荷载与结构设计原理 (16)
工程结构荷载与可靠度设计原理
解决手段：模糊集合理论、模糊随机过程理论。
知识的不完善性：由于(yóuyú)人类认识上的局限性而造成的， 所以又叫主观认识的未确定性，如“人体有多少根头发”等。
解决手段：灰色系统理论。
2022/1/8
在结构(jiégòu)可靠性理论中以随机性为研究重点
第三页，共44页。
结构设计中的不确定性因素(yīn sù)
2022/1/8
第十九页，共44页。
验算(yàn suàn)点法基本原理
正态随机变量的情况
结构(jiégòu) Z gX1, X 2 ,....X n
功能函数
将Z在各变量的验算点X* （X1*, X2*,·····, Xn*）处展开成泰勒级数
Z
g(
X
1
,
X
2 ,,
X
n
)
n
(Xi
i 1
X
可靠度
失效概率
Ps PZ 0
0 f z (Z )dZ
Pf PZ 0
0
f z (Z )dZ
2022/1/8
Ps Pf 1
•结构可靠度满足： Z>0具有相当大的概率或 Z<0 具有相当小的概率； •通常采用失效概率来度量结构的可靠度。
第十页，共44页。
可靠(kěkào)指标
基本概念
i
)
g X i
X*
均值 (jū n
Z
g
(
X
1
,
X
2
,,
X
n
)
0
n
( X i
i 1
X
i
)
g X i
X*
zhí)
2022/1/8
结构设计原理课后习题答案
1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？混凝土梁的受拉能力很弱，当荷载超过c f 时，混凝土受拉区退出工作，受拉区钢筋承担全部荷载，直到达到钢筋的屈服强度。
因此，钢筋混凝土梁的承载能力比素混凝土梁提高很多。
2解释名词：混凝土立方体抗压强度：以边长为150mm 的混凝土立方体为标准试件，在规定温度和湿度下养护28天，依照标准制作方法，标准试验方法测得的抗压强度值。
混凝土轴心抗压强度：采用150*150*300的混凝土立方体为标准试件，在规定温度和湿度下养护28天，依照标准制作方法和试验方法测得的混凝土抗压强度值。
混凝土抗拉强度：采用100*100*150的棱柱体作为标准试件，可在两端预埋钢筋，当试件在没有钢筋的中部截面拉断时，此时的平均拉应力即为混凝土抗拉强度。
混凝土劈裂抗拉强度：采用150mm 立方体试件进行劈裂抗拉强度试验，按照规定的试验方法操作，按照下式计算AF A F 673.02f ts ==π 3 混凝土轴心受压的应力—应变曲线有何特点？影响混凝土轴心受压应力—应变曲线有哪几个因素？完整的混凝土轴心受压的应力-应变曲线由上升段OC ，下降段CD,收敛段DE 组成。
0~时呈直线；~曲线偏离直线。
之后，塑性变形显著增大，曲线斜率急速减小，fc 点时趋近于零，之后曲线下降较陡。
D 点之后，曲线趋于平缓。
因素：混凝土强度，应变速率，测试技术和试验条件。
4 什么叫混凝土的徐变？影响徐变有哪些主要原因？在荷载的长期作用下，混凝土的变形随时间增长，即在应力不变的情况下，混凝土应变随时间不停地增长。
这种现象称为混凝土的徐变。
主要影响因素：混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小，加载时龄期，混凝土结构组成和配合比，养生及使用条件下的温度和湿度。
5 混凝土的徐变和收缩变形都是随时间而增长的变形，两者有和不同之处？徐变变形是在长期荷载作用下变形随时间增长，收缩变形是混凝土在凝结和硬化的物理化学反应中体积随时间减小的现象，是一种不受外力的自由变形。
荷载与结构设计方法试题B卷答案
西南科技大学2009——2010学年第二学期《荷载及结构设计原理》期末考试试卷答案（ B卷）学院:_______________班级:_____________姓名:_______________学号:____________一、选择题（本大题共10小题，每题2分，共20分）1.A2.B3.B4.C5.D6.D7.C8.B9.A 10.D二、判断题，认为正确的打√，认为错误的打×（本大题共10小题，每题1.5分，共15分）1.×2.×3.√4.√5.×6.×7.√8.√9.× 10.×三、填空题（本大题共15空，每空1分，共15分）1.基本，偶然；2.0.25s，30；3.冲击系数；4.安全、适用、耐久；5.标准值、频遇值、准永久值；6.被动，主动；7.几何参数，计算模式；四、简答题（本大题共25分，其中1、2题每题8分，3题9分）1. 屋面雪荷载与地面上的积雪荷载是否相同？如若不同，请指出原因。
答：不同。
（1分）原因：一是风对积雪的影响（1分），风的漂积作用改变积雪的分布（2分）；一是屋面坡坡对积雪的影响（2分）；一是屋面温度对积雪的影响。
（2分）2.定义结构可靠度时，为什么要明确规定的时间和规定的条件？答：由于荷载效应一般随设计基准期增大而增大，而影响结构抗力的材料性能指标则随设计基准期的增大而减小，（2分）“规定的时间越长，结构的可靠度越低”，因此结构可靠度与“规定的时间”有关。
（2分）“规定的条件”指正常设计、正常施工、正常使用条件，不考虑人为错误或过失因素，（2分）条件的不同会对具体的可靠度的取定有很大影响，因而，必须明确规定的条件。
（2分）3. 荷载有哪些代表值？分别指什么？答：代表值有，一是荷载标准值，一是荷载组合值，一是荷载准永久值，一是荷载频遇值。
（4分）荷载标准值是指在结构使用期间可能出现的最大值；（1分）荷载组合值是指当有两种或两种以上的可变荷载同时作用于结构上，所有可变荷载同时达到其最大值的概率极小，此时主导荷载（产生最大效应的荷载）取标准值，其他伴随荷载取小于其标准值的组合值；（2）荷载准永久值是指可变荷载在结构使用期间经常达到和超过的值；（1）荷载频遇值是指可变荷载在结构上较频繁出现且量值较大的值，主要用于荷载短期效应中。
工程结构荷载与可靠度设计原理知识点
工程结构荷载与可靠度设计原理知识点荷载：由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力，如重力、土压力、水压力、风压力。
效应：结构的内力、位移、变形、应力、应变、裂缝、速度、加速度等。
作用：将能使结构产生效应的各种因素称为作用。
直接作用：直接作用在各种结构上的各种荷载。
间接作用：能够引起结构内力，变形效应的非直接作用因素，如地震、温度变化、基础不均匀沉降。
作用的分类：随时间的变异分：永久作用、可变作用、偶然作用。
随空间位置的变异：固定作用、可变作用。
结构的反应分类：静态作用、动态作用。
注：1.严格意义上讲，只有直接作用才能称为荷载。
2.土压力、风压力和水压力是荷载，由爆炸、离心作用等产生的作用在物体上的惯性力也是荷载。
3.按照间接作用的定义，温度变化、基础不均匀沉降为间接作用。
4.直接作用和间接作用都能引起结构效应。
雪荷载：单位面积地面上积雪的自重。
基本雪压：指当地空旷平坦地面上根据气象记录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。
（基本雪压是针对地面上的积雪荷载定义的）雪重度是一个随时间和空间变化的量。
最大雪深和最大雪重度不同时出现。
屋面血压影响因素:风、屋面形式、屋面散热。
汽车荷载：包括车辆荷载和车道荷载。
汽车荷载：考虑车的排列方式，以集中荷载形式作用于车轴位置。
车道荷载：不考虑车的排列方式，等效为均布荷载。
公路桥涵上的车辆荷载有车列荷载和车道荷载两种形式。
风压：当以一定速度向前运动遇到阻碍时，对阻碍物产生的压力。
基本风压：按规定的高度、地貌、时距、等量测的风速所确定的风压称为基本风压。
基本风压规定：1.标准高度：10m2.地貌:空旷平坦3.公称风速时距：10min4.最大风速的样本时间：1年5.基本风速的重现期：一般为几十年横向风风力系数：注：1.我国现行《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012规定基本风压的标准高度为10m。
2.地面越粗糙，风速变化越慢，梯度风高度越高；反之，风速变化越快，梯度风高度越小。
荷载与与结构设计原则复习
荷载与与结构设计原则复习第一章荷载类型1．荷载类型：1．荷载与作用：荷载、直接作用、间接作用、效应2．作用的分类：按随时间的变异、随空间位置的变异和结构的反应分类例如：1、由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力称为荷载。
(√)2、由各种环境因素产生的间接作用在结构上的各种力称为荷载。
(×)3、什么是荷载? (荷载的定义是什么?)?)答：由各种环境因素产生的直接作用在结构的各种力称为荷载。
4、土压力、风压力和水压力是荷载，由爆炸、离心作用等产生的作用在物体上的惯性力不是荷载。
(×)5、什么是效应?答：作用在结构上的荷载使结构产生的内力、变形、裂缝等就叫做效应。
6、什么是作用?直接作用和间接作用?答：使结构产生效应(结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等)的各种因素总称为作用。
可归结为作用在结构上的力的因素称为直接作用；不是作用力但同样引起结构效应的因素称为间接作用。
7、只有直接作用才能引起结构效应，间接作用并不能引起结构效应。
(×)8、严格意义上讲，只有直接作用才能称为荷载。
(√)9、以下几项中属于间接作用的是C C10、预应力属于 A 。
温度变化属于 B 。
A、永久作用B、静态作用C、直接作用D、动态作用第二章重力1．重力(静载)1）结构自重2）土的自重应力3）雪荷载（基本雪压、雪重度、屋面的雪压）例如：1、基本雪压是指当地空旷平坦地面上根据气象记录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。
(√)2、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3、虽然最大雪重度和最大雪深两者有很密切的关系，但是两者不一定是同时出现。
(√)4、造成屋面积雪与地面积雪不同的主要原因有：风、屋面形式和屋面散热等。
2．重力(活载)1）车辆荷载：公路车辆荷载（车道荷载、车列荷载）、列车荷载2）楼面活荷载例如：1、车列荷载与车道荷载有什么区别?答：车列荷载是把大量经常出现的汽车荷载排列成车列的形式作为设计荷载。
工程荷载与可靠度设计原理
第一章荷载：将由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力称为荷载。
将能使结构产生效应(内力、应力、位移、应变、裂缝、挠度等)的因素统称为作用将可归结为作用在结构上的力的因素成为直接作用(荷载)；将不是作用力但同样引起结构效应的其他因素称为间接作用。
1.按随时间的变异分类：永久荷载/作用(permanent load/action )设计基准期内其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽视不计可变荷载/作用(VariabIe load/action)设计基准期内其量值随时间变化，且其变化与平均值相比不行忽视偶然荷载/作用(accidental load/action)设计基准期内消失或不肯定消失，而一旦消失其量值很大且持续时间很短2.按随空间位置的变异分类固定作用一在结构空间位置上固定分布可动作用一在结构空间位置上的肯定范围内任意分布3.按结构的反应分类静态荷载/作用(static load/action)对结构或结构部件不产生加速度或其加速度可忽视动态荷载/作用(Dynamic load/action)对结构或结构部件产生的加速度不行忽视效应：各种作用使结构构件所产生的内力、应力、位移、应变、裂缝等其次章重点：自重的计算结拓自重：是由地球引力产生的组成结构的材料重力，一般而言，只要知道结构各部件或构件的尺寸及所使用的材料资制，就可以依据材料的重度，算出构件的自重。
结构脚全小H荷载警域内’的结构自重转化为平均楼面恒载Z=I4.95- 7.43kN∕m2 钢筋砂结构一般砖18kN∕m3土的自重应力即为土自身有效重力在土体中所引起的应力地下水位以下土的重度采用土也有逐重度上的饱和重度-水的重度雪重度S =雪压：单位面积地面上积雪的自重一般将楼面活荷载处理为楼面均布荷载。
第三章重点：土压力的计算土的侧压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用，对墙背所产生的压力静止土压力：假如挡土墙在土压力作用下，不产生任何方向的位移和转动，则墙后土体处于弹性平衡状态，此时，挡土墙所受的土压力为静止土压力，用EO表示。
(整理)《荷载与结构设计方法》试题+参考答案4.
《荷载与结构设计方法》试题+参考答案4一、填空题（每空1分，共计20分）1. 当功能函数服从 正态分布 时，可靠指标与失效概率具有一一对应关系。
2结构构件可靠度计算的一次二阶矩法包括 中心点法 和 验算点法 。
3. 结构可靠指标β的几何意义是 随机变量空间坐标原点到极限状态曲面的最短距离。
随机变量标准空间坐标原点到极限状态曲面的最短距离。
4. 荷载简单组合是 恒荷载 与 可变荷载 的组合。
5. 确定结构目标可靠度水准的方法有 事故对比法 、 校准法 和 优化法 。
6. 荷载的代表值一般包括 标准值 、 组合值 、 频遇值 和 准永久值 。
7. 荷载效应组合规则一般有 、 、和 。
8. 我国“建筑结构可靠度设计统一标准”（GB50068—2001）将设计状况分为 、 和 。
9. 荷载效应组合问题的实质是 综合荷载效应最大值的概率分布问题 。
二、判断对错（在括号内：对的画“√”，错的画“×”） （每空2分，共计16分）1. 可靠指标β越大，结构可靠程度越高。
（ 对 ）2. 结构可靠度设计的基准期就是结构的使用期。
（ 错 ）3. 结构的失效概率f P 等于结构抗力R 和荷载效应S 的概率密度干涉面积。
（ 错 ）4. 极限状态方程表达了结构荷载效应与抗力之间的平衡关系。
（ 对 ）5. 结构重要性系数是用来调整不同安全等级结构的目标可靠指标的。
（ 对 ）6. 延性破坏构件的目标可靠指标要大于脆性破坏构件的相应值。
（ 错 ）7. 荷载标准值是设计基准期内在结构上时而出现的较大可变荷载值。
（ 错 ）（最大荷载）8. 对于结构不同的设计状况，均应进行正常使用极限状态设计。
（ 错 ）三、简述题（每小题8分，共计24分）1. 简述结构设计方法经历了哪几个发展阶段，并说明每个阶段结构设计方法的主要特点。
2. 简述影响结构构件抗力随机性的几类因素，并说明每一类因素主要包括哪些内容。
3. 简述结构构件可靠度设计的实用表达式包括哪些内容，并列出具体表达式。
(完整版)工程结构荷载与可靠度设计原理_复习资料
荷载与结构设计原理总复习题一、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。
钢结构原理教案16
7.3 厂房柱的设计厂房柱承受轴力、弯矩和剪力作用，属于压弯构件。
其设计原理、方法及计算长度确定已在第6章述及，这里仅就其计算和构造的特点加以说明。
7.3.1 柱的截面验算单阶柱的上柱，一般为实腹工字形截面，选取最不利的内力组合，按第6章的计算方法进行截面验算。
阶形柱的下段柱一般为格构式压弯构件，需要验算在框架平面内的整体稳定以及屋盖肢与吊车肢的单肢稳定。
计算单肢稳定时，应注意分别选取对所验算的单肢产生最大压力的内力组合。
考虑到格构式柱的缀材体系传递两肢间的内力情况还不十分明确，为了确保安全，还需按吊车肢单独承受最大吊车垂直轮压R max 进行补充验算。
此时吊车肢承受的最大压力为：a M M a y R N R N R )()(2max max 1-+-+= （7-30） 式中 m ax R ——吊车竖向荷载及吊车梁自重等所产生的最大计算压力；M ——使吊车肢受压的下段柱计算弯矩，包括max R 的作用；N ——与M 相应的内力组合的下段柱轴向力；R M ——仅由max R 作用对下段柱产生的计算弯矩，与N M 、同一截面；2y ——柱截面重心轴至屋盖肢重心线的距离；a ——下柱屋盖肢和吊车肢重心线间的距离。
当吊车梁为突缘支座时，其支反力沿吊车肢轴线传递，吊车肢按承受轴心压力N 1计算单肢的稳定性。
当吊车梁为平板式支座时，尚应考虑由于相邻两吊车梁支座反力差（R 1-R 2）所产生的框架平面外的弯矩：()e R R M y ⨯-=21 （7-31）M y 全部由吊车肢承受，其沿柱高度方向弯矩的分布可近似地假定在吊车梁支承处为铰接，在柱底部为刚性固定，分布如图7-50所示。
吊车肢按实腹式压弯杆验算在弯矩M y 作用平面内（即框架平面外）的稳定性。
图7-50吊车肢的弯矩计算图7.3.2 肩梁的构造和计算阶形柱支承吊车处，是上、下柱连接和传递吊车梁支反力的重要部位，它由上盖板、下盖板、腹板及垫板组成，也称肩梁。
结构设计原理第四版课后答案叶见曙
结构设计原理第四版课后答案叶见曙目录第一章 (1)第二章 (3)第三章 (5)第四、五章 (13)第六章...........16 第七、八章.......18 第九章.. (26)第一章1-1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？答：当荷载超过了素混凝土的梁的破坏荷载时，受拉区混凝土开裂，此时，受拉区混凝土虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将承担几乎全部的拉力，能继续承担荷载，直到受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎破坏。
1-2 试解释一下名词：混凝土立方体抗压强度；混凝土轴心抗压强度；混凝土抗拉强度；混凝土劈裂抗拉强度。
答：混凝土立方体抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以每边边长为150mm 的立方体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa 为单位）作为混凝土的立方体抗压强度，用符号cu f 表示。
混凝土轴心抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa 为单位）称为混凝土轴心抗压强度，用符号c f 表示。
混凝土劈裂抗拉强度：我国交通部部颁标准《公路工程水泥混凝土试验规程》（JTJ 053-94）规定，采用150mm 立方体作为标准试件进行混凝土劈裂抗拉强度测定，按照规定的试验方法操作，则混凝土劈裂抗拉强度ts f 按下式计算：20.637ts F F f A ==πA 。
混凝土抗拉强度：采用100×100×500mm 混凝土棱柱体轴心受拉试验，破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断，其平均拉应力即为混凝土的轴心抗拉强度，目前国内外常采用立方体或圆柱体的劈裂试验测得的混凝土劈裂抗拉强度值换算成轴心抗拉强度，换算时应乘以换算系数0.9，即0.9t ts f f =。
工程结构荷载与可靠度设计原理复习资料全
荷载与结构设计原理总复习题一、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.先法是有粘结的预加力方法，后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力，而在超静定结构中产生力。
（Y）21.结构可靠指标越大，结构失效概率越小，结构越可靠。
结构力学第16章---结构的极限荷载
（1）基本定理： 可破坏荷载 FP 恒不小于可接受荷载 FP ，即 FP FP
（2）唯一性定理: 极限荷载值是唯一确定的。
（3）上限定理（极小定理）：可破坏荷载是极限荷载的上限； 即极限荷载是可破坏荷载中的极小值。 FPu FP
qu
6.4
Mu l2
§16-4 比例加载时判定极限荷载的一般定理
比例加载: 所有荷载变化时都彼此保持固定的比例，可用一个 参数FP表示； 荷载参数FP只是单调增大，不出现卸载现象。
假设条件: 材料是理想弹塑性的； 截面的正极限弯矩与负极限弯矩的绝对值相等； 忽略轴力和剪力对极限弯矩的影响。
结构的极限受力状态应满足的条件: （1）平衡条件: 结构的整体或任一局部都能维持平衡； （2）内力局限条件: 任一截面弯矩绝对值都不超过其极限弯矩； （3）单向机构条件: 结构成为机构能够沿荷载方向作单向运动。
11.7
Mu l2
§16-5 刚架的极限荷载
基本假设: （1）当出现塑性铰时，塑性区退化为一个截面（塑性铰处的
截面），其余部分仍为弹性区。 （2）荷载按比例增加，且为结点荷载，塑性铰只出现在结点
处。 （3）每个杆件的极限弯矩为常数，各杆的极限弯矩可不同。 （4）忽略轴力和剪力对极限弯矩的影响。
1. 增量变刚度法的基本思路: 把非线性问题转化为分阶段的几
0 0
k
e 1
2
0 EA
l 0
0 0 0
0 0 0
0 EA
l 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
3. 计算步骤-求刚架极限荷载(比例加载, 荷载用荷载参数FP表示)
工程结构荷载与可靠度设计原理-完整版
2021/5/9
§2.3 雪荷载
漂积作用的影响： • 使敞风较好的平屋面或小坡度屋面上的雪压小于
邻近地面上的雪压； • 在高低跨屋面的情况下，在低屋面形成局部较大
其他几种水压力在结构物上的分布模式
§3.2 水压力及流水压力
二、动水压力
➢ 当水流过结构物表面时，会对结构物产生切应力 和正应力。
➢ 切应力只有在水高速流动时，才表现出来。
➢ 正应力=静水压力+动水压力。
即：
p p静 p动
p p静 p动 p'
p动 时段平均动压力（Pa）;
p'
2021/5/9
大汽车荷载的概率大小，对荷载效应进行折减。 车道数越多，折减率越大。
2021/5/9
§2.4 车辆荷载 车辆荷载布置图
2021/5/9
单位（m）
§2.4 车辆荷载 ➢ 列车荷载 • 列车荷载应采用中华人民共和国铁路标准活载， 及“中-活载”。
我国城市桥梁设计荷载标准规定的城-A级车道荷载
2021/5/9
hi
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第i层土的厚度（m）
第i层土的天然重度，若土层位
于地下水位以下，计算土的自
重应力时应取土的有效重度
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§2.1 结构自重
土的有效重度
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若土层位于地下水位以下，由于受到水的 浮力作用，单位体积中，土颗粒所受的重 力扣除浮力后的重度称为土的有效重度， 是土的有效密度与重力加速度的乘积
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混凝土设计荷载原理
混凝土设计荷载原理一、概述混凝土结构是现代建筑中最常用的结构体系之一，其设计荷载是建筑设计中最基本的问题之一。
混凝土设计荷载原理是指在混凝土结构设计中确定作用于结构上的荷载大小和方向的原理，是混凝土结构设计的基础。
二、荷载分类混凝土结构设计中的荷载分为静力荷载和动力荷载两种类型。
1.静力荷载静力荷载是指在静止状态下作用于结构上的荷载，其分类如下：（1）永久荷载：指固定在结构上的荷载，如自重、墙体、楼板等。
（2）变动荷载：指不固定在结构上的荷载，如风荷载、人员荷载、家具荷载等。
（3）附加荷载：指在一定条件下才会出现的荷载，如雪荷载、冰荷载等。
2.动力荷载动力荷载是指在运动状态下作用于结构上的荷载，其分类如下：（1）地震荷载：指地震引起的荷载，是混凝土结构设计中最重要的荷载之一。
（2）风荷载：指风引起的荷载，在高层建筑中尤为重要。
（3）水荷载：指水流引起的荷载，如波浪荷载、涌浪荷载等。
三、荷载计算方法混凝土结构设计中常用的荷载计算方法有极限状态设计法和工作状态设计法。
1.极限状态设计法极限状态设计法是指在荷载作用下混凝土结构的破坏状态，其计算方法包括极限状态下弯矩、剪力、轴力的计算及混凝土的强度计算等。
（1）弯矩计算弯矩计算是指在荷载作用下结构受到弯曲的情况下，结构所承受的最大弯矩。
弯矩计算需要考虑结构的几何形状、荷载大小和荷载分布情况等因素。
剪力计算是指在荷载作用下结构受到剪切的情况下，结构所承受的最大剪力。
剪力计算需要考虑结构的几何形状、荷载大小和荷载分布情况等因素。
（3）轴力计算轴力计算是指在荷载作用下结构受到轴向压力或拉力的情况下，结构所承受的最大轴向力。
轴力计算需要考虑结构的几何形状、荷载大小和荷载分布情况等因素。
2.工作状态设计法工作状态设计法是指在荷载作用下结构处于正常使用状态的设计方法，其计算方法包括结构变形、裂缝控制和刚度计算等。
（1）结构变形计算结构变形计算是指在荷载作用下结构所发生的变形情况。
荷载与结构设计原理-试卷及答案-B
C.偶然状况
D.随机状
况
6.下列各项中，何项不属于超过正常使用极限状态的情形？（D）
A.影响正常使用的振动
B.影响正常使用或外观的变形
C.混凝土构件的裂缝宽度超过规定的限值
D.结构构件或连接因过度变形而不适于继续承载
7.对于永久荷载效应对结构或构件的承载能力不利的情况，若永久荷载
效应在极限状态设计表达式中起控制作用时，荷载分项系数取下列何
西南科技大学城市学院课程考试
《荷载及结构设年第2学期
任课教师： 周小林 级： 土木12级
本试卷共6道大题，满分100分。
课程代码：050041
考 试 形 式：开卷( ) 闭卷 (√)
适用专业年
一、单项选择题（2×12=24分）
1.地震按其成因可划分为四种类型，其中分布最广，危害最大的是
2. 某5层钢筋混凝土框架结构办公楼，位于四川省绵阳市游仙区，底 层层高4.2m,其余各层层高3m，。集中于各楼层的重力荷载代表值 分别为，。已知场地类别为Ⅱ类，结构基本自振周期,求该房屋水 平地震作用。（计算出将各层的水平地震作用力即可）（15分）
(已知：四川省绵阳市游仙区抗震设防烈度7度，设计基本加速度0.10g, 设计地震第二组；钢筋混凝土结构阻尼比为0.05）
三、名词解释（共9分）
1.地震烈度（3分） 指地震对某一地区的地表及建筑物影响的强弱程度。 2. 荷载标准值（3分） 指结构设计基准期内可能出现的最大荷载值。 3.承载能力极限状态（3分） 指结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形状态。
四、填空题（2×8=16分）
1.作用按随时间变异可分为 永久作用 、 可变作用、 偶然作用 。 2.荷载的标准值是该荷载在结构设计基准期内可能达到的的 最大 值。 3.建筑结构设计基准期为 50 年，桥梁结构的设计基准期为 100 年。 4.风压高度变化系数影响因素有 地面粗糙度 、 高度 。
荷载与结构设计方法课后答案
荷载与结构设计方法课后答案【篇一：荷载与结构设计方法复习题】用随时间变化可分为；按空间位置变异分为；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2市郊行人密集区域取值一般为3.5 kn／m24.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理论或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.冻土的基本成分有四种：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，常将风区分为等级。
14.我国《建筑结构荷载规定》规定以标准高度处的最大风速为基本风速。
15.基本风压是根据，规定的地貌，规定的时距和确定最大风速的概率分布，按规定的现期（或年保证率）确定的基本风速，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.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和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.地震按产生的原因，可以分为和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。
《荷载与结构设计原理》题集
《荷载与结构设计原理》题集一、选择题（每题1分，共10分）1.在结构设计中，活荷载主要指的是什么类型的荷载？（ ）A. 恒荷载B. 风荷载C. 可变荷载D. 雪荷载2.建筑结构按照其极限状态设计可分为哪两种状态？（ ）A. 可靠状态和失效状态B. 使用状态和极限状态C. 承载能力极限状态和正常使用极限状态D. 弹性工作状态和塑性工作状态3.在进行梁的抗弯设计时，哪个截面是危险截面，需要重点关注？（ ）A. 跨中截面B. 支座截面C. 任意截面D. 四分之一跨截面4.下列哪项不是影响结构设计的荷载因素？（ ）A. 恒荷载B. 活荷载C. 风荷载D. 结构自重5.结构设计中的安全系数主要是考虑什么因素而设定的？（ ）A. 材料的强度B. 荷载的不确定性C. 结构的稳定性D. 施工误差6.结构设计时应满足哪些基本功能要求？（ ）A. 安全性、适用性和耐久性B. 经济性、美观性和环保性C. 稳定性、刚度和强度D. 防火性、防水性和防腐蚀性7.在结构设计中，如何考虑地震荷载？（ ）A. 作为活荷载考虑B. 作为偶然荷载考虑C. 作为恒荷载考虑D. 不需要考虑8.材料的强度标准值是如何确定的？（ ）A. 通过材料试验测定B. 根据设计经验估算C. 按照国家标准规定D. 通过计算机模拟得出9.结构可靠度是指什么？（ ）A. 结构在规定时间内完成预定功能的概率B. 结构抵抗破坏的能力C. 结构的安全系数D. 结构的稳定性10.在进行结构设计时，为什么要进行荷载组合？（ ）A. 为了简化计算过程B. 为了考虑不同荷载同时作用的情况C. 为了减少材料用量D. 为了提高结构美观性二、填空题（每题2分，共20分）1.在结构设计中，常见的荷载类型包括__________、__________、__________和__________等。
2.结构设计的基本原则是确保结构的__________、和。
3.按照对结构产生的影响，荷载可分为__________荷载和__________荷载。
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1.1 重要结构
1.0 一般结构
0.9 次要结构
γ0 安全等级
破坏后果 建筑物类型 一级
很严重 重要的房屋 二级
严重 一般的房屋 三级 不严重 次要的房屋
2、承载能力极限状态设计式
γ0S≤R （非抗震） = 建筑结构安全等级
1）荷载效应基本组合设计值
①可变荷载效应起控制作用的组合
可变荷载效应起控制作用
永久荷载效应起控制作用
S= max N 、M 、V 、T…
QiK
ci n 2
i Qi k 1Q 1Q GK G S S S S ψγγγ∑=++=（2001老规范） k i Q n 2=i i c L i Q k Q L Q k G Gj m
1j S γ+S γ+S γ=S i 111j ∑∑=ψγγ（2012新规范）
考虑实际使用年限的调整系数
i L γ——第i 个可变荷载考虑设计使用年限的调整系数。
结构设计使用年限（年） 5 50 100
调整系数 0.9 1.0 1.1
楼面和屋面活荷载考虑设计使用年限的调整系数
永久荷载效应分项系数: 可变荷载效应分项系数: 住宅、宿舍、商店…等绝大多数楼面活载 0.7
书库、档案库、电梯机房 0.9
风荷载 0.6
可变荷载Qi 的组合值系数:
1.2 对结构不利时
1.0 对结构有利时
0.9（砌体0.8） 倾覆、滑移或漂浮验算等
γG = 1.4 一般情况下
1.3 工业楼面且 γQi =
(i=1,2,3…n) Ψci ≤1
一般框、排架结构：
②由永久荷载效应起控制作用的组合
对结构不利时
S= max 式中： k i Q n
2=i i c L i Q k G Gj m 1j S γ+S γ=S i j ∑∑=ψγ（2001老规范）
（2012新规范）
2）荷载效应偶然组合设计值
S≤R/γRE （抗震） 重力荷载代表值引起的效应
水平地震 引起的效应 竖向地震 引起的效应
由材料变异性而确定，构件抗力标准值除以该分项系数后成为抗力设计值。
3）构件抗力分项系数
砼结构 砌体结构：1.6
钢结构 γR = γR
砼：1.4
钢筋：1.111~1.119
Q235钢：1.087
Q345，Q390，Q420钢：1.111
一钢筋砼屋面简支梁，跨度为6m ，截面尺寸为：250mm ×500mm ，梁的负荷宽度为3.6m ，已知屋面板自重标准值为3kN/m 2，上人屋面活荷载标准值为2kN/m 2，积灰荷载标准值为0.5kN/m 2，屋面活荷载和积灰荷载组合系数分别为0.7和0.9, 试求梁跨中弯矩设计值和支座边缘截面剪力设计值。
m 6m
6k q 1k
q 2k g 梁计算简图 屋面结构布置图
m 6.3m 6.3m 6.3m 6.3m
6.3受荷宽度
例 题 1
解：
q
2
82
ql V ql M == ，1、计算g k 、 q 1k 、 q 2k 梁自重 0.25×0.5×25=3.125kN/m 板自重 3×3.6=10.8 kN/m g k =13.93kN/m
q 1k =2×3.6=7.2 kN/m
q 2k =0.5×3.6=1.8 kN/m
m
kN 1.8868.18L q M m kN 4.32862.78L q M m
kN 7.628693.138L g M 2
2k 2k 2q 2
2
k 1k 1q 2
2k gk ⋅=⨯==⋅=⨯==⋅≈⨯==2、跨中弯矩标准值
3、跨中弯矩设计值 m
kN M M ·8.1301==4、支座边缘截面剪力设计值
同理： kN V 2.87=可变荷载控制： 永久荷载控制： m
kN M M M M Qik
c Q k Q Q Gk G ·8.1301.89.04.14.324.17.622.122111≈⨯⨯+⨯+⨯=ψγ+γ+γ=m
kN M M M Qik
ci Qi Gk G ·6.1261.89.04.14.327.04.17.6235.12≈⨯⨯+⨯⨯+⨯=ψγ+γ=∑。