结构可靠性复习试题和答案解析.docx

、单项选择题
10•裂缝超标破坏属于哪个极限状态范畴 .B A.
承载力极限状态 B. 正常使用极限状态 C.稳定极限状态
D.
强度极限状态
A.越高
B. 越低
C.不变
D.
视情况而定
12.结构的失效概率与可靠度之和
A
A.等于1
B. 大于1
C.小于1
D.
不确定 13•当功能函数服从哪一个分布时，可靠指标与失效概率具有一一对应关系。

A.正态分布 B 。

均匀分布 C.极值分布
D
.指数分布
14.结构的失效概率 P f 与结构抗力R 和荷载效应S 的概率密度干涉面积。

C. 结构使用年限
D. 结构全寿命
7. 下面哪一个变量不是随机变量？ D
A. 结构构件抗力 B Q T
.荷载最人值 1
C.
功能函数Z D
.永久荷载标准值
& 结构可靠性是指
D
A. 安全性 B 。

适用性
C.
耐久性 D。

安全性、适用性和耐久性的总称
9. 在结构可靠度分析中，描述结构的极限状态一般用
A. 功能函数 B。

极限状态方程
C. 可靠度 D。

失效概率
A
11规定时间规定条件预定功能相同时，可靠指标 '越大，结构的可靠程度
A. 5年 B 。

25年 C. 50年
D。

100 年
2.对普通房屋和构筑物， 《建筑结构可靠度设计统一标准》给出的设计使用年限
为 A. 5年 B 。

25年 C. 50年
D。

100 年
3. 对临时性结构， 《建筑结构可靠度设计统一标准》给出的设计使用年限为
A. 5年 B 。

25年 C. 50年
D。

100 年
4. 我国现行建筑规范中设计基准期为 C
A. 10年 B 。

30年
C. 50年 D。

100 年 5. 现行《建筑结构荷载规范》规定的基本风压值的重现期为 B
A.30 年
B.50 年
C.100 年
D.150 年
6.称确定可变作用及与时间有关的材料性能的取值而选用的时间参数为 A.结构设计基准期 B. 结构设计使用年限 1我国现行规范中一般建筑物的设计使用年限为 C
A
B.50
C.D.
22. 结构设计基准期越长，结构设计的荷载A
A.就越大
C.可大可小
23. 风荷载属于A永久作用
C间接作用B.
D.
就越小
(AO B O CO)都不
对
D。

偶然作用
24. 风荷载的最大值服从
A.正态分布。

C.极值I分布。

25. 地震是A
A.偶然作用。

C.偶然荷载。

26. 永久荷载的代表值有A设计值B C.组合值 D
C
B.
D.
B.
D.
对数正态分
布。

极值∏分
恒荷载。

活荷
载。

B。

标准值
27. 在结构的使用期间可能出现的最大荷载值称为荷载的A设计值B
C.组合值 D
28. 在实际工程设计时，
A.正确
C.可能正确B.
D.。

标准值。

准永久值
当出现可变荷载，应采用其荷载组合值。

该说法
错误
可能错误
A.无关C.有关
B. 相等
D. 有关，但不相等
15.静定结构体系可用下列逻辑模型表示。

B
A并联模型 B •串联模型
16. 若结构系统的任一单元失效，则该系统失效，此类结构系统可用哪个模型表示A
A串联模型 B 。

并联模型
C.并串联模型 C. 串并联模型
17. 若结构系统的所有单元失效，则该系统失效，此类结构系统可用哪个模型表示B
A串联模型 B 。

并联模型
C.并串联模型 C. 串并联模型
18•当结构体系为哪个模型时，结构中任一元件失效，则整个结构体系失效。

A
A串联模型 B 。

并联模型
C.并串联模型 C. 串并联模型
19. 具有完全延性构件的并联系统的失效概率B
A.大于其单元的失效概率
B.小于其单元的失效概率
C.等于其单元的失效概率
D.与其单元的失效概率无关
20. 当组成串联系统的单元完全相关时，系统的可靠度取决于A
A.失效概率最大的那个单元。

B.失效概率最小的那个单元。

C.D.
21. 静力荷载不具有随机性。

该说法A
A.错误
B. 正确
C并串联模型 D •串并联模型
29. 结构设计所用的材料强度标准值是 A.材料的平均强度值 B 。

具有一定保证率的材料强度值
C 材料的最大强度值
D 。

材料的最小强度值
30.
结构构件几何参数的不定性属于 A
A.物理不确定性
B.统计不确定性
C.模型不确定性
D.人为误差
31.
结构构件抗力的概率分布一般服从 D
A .正态分布
B
.指数分布
C .极值分布
D .对数正态分布
A.正态分布 B .指数分布 33.
延性破坏构件的目标可靠指标与脆性破坏构件的相比要 B
A.大
B. 小
C.相等
D. 视情况而定
34. 我国现行建筑结构荷载规范规定，结构的目标可靠指标，对于一般延性结构, 其值为
A.3.7 。

C. 4.2。

D. 2.7 。

35. 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。

该说法
B
A.正确
B.
错误
C.D.
36. 核反应堆、大坝、海上采油平台宜采用 .B
A. 容许应力法
B.
概率可靠度的直接设计万法
C. 单一系数设计表达式
D.
分项系数设计表达式
37.
现行规范采用的是 D
A. 容许应力法。

B. 概率可靠度的直接设计方法。

C. 单一系数设计表达式。

D.
分项系数设计表达式。

.38.当永久荷载效应对结构 39。

构件的承载能力有利时，永久荷载分项系数 G 应取C A.1.35 B.1.2 C.1.0
D.1.4
γ
40. 现行《混凝土结构设计规范 GB50010-
2002》规定的混凝土材料分项系数 C 为4 (1) 1.1 ( 2) 1.2 (3) 1.35
( 4) 1.4
41. 以下说法正确的是 D
A. 当R ≥ S 在任何情况下成立时结构是安全的。

B. 可以采用中国的荷载标准值按照美国的规范设计表达式进行结构设计。

C. 现行荷载规范规定，对于一般重要性结构的
Y 0等于1。

D. 中国的现行荷载规范规定的分项系数设计表达式也是国际上通常采用的。

32.结构构件抗力 R 是多个随机变量的函数，且近似服从 C •极值分布 D .对数正态分布 B. 3.2
二、多项选择题
可靠性指标β是标准正态空间坐标系中，坐标原点到极限状态曲面上的 A.最短距离 B. 距离
C.设计点的距离
D.最可几点的距离
9.
作用按空间位置的变异分类可分为 AB
A.固定作用
B. 可动作用
C.动力作用
D.
可变作用
10•作用按时间变异的分类可分为
ABC
A .偶然作用 B. 可变作用 C .永久作用
D。

动力作用
11.按荷载随时间变化的情况， 荷载可分为 AB
A. 永久荷载
B 。

可变荷载 C. 偶然荷载
D。

动力何载
12. 风荷载属于BD
A ∣∙ 永久荷载 B
可变荷载 C. 偶然荷载 D. 直接作用
13.
罕遇地震作用属于
ACD
A. 偶然作用 B 。

直接作用
C. 间接作用 D 。

动力作用
14. 基础沉降属于CD
A . 偶然作用
B 。

直接作用
1. A. C.
2. 结构的设计方法有 容许应力法 B 极限状态设计法 D
ABC。

破损阶段设计法。

基于近似概率的极限状态设计法
结构设计应使结构在使用期内经济合理地满足的下列哪些功能要求
A.可靠性
B.
安全性
C.适用性
D. 耐久性 根据结构功能要求，现行规范中主要的极限状态有 损伤容限极限状态 B 。

承载能力极限状态 正常使用极限状态
D 。

损伤安全极限状态 设计基准期是为确定哪些取值而选用的时间参数 。

可变作用 。

设计使用年限
ABC BCD
3.
A.
C.
4. A. C.
5. A. C.
6. A. C.
7. A.
C. 永久作用
B 与时间有关的材料性能 D 描述结构可靠性的定量指标有
可靠度 B 可靠指标
D。

失效概率 。

干涉面积 结构可靠度常用的近似计算方法有 一次二阶矩法
B 。

中心点法
HaSofer-Lind 法 D 。

JC 法 结构构件可靠度计算的一次二阶矩法包括 Monte Carlo
法
B。

中心点法
HaSOfer-L ind 法 D。

JC 法 BC
BC
BC
ABCD
AC
C；•间接作用D。

静力作用
15.风荷载属于O I247
(1)永久作用(2) 可变作用(3) 偶然作用(4)直接作用
(5)间接作用(6) 静力作用(7) 动力作用
16.地震作用属于。

357
(1)永久作用(2) 可变作用(3) 偶然作用(4)直接作用
(5)间接作用(6) 静力作用(7) 动力作用
17.基础沉降属于。

156
(1)永久作用(2) 可变作用(3) 偶然作用(4)直接作用
(5)间接作用(6) 静力作用(7) 动力作用
18. 采用平稳二项随机过程模型，每种可变荷载必须给出ABCD
A.设计基准期T可分为r个相等的时段
B. 每个时段内荷载Q出现概率为P
C.在不同时段内其概率分布相同
D. 幅值随机变量是统计独立的
19. 可变荷载的代表值一般包括A BCD
A.标准值 B 。

组合值
C.准永久值 D 。

频遇值
20. 荷载效应组合规则一般有
A.B.
C.D.
21•影响结构构件抗力随机性的主要因素有BCD
A.荷载大小的随机性 B 。

材料性能的随机性
C.几何参数的随机性 D 。

计算模式的随机性
22. 结构构件承载能力极限状态的目标可靠指标与哪些因素有关BC
A.结构构件种类 B 。

结构构件安全等级
C.结构构件破坏类型 D 。

荷载分布类型
23. 目标可靠指标的确定与下列哪些因素有关ABCD
A .公众心理
B 。

结构重要性
C.结构破坏性质 D 。

社会经济承受力
24. 确定目标可靠指标的主要方法有AB
A.校准法
B. 类比法
C.投入效益法
D. 经验法
25. 正常使用极限状态的荷载效应组合包括BCD
A .基本组合
B .标准组合
C.频遇组合 D .准永久组合
三、简答题
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。

结合学过的专业课程，试简要论述结构可靠度理论与结构设计方法之间的关系。

2. 简述结构可靠度和可靠性的定义。

3. 结构在规定的使用年限内，应满足哪些功能要求？
4. 何谓结构的极限状态？结构极限状态的分类和主要内容是什么？
5. 什么是结构的设计基准期？什么是结构的设计使用年限？简要回答二者的区别和联系。

6. 简述结构的设计基准期与结构的使用寿命、结构的设计使用年限的关系。

7. 简述结构可靠性、安全性与耐久性之间的关系。

&简述可靠度、失效概率与可靠指标的关系。

9.
已知：结构抗力R 的概率分布函
数和概率密度函数分别为
FR(r)
和fR(r)；荷载效应S
的概率分布函数和概率密度函数分别为F S (S)和f s (s )；结构极限状态方程为
Z=R-S=O 。

试列出用概率干涉法求结构失效概率
Pf
的两个计算公式。

10.
设极限状态方程 Z=R-
S=O, R 和S 统计独立，概率密度函数为 f R
(r
)和
f S (S)
,试写出 可靠
度和失效概率的两种计算表达式。

11. 试绘图说明结构可靠指标
：的几何意义。

12. 基于可靠度的结构设计(概率极限状态设计)与传统的安全系数设计有何区别？对于功 能函数(以两个变量为例)，当变量为正态分布时，可靠度指标有何含义，试作图表示； 13简述中心点法和设计验算点法的基本思路，并分析其优缺点。

14•什么叫结构可靠度近似计算的一次二阶矩法？它的基本思路是什么？ 15. 试说明HaSofer-Lind 法的适用条件。

16. 试写出HaSofer-Lind 法的计算步骤。

17. 试写出JC 法的计算步骤。

18. 试绘图说明非正态随机变量当量正态化的两个基本条件， 并列出当量正态化随机变量的
均值和标准差的计算公式。

19. 试由JC 法的当量正态化条件确定出等价正态随机变量的均值 J
和标准差；八。

20. 试写出JC 法的当量正态化条件。

21. 简述相关随机变量可靠度的计算方法。

22. 非正态随机变量当量化为正态
的基本假定是什么？
23. 何谓结构体系可靠度？简述结构系统的基本模型。

24. 简述Monte Carlo 方法求解问题的基本思路。

25. 作用与荷载的区别与联系，在本书中是如何对其分析的？ 26. 荷载代表值有哪些类型？简要说明每种代表值的确定方法。

27. 简述平稳二项随机过程的基本假定。

28. 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
L I (t)
、临时性活荷载
L 2
(t
)、风荷载
W Y (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。

29. 影响结构构件抗力的随机性有哪几类因素？简要说明每一类因素主要包括哪些内容。

30. 材料强度的取值是可靠性设计的一个重要方面，
材料强度的标准值可以取其平均值吗？ 为什
么？如何取值？
31. 如何确定结构的目标可靠指标；
32. 目标可靠指标的确定主要与哪些因素有关？
33. 何为校准法？
34. 荷载分项系数、抗力分项系数与设计点和可靠指标有什么联系？列出相应的公式。

35. 中心安全系数、特征安全系数、荷载与抗力的分项系数与可靠指标有什么联系？列出相
应的公式。

36. 为何对于不同的荷载在进行荷载效应组合时，取一定的分项系数？
37. 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。

38. 简述我国现行《建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001》中结构构件可靠度设计
的实用表达式包括哪些内容，
简要说明荷载分项系数、抗力分项系数、荷载组合系数的确定方法。

39为什么不能采用中国的荷载标准值按照美国的规范设计表达式进行结构设计？
四、计算题
1.已知某悬臂钢梁受均布荷载q作用（如图所示），其均值和变异系数分别为
∙1q=2.5KN∕
m
,Vq =0.20 ；钢梁截面的塑性抵抗矩W为确定性量，W =1000 I^B m3；材料屈服强度
f
y的均值Jf
y =
262
MP
a
,变异系数为
V
f y=
0.10
（1）列出梁固端B处弯曲破坏的功能函数；
（2）根据该功能函数求B端截面的可靠指标。

q
B
纟
ψ
、 f \ f X
10m
某拉杆的荷载效应S 和抗力R均为止态分布，其均值、
-S
= 226MP
a S=
26MP
a. "R = 338MPa,；「R = 38MPa 若目标可靠指
标-τ = 3.2
试判断该杆是否满足可靠度的要求。

3 •已知简支梁承受集中荷载P的作用（如图所示），其均值和方差分别为'P =1°KN ,
_ 2 2
-P
=4kN
；梁截面塑性抵抗矩W的均值和方差分别为
_ 2 12 6
=W=400 10 m;材料屈服强度
2 9 2 2
Jy二10 10（kN/m）。

已知梁跨中B处弯曲破坏的功能函数为:
g（W,f y,P）"4L
L是简支梁的跨度；试用中心点法确定其可靠指标。

4•已知简支梁承受集中荷载P的作用（如图所示），其均值和方差分别为
J^IOKN,
J W -100 10j3m3
y的均值和方差分别为Jf y= 660 103kN∕m2
差分别为：
6 3
梁截面塑性抵抗矩W 的均值和方差分别为JW "°°
10
一
m
2
/ CC Λ C 12
6
I r
CW
=
40U
10
一 m
；材料屈服强度T y
的均值和方差分别为
g(W, f y ,P) = f y W -■PL
4
L 是简支梁的跨度；试用中心点法确定其可靠指标。

5. 假定钢梁承受确定性的弯矩 M =14OkN m ,钢梁的截面塑性抵抗矩为 W ,屈服强度为 f ,故功能函数^fW
-^fW -140
已知随机变量
W
服从正态分布，
JW = 850.0 1°j3m
' ,
; W =0.05
；随机变
量 f 也服从正态分布，Jf
二270
MP
a
, -∙f -
0.10
；试用HaSofer-Lind 方法计算钢梁的可靠指
标一：。

6. 已知某钢拉杆，其抗力和荷载的统计参数为
μ
N=237kN,
σ N =19.8kN , δ N =0.07 , K
R=1.12 ,且轴向拉力N 和截面承载力 R 都服从正态分布。

当目标可靠指标为 β =3.7时，不 考虑截面
尺寸变异的影响，求结构抗力的标准值。

7•锰钢制成的拉杆，截面积为 A ,设知承受拉力 Q 材料屈服极限为 R 对应的统计参数各
自为 Q (D= (
12000,3000)N ,正态分布
R
C I
R^R )
=(443,
2
7.5)N∕mm ,正态分布
试求在可靠指标'=4.9下的A 值。

& 一偏心受压钢构件的极限状态方程
R-S G - SW =O ,其中R 为结构的抗力(服从对数
正态分布)，
S G
为恒荷载效应(服从正态分布)，
S W
为风荷载效应(服从极值 I 型分布)。

= 4kN 2
；
♦ = 660 103kN∕m 2
y
，
2
f
y
=10 109(kN∕m 2)2。

已知梁跨中 B 处弯曲破坏的功能函数为:
L
4m
4m
1 *
∖
2
A
C
B
WoRD 格式整理
专业知识分享
已知R 、
S G 和S W 的偏差系数和变异系数分别为：’R "22, V R = O.16 ； -Q =1.04 , % =0∙06 ； S W = 0.998 , V SV = 0.192 O 荷载效应比'=S Wk / S G ^ 2
,安全系数 K =1∙41。

采用JC 法校准我国TJ9-74规范中偏心受压钢构件的可靠指标（给出二轮迭代
过程）。

9•已知某钢筋混凝土悬臂梁，计算跨度 I =2m ,梁上的均布恒荷载标准值为 15∙0kN∕m , 均布活荷载标准值为 6∙0kN∕m 。

求：（1）按承载能力极限状态计算时梁悬臂端截面的弯矩 组合设计值；（2）按正常使用极限状态验算梁的变形和裂缝宽度时， 梁悬臂端截面荷载效应 的标准组合、频遇组合和准永久组合的弯矩值。

已知：安全等级为二级，活荷载组合值系数
J C =
0∙7 ,频遇值系数Jf =0∙6 ,准永久值系数Jq=O ∙5。

10.
某钢筋混凝土简支悬挑梁，简支跨计算长度 I=6m,两边各悬挑 3m,按安全等级为二级设
计。

梁上的恒荷载标准值为g k =IOkN/m ,活荷载标准值为q k =IOkN/m 。

试求按承载能 力极限状态计算时梁跨中截面的最大弯矩设计值和最小弯矩设计值。

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