土的冻胀变形受到约束，使得地基土的冻结条件发生改变，进而改变着基础周围土体温度，并且将外部荷载传递到地基土中改变地基土冻结时的约束力 P74 三、填空题

1.结构的极限状态包括：承载力极限状态和正常使用极限状态

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2.结构抗力划分四个层次：截面内某一点的抗力、构件截面抗力、结构构件抗力以及整体结构抗力

3.建筑结构的基准期为50年，桥梁结构的基准期为100年 4.抗震设防目标：“小震不坏、中震可修、大震不倒”

5.梁桥抗震计算采用反应谱理论，其地震作用主要是针对桥梁墩台、支座及其基础计算 6.梁桥桥墩地震作用计算时，刚性墩简化为多质点体系；柔性墩简化成单质点体系 7.冰压力按照其作用性质的不同，可分为静冰压力和动冰压力

根据冻胀力对结构物的不同作用方向和作用效果，将冻胀力分为切向冻胀力、法向冻胀力、水平冻胀力

8.水工构建物的主要活荷载：静水压力、流水压力（另：波浪荷载以及冰荷载） 9.挡土墙主要荷载：填土自重及外荷载

10.按挡土结构的位移方向、大小及土体所处的三种极限平衡状态划分土压力 11.吊车荷载是动荷载，根据使用等级和载荷状态，共分8个等级。纵向水平荷载由大车加速度引起，横向水平荷载由小车加速度或卡轨力引起

12.车辆荷载作用形式：车辆荷载和车道荷载。（桥梁结构的整体计算采用车道荷载；桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙等的计算采用车辆荷载）

13.汽车荷载分为两个等级：公路-I级和公路II级。由车道荷载和车辆荷载组成 14.楼面荷载按时间变异的特点划分为：持久性活荷载和临时性活荷载。一般将楼面活荷载处理为等效均布荷载。楼面活荷载折减原则：对水平构件，按构件从属面积进行折减；对竖向构件，按设计截面以上的楼层数进行折减 15.城市桥梁设计活荷载分为两个等级：城-A级和城-B级

16.永久作用：在结构设计基准期内，作用值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用 （屋面荷载主要有：屋面活荷载、屋面积灰荷载、雪荷载） 17.自重应力是土自身有效重力在土体中所引起的应力

18.永久荷载只有一个代表值，那就是标准值；可变荷载根据设计要求采用标准值、频遇值、准永久值或组合值作为代表值

19.作用分类：按时间变异，作用可分为永久作用、可变作用和偶然作用；按空间位置变异，作用可分为固定作用和自由作用；按结构的动力反应，作用可分为静态作用和动态作用；按作用方向，作用可分为竖向作用和水平作用

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