荷载与结构设计方法试卷

第六章 其它荷载与作用一、温度作用 二、变形作用 三、爆炸作用 四、浮力作用 五、制动力 六、离心力 七、预应力

八、水压力和流水压力九、冻胀力 十、冰压力

一、温度作用

K 2

3EI H3

(6-6)

二、变形作用 变形—指外界因素的影响使结构被迫发生变形地基变形 → 结构支座位移 混凝土徐变、收缩受内部或外部约束 → 结构内力重分布

制造误差等 变形作用效应 静定结构：

支座移动、材料收缩、制造误差等使结构发生的变形不引起内力、 但引起变形和位移超静定结构： 支座移动、材料收缩、制造误差等使结构发生的变形引起内力、 变形和位移 变形作用计算—按力学基本原理求解

三、爆炸作用 爆炸概念 足够快、足够强的能量释放所产生的人们能够听见的空气冲击压力 (包括：核爆炸、普通炸药爆炸、油罐、煤气等的爆炸)

(非核)爆炸的特点空气冲击波的作用时间很短、传播过程中强度迅速减小

爆炸荷载的计算(爆炸冲击波对地面结构物的作用)

爆心

高压波 前墙 顶盖 背墙

爆炸发生时反应区内瞬时形成极高的压力与周围未扰动的空气处 于极端的不平衡状态 高压波从爆心向外运动，强烈挤压邻近空气并不断向外扩展的压 缩空气层 冲击地面建筑物(前墙承受压力；背墙、顶盖和侧墙承受

综合试题（一卷）

一、填空题（每空1分，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）

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：①结构材料性能的不定性、②结构几何参数的不定性、③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。①标准高度的规定。我国

作业一

1、 某地基由多层土组成，各土层的厚度、容重如图所示，试求各土层交界处的竖向自重应力，并绘出自重应力分布图。

习题1厚度和容重图

解：（1）各土层交界处的竖向自重应力： c1=18.23 2.5=45.6kN/m 2

c2=c1+18.62

2.0=82.8kN/m 2 c3=c2+9.80

1.5=97.5kN/m 2 c4=c3+9.40

2.0=116.3kN/m 2 （2）自重应力分布如下图：

2、 已知某市基本雪压S 0=0.5kN/m 2，某建筑物为拱形屋面，拱高f =5m ，跨度l =21m ，

试求该建筑物的雪压标准值。

解：(1)屋面积雪分布系数525.08==

f l r μ (2) 该建筑物的雪压标准值S k =

r S 0=0.5250.50=0.2625kN/m 2

风荷载作业参考答案

1. 已知一矩形平面钢筋混凝土高层建筑，平面沿高度保持不变。H =100m ，B =33m ，地面粗糙

度为A 类，基本风压W 0=0.44kN/m 2。结构的基本自振周期T 1=2.5s 。求风产生的建筑底部弯

矩。(注：为简化计算，将建筑沿高度划分为5个计算区段，每个区段20m 高，取其中点位置的风荷载值作为该区段的平均风载值)

解：

资料不错

第2次课 荷载与建模荷载与建模 与建模

荷载 荷载

2.1 风荷载2.1 风荷载：风荷载：【荷载规范GB 50009-2001(2006版)附表D.4强条】

2.2 正常使用活荷载标准值（KN/m2）：【荷载规范-4.1.1强条、技术措施-荷载篇】

（1） 住宅、宿舍取2.0；其走廊、楼梯、门厅取2.0；

（2） 办公、教室取2.0；其走廊、楼梯、门厅取2.5；

（3） 食堂、餐厅取2.5；其走廊、楼梯、门厅取2.5；

（4） 一般阳台取2.5；

（5） 人流可能密集的走廊/楼梯/门厅/阳台、高层住宅群间连廊/平台取3.5；

（6） 卫生间取2.0~2.5（按荷载规范）；设浴缸、座厕的卫生间取4.0；

（7） 住宅厨房取2.0，中小型厨房取4.0，大型厨房取8.0（超重设备另行计算）；

（8） 多功能厅、阶梯教室有固定坐位取3.0；无固定坐位取3.5；

（9） 商店、展览厅、娱乐室取3.5；其走廊、楼梯、门厅取3.5；

（10） 大型餐厅、宴会厅、酒吧、舞厅、健身房、舞台取4.0；

（11） 礼堂、剧场、影院、有固定坐位的看台、公共洗衣房取3.0；

（12） 小汽车通道及停车库取4.0；

（13） 消防车通道：单向板取35.0；双向板楼盖、无梁楼盖取20.0；

注：消

资料不错

第2次课 荷载与建模荷载与建模 与建模

荷载 荷载

2.1 风荷载2.1 风荷载：风荷载：【荷载规范GB 50009-2001(2006版)附表D.4强条】

2.2 正常使用活荷载标准值（KN/m2）：【荷载规范-4.1.1强条、技术措施-荷载篇】

（1） 住宅、宿舍取2.0；其走廊、楼梯、门厅取2.0；

（2） 办公、教室取2.0；其走廊、楼梯、门厅取2.5；

（3） 食堂、餐厅取2.5；其走廊、楼梯、门厅取2.5；

（4） 一般阳台取2.5；

（5） 人流可能密集的走廊/楼梯/门厅/阳台、高层住宅群间连廊/平台取3.5；

（6） 卫生间取2.0~2.5（按荷载规范）；设浴缸、座厕的卫生间取4.0；

（7） 住宅厨房取2.0，中小型厨房取4.0，大型厨房取8.0（超重设备另行计算）；

（8） 多功能厅、阶梯教室有固定坐位取3.0；无固定坐位取3.5；

（9） 商店、展览厅、娱乐室取3.5；其走廊、楼梯、门厅取3.5；

（10） 大型餐厅、宴会厅、酒吧、舞厅、健身房、舞台取4.0；

（11） 礼堂、剧场、影院、有固定坐位的看台、公共洗衣房取3.0；

（12） 小汽车通道及停车库取4.0；

（13） 消防车通道：单向板取35.0；双向板楼盖、无梁楼盖取20.0；

注：消

1.（8分）某民用建筑结构设计时考虑的荷载有：恒荷载G、持久性活荷载L1(t)、临时性活荷载L2(t)、风荷载WY(t)、雪荷载WS(t)。已知设计基准期T?50年，恒荷载、活荷载、风荷载和雪荷载的分时段长度?分别取为50年、10年、1年、1年。试按照JCSS组合规则，列出上述荷载的组合表达式。

解答（每个2分）：

因?1?50??2?10??3?10??4?1??5?1，故有：

SM1?SG?maxSL1(t)?maxSL2(t)?maxSWY(t)?maxSWS(t)

t?[0,T]t??2t??3t??4SM2?SG?SL1(t0)?maxSL2(t)?maxSWY(t)?maxSWS(t)

t?[0,T]t??2t??3SM3?SG?SL1(t0)?SL2(t0)?maxSWY(t)?maxSWS(t)

t?[0,T]t??2SM4?SG?SL1(t0)?SL2(t0)?SWY(t0)?maxSWS(t)

t?[0,T]

2.（12分）已知某地区年最大风速服从极值Ⅰ型分布，通过大量观测，统计得出该地区年最大风速样本的平均值为18.9m/s，标准差为2.5m/s。 （1） 求出该地区50年最大风速的概率分布函数； （2） 计算100

《荷载与结构设计方法》习题解答

1 荷载与作用

1.1 什么是施加于工程结构上的作用？荷载与作用有什么区别？

结构上的作用是指能使结构产生效应的各种原因的总称，包括直接作用和间接作用。引起结构产生作用效应的原因有两种，一种是施加于结构上的集中力和分布力，例如结构自重，楼面的人群、家具、设备，作用于桥面的车辆、人群，施加于结构物上的风压力、水压力、土压力等，它们都是直接施加于结构，称为直接作用。另一种是施加于结构上的外加变形和约束变形，例如基础沉降导致结构外加变形引起的内力效应，温度变化引起结构约束变形产生的内力效应，由于地震造成地面运动致使结构产生惯性力引起的作用效应等。它们都是间接作用于结构，称为间接作用。

“荷载”仅指施加于结构上的直接作用；而“作用”泛指使结构产生内力、变形的所有原因。

1.2 结构上的作用如何按时间变异、空间位置变异、结构反应性质分类？

结构上的作用按随时间变化可分永久作用、可变作用和偶然作用；按空间位置变异可分为固定作用和自由作用；按结构反应性质可分为静态作用和动态作用。

1.3 什么是荷载的代表值？它们是如何确定的？

荷载代表值是考虑荷载变异特征所赋予的规定量值，工程建设相关的国家标准给出了荷载四种代表值：标

《荷载与结构设计方法》(柳炳康)习题解答

1 荷载与作用

1.1 什么是施加于工程结构上的作用？荷载与作用有什么区别？

结构上的作用是指能使结构产生效应的各种原因的总称，包括直接作用和间接作用。引起结构产生作用效应的原因有两种，一种是施加于结构上的集中力和分布力，例如结构自重，楼面的人群、家具、设备，作用于桥面的车辆、人群，施加于结构物上的风压力、水压力、土压力等，它们都是直接施加于结构，称为直接作用。另一种是施加于结构上的外加变形和约束变形，例如基础沉降导致结构外加变形引起的内力效应，温度变化引起结构约束变形产生的内力效应，由于地震造成地面运动致使结构产生惯性力引起的作用效应等。它们都是间接作用于结构，称为间接作用。

“荷载”仅指施加于结构上的直接作用；而“作用”泛指使结构产生内力、变形的所有原因。

1.2 结构上的作用如何按时间变异、空间位置变异、结构反应性质分类？

结构上的作用按随时间变化可分永久作用、可变作用和偶然作用；按空间位置变异可分为固定作用和自由作用；按结构反应性质可分为静态作用和动态作用。

1.3 什么是荷载的代表值？它们是如何确定的？

荷载代表值是考虑荷载变异特征所赋予的规定量值，工程建设相关的国家标准给出了荷载四种

混凝土结构的设计方法

一、填空题

1、结构的 安全性 、 适用性 、 耐久性统称为结构的可靠性。 2. 阳台的整体倾覆应为不满足 正常使用 极限状态。 3、结构功能的极限状态分为 正常作用 和 承载能力 两类。 4、我国规定的设计基准期是 50 年。

5、结构完成预定功能的规定条件是正常设计 、 正常施工 、 正常使用及维护。 6、荷载效应S和抗力R之间的关系不同，结构构件将处于不同的状态，

当 S＜R 时，结构处于安全状态；当 S=R 时，结构处于极限状态；当S＞R时，结构处于 失效 状态。

7、失效概率Pf的大小可以通过可靠指标β来度量，即β越大，Pf 越小 。

8、工程设计时，一般先按承载能力极限状态设计结构构件，再按正常使用 极限状态验算。 9、现阶段建筑结构设计方法是以概率理论为基础的极限状态设计法.

二、判断题

1、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值（√）。

2、钢筋强度标准值的保证率为97.73%。HPB235级钢筋设计强度210N/mm2，意味着尚有2.27%的钢筋强度低于210N/mm2。（×） 3、结构设计的基准期一般为50年。即在50年内，结构是可靠的

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