结构可靠度期末试卷B答案

试卷B 答案 一、简答题 1、答
工程结构有两项基本功能，一是提供能良好地为人类生活和生产服务，满足人类使用要求、审美要求的结构空间和实体。

另一个是承受和抵御结构服役过程中可能出现的各种环境作用。

2、答
凡是含有水的松散岩石和土体，温度降低到0o 或以下时途中孔隙水便冻结成冰，产生土体冻胀。

建筑在冻胀土上的结构物，使地基上的冻胀变形受到约束，使得地基土的冻结条件发生改变，进而改变这基础周围土体温度，并且将外部荷载传递到地基土中改变地基土冻结时的束缚力。

地基土冻结时产生的冻胀力将反映在对结构物的作用上，引起结构物的位移、变形。

一般根据土体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、法向冻胀力和水平冻胀力。

3、答
对于线弹性体系，结构顺风向总风效应为顺风向平均风效应与脉动风效应得线性组合，或将顺风向平均风压与脉动风压之和表达为顺风向总风压即
()()()()()()0d z s w z w z w z z z z w βμμ=+=
()()
()
11z z z z φβξν
μ=+ 4、答
所谓地震反应谱是指地震时结构指点的最大反应与结构自振周期或频率的关系。

确定地震作用的反应谱理论是以单质点弹性体系在实际地震作用下的反应为基础，对结构的地震反应进行分析的。

具体过程为：将强震记录下来的某一水平分量的加速度曲线进行数字化处理，从而求出体系得绝对加速度的时程反应，并取最大反应值。

如果以质点最大绝对加速度反应为纵坐标，以周期为横坐标绘制个点，对于阻尼比相同，自振周期各不相同的单质点体系即可得到一条曲线，当阻尼比变化是就得到了一组曲线，这种曲线就是加速度反应谱曲线，又称谱曲线。

抗震规范中的设计反应谱曲线是以地震影响系数和结构周期伟变量参数的，称为地震影响系数曲线。

根据大量强震记录计算出对应于每一条强震记录的反应谱曲线，然后分类平均，并以某种意义上的外包线形式加以光滑，求出的具有统计意义上的代表性谱曲线。

5、答
预加力又称为预应力，就是在构件承受外荷载之前，使构件截面中产生应力，使之全部或部分抵消由于外荷载产生的反向应力。

既可以被利用来抵抗结构承受的拉应力或弯矩，也可用来抵抗结构承受的压应力。

预加应力施加方式多种多样，主要取决于结构设计和施工的特点，有以下几种主要的方式
1）、外部预加力法和内部预加力法 2）、先张法和后张法 3）、预弯梁预加力法 6、答
荷载随机过程的样本函数时十分复杂的，它随荷载的种类不同而异。

目前对各类荷载随机过程的样本函数及其性质了解甚少。

对结构设计和结构可靠度分析来说，最有意义的是设计基准期内的荷载最大值T Q 。

不同的设计基准期内的T Q 是不同的。

为简化起见，对于常见
的楼面活荷载、风荷载、雪荷载等采用了平稳二项随机过程概率模型，基本假定如下 1）、设计基准期T 可以等分为r 个相等的时段τ，荷载一次持续施加在结构上的时段长度为τ，或者认为设计基准期内荷载均匀变动r 次。

2）、在每一个时段上，荷载()Q t 出现的概率为p ，不出现的概率为1q p =-
3）、在每一时段上，当荷载出现时，其幅值是非负随机变量，且在不同时段上其概率分布函数()i
Q F x 相同
4）、不同时段上的幅值随机变量相互独立，且个时段上荷载是否出现相互独立。

7、答
8、答
中心点法不考虑基本变量的实际分布，直接按其服从正态或对数正态分布，而在实际工程中，这种情况并不一定能成立。

通过对楼面活荷载风荷载雪荷载的研究分析表明，它们均服从极值I 型分布，而结构抗力一般是服从对数正态分布的，拉克维茨和费斯莱等人提出当量正态变量模式，并把极限状态函数推广到多于两个变量的非线性的更一般的情况，即验算点法，使理论模式更符合客观实际。

9、答
在各项标准值已经给定的情况下，要选取一组分项系数，使按极限状态设计表达设计的各种结构的可靠指标β与规定的目标可靠指标0β之间在总体上误差最小。

10、答
这是由于各国荷载和抗力标准值确定的方式不同，涉及目标可靠度的水准也有差异，因此不同国家结构设计表达式的分项系数取值也不一致。

各国家的荷载分项系数、抗力分项系数与荷载标准值和抗力标准值是配套使用的。

它们作为设计表达式中的一个整体有确定的概率可靠度意义，所以千万不能采用一个国家的荷载标准值或抗力标准值，而选用另一个国家的设计表达式进行结构设计。

二、计算题 1、 解
将结构功能函数写为ln ln ln R Z R S S
=-=
可靠指标为Z
Z μβσ=
= 由对数正态分布的性质可知
2
ln ln 1
ln 2
X X X μμσ=- ()22ln ln 1X X σδ=+
可得
ln 3.6136Z
Z μβσ=
===
按简化公式
3.5774Z Z μβσ=
==
2、解
z z μμμμβσ--==
给定0β值有
1
2
0R N N μμμβ---=
即
2462000R μ---
解得
683.54R kN μ=
抗力标准值
683.54
632.91.08
R k R R kN μχ=
==。