荷载与结构设计方法：中心点法和设计验算点法的基本思路及其优缺点

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荷载与结构设计方法的3套考试试题

荷载与结构设计方法的3套考试试题(总22页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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《建筑结构荷载规范》规定以10m 高为标准高度。

②地貌的规定。

我国及世界上大多数国家规定，基本风速或基本风压按空旷平坦地貌而定。

③公称风速的时距。

规定的基本风速的时距为10min 。

④最大风速的样本时间。

我国取1年作为统计最大风速的样本时间。

⑤基本风速的重现期。

我国规定的基本风速的重现期为30年。

（每点1分）(5)3. 简要回答地震震级和烈度的差别与联系(6)答：①地震震级是衡量一次地震规模大小的数量等级。

②地震烈度是某一特定地区遭受一次地震影响的强弱程度。

《工程荷载与可靠度设计原理》课后思考题及复习详解

《工程荷载与可靠度设计原理》---课后思考题解答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：标准值，组合值，频遇值和准永久值。

荷载可根据不同设计要求规定不同的代表值，其中荷载标准值是荷载的基本代表值，其它代表值都可在标准值的基础上考虑相应的系数得到。

2 重力2.1 成层土的自重应力如何确定？地面以下深度z处的土体因自身重量产生的应力可取该水平截面上单位面积的土柱体的重力，对于均匀土自重应力与深度成正比，对于成层土可通过各层土的自重应力求和得到。

2.2 土压力有哪几种类别？土压力的大小及分布与哪些因素有关？根据挡土墙的移动情况和墙后土体所处应力状态，土压力可分为静止土压力、主动土压力和被动土压力三种类别。

土的侧向压力的大小及分布与墙身位移、填土性质、墙体刚度、地基土质等因素有关。

《荷载与结构设计方法》重点

《荷载与结构设计方法》重点总结（仅供参考）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。

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。

荷载可根据不同设计要求规定不同的代表值，其中荷载标准值是荷载的基本代表值，其它代表值都可在标准值的基础上考虑相应的系数得到。

2 重力作用2.7 当楼面面积较大时，楼面均布活荷载为什么要折减？民用建筑的楼面均布活荷载标准值是建筑物正常使用期间可能出现的最大值，当楼面面积较大时，作用在楼面上的活荷载不可能同时布满全部楼面，在计算楼面梁等水平构件楼面活荷载效应时，若荷载承载面积超过一定的数值，应对楼面均布活荷载予以折减。

同样，楼面荷载最大值满布各层楼面的机会更小，在结构设计时，对于墙、柱等竖向传力构件和基础应按结构层数予以折减。

2.10 屋面活荷载有哪些种类？如何取值？房屋建筑的屋面分为上人屋面和不上人屋面，上人屋面应考虑可能出现的人群聚集，活荷载取值较大；不上人屋面仅考虑施工或维修荷载，活荷载取值较小。

《荷载与结构设计方法》试题+参考答案1

《荷载与结构设计方法》试题+参考答案1一、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《建筑结构荷载规范》规定以10m 高为标准高度。

②地貌的规定。

我国及世界上大多数国家规定，基本风速或基本风压按空旷平坦地貌而定。

③公称风速的时距。

规定的基本风速的时距为10min 。

④最大风速的样本时间。

我国取1年作为统计最大风速的样本时间。

⑤基本风速的重现期。

我国规定的基本风速的重现期为30年。

（每点1分）(5)3. 简要回答地震震级和烈度的差别与联系(6)答：①地震震级是衡量一次地震规模大小的数量等级。

②地震烈度是某一特定地区遭受一次地震影响的强弱程度。

③一次地震发生，震级只有一个，然而在不同地点却会有不同的地震烈度，但确定地点上的烈度是一定的，且定性上震级越大，确定地点上的烈度也越大。

《荷载与结构设计方法》的学习笔记与学习心得

《荷载与结构设计方法》的学习笔记与学习心得姓名：图尔荪江。

斯拉吉学号：1083310402班级：0833101时间：2010.12.23目录第一章绪论 (3)1.1结构设计方法发展史 (3)第二章荷载的概率模型与统计分析 (3)2.1作用和荷载 (3)2.2 荷载标准值的确定 (3)2.3荷载的概率模型 (4)第三章抗力的概率模型与统计分析 (4)3.1抗力随机性与影响因素 (4)3.2构件抗力的概率模型 (5)第四章概率极限状态设计法（一）─基本情况 (5)4.1 结构可靠度基本理论与极限状态方程 (5)4.2 正态分布情况 (6)4.3 对数正态情况 (7)4.4 分项系数的一般形式 (7)4.5 失效概率与可靠度指标的一般形式 (8)第五章概率极限状态设计法（二）─一般情况 (8)5.1 功能函数非线性情况 (8)5.2基本变量非正态情况 (9)5.3 基本变量相关情况 (10)第六章概率极限状态设计法（三）─规范应用情况 (10)6.1 标准和规范的作用与发展 (10)6.2作用代表值 (11)6.3 实用设计表达式 (12)6.4 规范和标准中的设计表达式 (12)学习心得 (13)第一章绪论1.1结构设计方法发展史.1、允许应力设计法（ASD ） []kμσσσ=≤ k —安全系数2、破损阶段设计法（LFD ）μM kM ≤ 塑性理论 3、极限状态设计法（LSD ）结构的极限状态分类：承载能力极限状态和正常使用极限状态多系数设计表达式,...),(122111G f k f k Rni Lki LiGk f f R S S γγγγγ≤+∑=其中，为恒荷载效应和活荷载效应标准值;和为活荷载系数和恒荷载系数。

R 是抗力,是抗力系数,f 是材料强度标准值,是相应的分项系数。

结构可靠度设计方法的发展历史错误！未找到引用源。

Level1（1950年——1970年）半概率极限状态设计法错误！未找到引用源。

荷载与结构设计方法

荷载与结构设计方法荷载与结构设计方法是指在建筑、桥梁、高层建筑等建筑物的设计过程中，对荷载进行分析和结构设计的方法。

荷载是指作用于结构体上的外力、内力和反力等，是结构设计的基础和前提。

荷载与结构设计方法的合理应用可以确保结构的安全可靠性，同时也能够提高建筑物的使用寿命和经济性。

荷载包括静载和动载两种，其中静载是指施加在结构上的恒定力或偏移力，主要有自重荷载、活载、额外荷载和温差荷载等；动载是指施加在结构上的变化力或偶发力，主要有地震荷载、风荷载和运载荷载等。

在荷载分析中，需要根据不同的建筑物类型和设计要求，采用不同的荷载标准进行计算。

在荷载分析中，首先需要确定设计等级和荷载组合，在国家和地方规范中都有相应的规定。

设计等级分为一般建筑、重要建筑和特殊建筑等不同等级，每个等级的结构设计都有相应的要求。

荷载组合是指将不同种类的荷载按照一定的比例相互组合，在设计等级允许的范围内确定结构各部分的荷载。

荷载分析的方法主要有静力分析和动力分析两种。

静力分析是指根据结构和荷载的力学原理进行计算，包括静力平衡、应力、变形和稳定性等方面的计算。

动力分析是指根据结构和荷载的振动特性进行计算，包括地震响应分析、风振分析和振动控制等方面的计算。

在实际工程中，通常需要进行静力和动力分析相结合的综合分析，以确保结构的安全可靠性。

在结构设计中，需要根据特定的荷载情况进行参数确定和材料选择。

参数确定包括截面尺寸、杆件长度、连接形式等方面的确定，材料选择包括材料的强度、刚度、延性和耐久性等方面的选择。

结构设计需要考虑材料的实际性能和使用环境，以及结构的变形和破坏机制，来确定合理的设计方案和构造形式。

荷载与结构设计方法的研究与发展是结构工程学科的重要组成部分。

随着计算机技术和仿真技术的不断发展，荷载与结构设计方法越来越趋向于高效、精确和可靠。

未来的研究方向主要包括荷载的特性分析、结构设计参数的优化、结构的健康监测和结构的可持续性设计等方面。

简述荷载结构法的基本思路

简述荷载结构法的基本思路荷载结构法是一种应用广泛的工程设计方法，它的基本思路是通过分析荷载对结构产生的影响，进而确定结构的尺寸、形状和材料的选用，从而完善工程设计。

具体而言，荷载结构法主要包括以下步骤：第一步，确定荷载类型。

在设计结构之前，需要充分了解该工程所可能承受的荷载类型，如静载荷、动载荷、风荷载等。

对于每种荷载类型，需要分析其强度、频率等特性，以便对结构进行合理的设计。

第二步，制定荷载标准。

在确定了荷载类型之后，需要根据相关标准与规范，制定相应的荷载标准。

这些标准应该综合考虑项目的安全性、经济性和可靠性等因素。

第三步，进行荷载分析。

荷载分析是荷载结构法的关键步骤，它可以通过数值模拟、手工计算、实测等方式进行。

在荷载分析中，需要将各种荷载作用于待设计的结构上，并分析其对结构产生的影响。

这包括了结构的受力特性、应力分布等方面。

第四步，制定结构方案。

在进行了荷载分析之后，需要制定相应的结构方案。

结构方案应该根据荷载分析的结果，合理设计结构的尺寸、形状和材料。

在设计结构方案时，需要综合考虑工程的可行性、经济性、实用性及美观性等诸多因素。

最后，进行结构优化。

在确定了初步结构方案之后，需要不断对其进行优化和完善，以满足设计要求并提高工程的效益。

在结构优化的过程中，需要充分发挥工程师的经验与创造力，同时引入新的工程设计技术，以取得更加理想的设计效果。

荷载结构法是科学的、实用的一种工程设计方法，适用于各种建筑、桥梁、隧道、航天器、汽车等领域。

通过遵循荷载结构法的基本思路，可以提高工程的质量，降低工程的成本，保证工程的安全可靠性和经济可行性，为人类社会的发展做出积极的贡献。

荷载与结构设计方法

荷载与结构设计方法
荷载与结构设计方法是结构工程设计中必不可少的一部分，其作用是保证结构完整、稳定、安全可靠。

为此，设计者必须掌握荷载与结构设计方法的基础知识，并结合现场实际情况，进行科学设计。

首先，在进行荷载与结构设计之前，必须完成荷载的计算和校核，确定荷载体系下的荷载情况，并考虑其变化的规律。

可以根据设计要求分析荷载的类型和大小，确定结构受力的特点和状况，为结构设计提供可靠的依据。

其次，应该根据结构要求，准确地确定结构的实质性特征。

如等，梁柱杆的截面形状、材料性质、节点细节等要素的确定都非常重要，要根据荷载、结构的结构特性，结合现场实际情况，进行科学合理的设计。

此外，荷载与结构设计过程也包括结构的稳定性、安全性分析，以及抵抗外力的设计和实施。

这一部分主要是根据国家规范及相关技术文件，结合实际结构情况，分析结构在不同情况下的状态变化，实施合理有效的设计和实施步骤。

最后，在结构设计完成后，还需要对荷载和结构设计方法进行认真的校核和检验，以确保结构设计的合理性和稳定性。

在施工中，要定期对结构负载、抗震设施以及支撑系统等进行监测检测，以验证荷载与结构设计方法的正确性和可行性。

总之，荷载与结构设计方法是结构工程设计的核心内容，其重要性不言而喻。

在实施过程中，要充分考虑荷载、结构特点和状况，结
合现场实际情况，采取科学合理的设计方法，确保结构稳定安全可靠。

2023年工程结构荷载与可靠度设计原理复习概要(最新版整理)

工程结构荷载与可靠度设计原理复习概要1.设计基准风速：桥梁所在地区开阔平坦的条件下，地面以上10m高度、重现期100年、10min平均的年最大风速。

2.涡激共振：风经过结构时产生漩涡脱落，当漩涡脱落频率与结构的自振频率接近或相等时，由涡激力所激发出得结构的一种共振现象。

3.颤振：振动的桥梁或构件由于气流的反馈作用不断吸取能量，扭转振幅逐步或突然增大的发散性自激振动失稳现象。

4.抖振：在风的脉动力、上游构造物尾流的脉动力或风绕流结构的紊流脉动力的作用下，结构或构件发生的一种随机振动现象。

5.风雨激振：拉索或吊索在风和雨的作用下发生的一种驰振现象。

6.结构延性：延性抗震设计时，允许发生塑性变形的构件。

7.常规桥梁：包括单跨跨径不超过150m的圬工或混凝土拱桥、下部结构为混凝土的桥梁。

8.时程分析：由结构基本运动方程输入地震加速度记录进行积分，求得整个时间历程内结构地震作用效应的一种结构动力计算方法。

9.能力设计：为确保延性抗震设计桥梁可能出现塑性铰的桥墩的非塑性铰区、基础和上部结构构件不发生塑性变形和剪切破坏，必须对上述部位、构件进行加强设计，以保证非塑性铰区的弹性能力高于塑性铰区。

10.可靠度:指结构可靠性概率量度，结构在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的概率。

11.结构耐久性:在设计确定的环境作用和养护、使用条件下，结构及其构件在设计年限内保持其安全性和适用性的能力。

12.承载能力极限状态：对应于结构或构件达到最大承载能力或不适于继承的变形的状态。

13.正常使用极限状态：对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值状态。

14.作用的设计值:作用的代表值与作用分项系数的乘积。

15.作用的代表值：极限状态设计采用的作用值。

可以是作用的标准值或可变作用的伴随值。

16.荷载效应及作用组合:作用在结构上的荷载Q对结构产生的内力变形和裂缝等的总称，称为荷载效应。

在不同作用的同时影响下，为验证某一极限状态的结构可靠度而采用的一组作用设计值为作用组合。

工程结构荷载与可靠度设计原理第一部分小结

结构功能函数与极限状态
抗力R
2024/10/13
S1<R1（可靠）
R1
Z1
R2
Z2
S2>R2（失效）
S1
S2
结构所处状态
作用效应S
结构可靠度计算
基本计算公式
结构可靠度是结构可靠性的概率度量。结构在规定的时间内（设计使用基准期），规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用、正常维修），完成预定功能的概率。
2024/10/13
验算点法对中心点法的改进
中心点法的缺点2 ➢没有考虑随机变量概率分布类型的信息。
验算点法对中心点法的改进2 ➢当基本变量Xi 具有分布类型的信息时，将Xi的分布在（X1*, X2*,·····, Xn*）处以与正态分布等价的条件，变换为当量正态分布，这样可使所得的可靠指标与失效概率之间有一个明确的对应关系，从而在β中合理地反映了分布类型的影响。
n i2
S Qi Ci Qik
1
R
R
fk , ak ,
结构重要性系数
由于各国荷载和抗力标准值确定的方式不同，设计目标可靠度
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
值均不相同。各国的荷载分项系数、抗力分项系数与荷载标准
2024/10/13
验算点法基本原理
在验算点上概率分布函数相等
Fi
(
X
* i
)
X *
i
X
' i
X
' i
X
' i
X
* i
Φ
1[
Fi
(
X
* i
)]
X
' i

结构可靠性复习题及解答

一﹑单项选择题1．我国现行规范中一般建筑物的设计使用年限为 CA ．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CA ．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AA ．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 CA ．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BA.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 AA. 结构设计基准期B. 结构设计使用年限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？ DA ．结构构件抗力B ．荷载最大值T QC ．功能函数ZD ．永久荷载标准值8．结构可靠性是指 DA ．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 AA ．功能函数B 。

极限状态方程C ．可靠度D 。

失效概率10．裂缝超标破坏属于哪个极限状态范畴.BA ．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AA.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AA.等于1B.大于1C.小于1D.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。

AA ．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f P 与结构抗力R 和荷载效应S 的概率密度干涉面积。

DA.无关B.相等C.有关D. 有关，但不相等15. 静定结构体系可用下列逻辑模型表示。

BA．并联模型 B．串联模型C．并串联模型 D．串并联模型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。

工程结构荷载与可靠度设计原理复习提纲

2）当其效应对结构有利时 >一般情况应取；对结构的倾覆、滑移或漂浮验算时，应取. ●可变荷载的分项系数Qi γ 一般应取；对标准值大于24/kN m 的工业房屋楼面结构的活载应取. （2）正常使用极限状态设计表达式S C ≤ 式中 C —结构或结构构件体达到正常使用要求的规定限值，例如变形、裂缝、振幅、加速度、应力等的限值。

说明： :（1）对于标准组合 12nGk Q k ciQiki S S S S ϕ==++∑（2）对于频遇组合 112nGk f Q k qiQik i S S S S ϕϕ==++∑（3）对于准永久组合 1nGk qiQik i S S S ϕ==+∑其中 ci ϕ—可变荷载i Q 的组合值系数；1f ϕ—可变荷载i Q 的频遇值系数；qi ϕ—可变荷载i Q 的准永久值系数对于一般住宅和办公楼的楼面活荷载，其组合值、频遇值和永久值系数分别为、、；对于风荷载，其组合值、频遇值和永久值系数分别为、、0.2.（1）由于各国荷载和抗力标准值确定的方式不同，设计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数值取值均不一致。

（2）各个国家的荷载分项系数、抗力分项系数和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。

千万不能采用一个国家的荷载标准或抗力标准值，而套用另一个国家的设计表达式进行结构设计。

*计算题1.已知某挡土墙高度H =8.0m,墙背竖直、光滑，填土表面水平。

墙后填土为无黏性中砂，重度γ=3/m kN ,有效内摩擦角ϕ=30°。

试计算作用在挡土墙上的静止土压力0E 和主动土压力a E 。

【解】（1）静止土压力0E =0221K H γ=2118.08(1cos 30)2⨯⨯⨯-=m kN /0E 点位于距墙底H /3=2.67m 处。

（2）主动土压力a E =a K H 221γ=)23045(tan 80.182122-⨯⨯⨯=192m kN / a E 点位于距墙底H /3=2.67m 处。

结构可靠性复习题及答案

结构可靠性复习题及答案结构可靠性复习题及答案一﹑单项选择题1．我国现行规范中一般建筑物的设计使用年限为 CA．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CA．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AA．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CA．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BA.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 AA. 结构设计基准期B. 结构设计使用年限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？DA．结构构件抗力 B．荷载最大值T Q C．功能函数Z D．永久荷载标准值8．结构可靠性是指DA．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 AA．功能函数 B。

极限状态方程C．可靠度 D。

失效概率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AA.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AA.等于1B.大于1C.小于1D.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。

AA．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f P与结构抗力R和荷载效应S的概率密度干涉面积。

DA.无关B.相等C.有关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C．并串联模型 D．串并联模型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AA．串联模型 B。

工程结构可靠度计算方法—中心点法和验算点法讲解

Z=R-S
Z=R-S>0 结构处于可靠状态
Z=R-S=0 结构处于极限状态极限状态方程 f (Z)
Z=R-S<0 结构处于失效状态
βσZ
3 结构的可靠度 degree of reliability
σz
结构的可靠性：结的构能力在规定的时间内，P在f 规定的条件下，完成预定功能
结构的可靠度：结构在规定的时间内，在规定的条件下z ，完成预定功Z 能的概率，以可靠概率Ps表示
Ｘ
Xi '

xi*

1[F Xi
(xi*)] Xi
Xi ' {1[FXi (xi*)]}/ fXi (xi*)
式中 —标准正态分布概率密度函数
在验算点处，当量前后分布函数值相等；当量前后概率密度函数值相等
求出μXi’、σXi’后根据验算点法可计算β值
例8-2 例8-1钢拉杆R服从对数正态分布， S服从极值Ⅰ型分布按验算点法计算拉杆可靠指标β
(1)β的几何意义
标准正态化坐标系中, β就是原点o’到极限状态直线的最
短距离o’P*，其中cosθS、cosθR为o’P*对各坐标向量的方向余弦。
(2)设计验算点
在标准正态化坐标系中，结构的极限状态直线上距离原点最近的点 P*称为结构的设计验算点
P* (Sˆ*, Rˆ * )
Sˆ* coss
足够的耐久性，不因材料的老化、腐蚀、开裂等而影响结构的使用寿命，完好使用到设计使用年限
2 结构功能函数
设Xi(i=1,2,…,n)表示影响结构某一功能的基本变量，则与此功能对应的结构功能函数可表示为
Z=g(X1,X2,….,Xn) 考虑结构功能仅与作用效应Ｓ、结构抗力Ｒ两个基本变量有关的简单情况

荷载与结构设计方法重点概念总结

荷载与作用荷载—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。

作用—能使结构产生效应的各种因素总称为作用。

效应—结构的内力、变形, 应力、应变, 速度、加速度等。

作用：直接作用—（狭义）荷载：广义荷载间接作用直接作用——直接作用在结构上的各种荷载间接作用——能引起结构内力、变形等效应的非直接作用因素如地震、温度变化、地基不均匀沉降等。

作用的分类：1.按随时间的变异分类。

(1)永久作用：在结构设计基准期内其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计。

(2)可变作用：在结构设计基准期内其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用。

(3)偶然作用：在结构设计基准期内不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。

如地震、爆破。

2.按随空间位置的变异性分类（1）固定作用：在结构空间位置上具有固定的分布。

如结构自重、固定设备的荷载等。

（2）可动作用：在结构空间位置上的一定范围内可以任意分布。

如房屋中的人员、家具荷载，桥梁上的车辆荷载等。

3.按结构的反应分类（1）静态作用：对结构或构件不产生加速度或其加速度可以忽略不计。

如结构自重、土压力、温度变化等。

（2）动态作用：对结构或构件产生不可忽略的加速度。

如地震、风、冲击和爆炸等。

重力1结构自重自重——由地球引力产生的组成结构的材料的重力。

2土的自重应力土是由土颗粒、水和气组成的三相非连续介质。

土的自重应力为自身有效重力在土体中引起的应力。

雪荷载1雪压：单位地面上积雪的自重。

2基本雪压：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.影响屋面雪压的因素。

（1）风对屋面的影响—漂积作用。

（2）屋面坡度对积雪的影响。

（3）屋面温度对积雪的影响。

楼面和屋面活荷载由于楼面均布活荷载可理解为楼面总活荷载按楼面面积平均，因此一般情况下，所考虑的楼面面积越大，实际平摊的楼面活荷载越小。

故计算结构或构件楼面活荷载效应时，如引起效应的楼面活荷载面积超过一定的数值则应对楼面均布活荷载折减。

工程结构可靠度计算方法—中心点法和验算点法.ppt

Rˆ R R
S
S
S
0'
Sˆ
R
S
以 Rˆ 和 Sˆ 表述的极限状态
S
Z R Rˆ S Sˆ R S 0
用
2 R
2 S
除上式得
R Rˆ S Sˆ R S 0
2 R
2 S
2 R
2 S
2 R
2 S
R Rˆ S Sˆ R S 0
2 R
2 S
2 R
2 S
2 R
2 S
f (Z) f (t)
Z
Pf
Z
1
t2
e2
dt
(
Z
)
2
Z
1
σz
式中 () —标准正态函数
Pf
( Z ) ( ) 1 ( ) Z
0 z
tZ
β
1.00
2.00
2.70
3.09
3.20
3.70
4.20
Pf 15.86×10-2 2.27×10-2 3.47×10-3 1.00×10-3 6.87×10-4 1.08×10-4 1.34×10-5
2 结构功能函数
设Xi(i=1,2,…,n)表示影响结构某一功能的基本变量，则与此功能对应的结构功能函数可表示为
Z=g(X1,X2,….,Xn) 考虑结构功能仅与作用效应Ｓ、结构抗力Ｒ两个基本变量有关的简单情况
Z=R-S
Z=R-S>0 结构处于可靠状态
Z=R-S=0 结构处于极限状态极限状态方程 f (Z)
Z R S
Z
2 R
2 S
fZ (z)
1
1( Z Z )2
e 2 Z

结构可靠性复习题及答案

一﹑单项选择题1．我国现行规范中一般建筑物的设计使用年限为 CA ．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CA ．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AA ．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 CA ．10年B 。

30年C ．50年D 。

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 AA ．功能函数B 。

极限状态方程C ．可靠度D 。

A 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f P 与结构抗力R 和荷载效应S 的概率密度干涉面积。

DA.无关B.相等C.有关D. 有关，但不相等15. 静定结构体系可用下列逻辑模型表示。

《荷载与结构设计方法》课后思考题目解析

《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。

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。

荷载可根据不同设计要求规定不同的代表值，其中荷载标准值是荷载的基本代表值，其它代表值都可在标准值的基础上考虑相应的系数得到。

2 重力作用2.1 成层土的自重应力如何确定？地面以下深度z 处的土体因自身重量产生的应力可取该水平截面上单位面积的土柱体的重力，对于均匀土自重应力与深度成正比，对于成层土可通过各层土的自重应力求和得到。

土的侧向压力的大小及分布与墙身位移、填土性质、墙体刚度、地基土质等因素有关。

荷载与结构设计方法：中心点法和设计验算点法的基本思路及其优缺点

中心点法和设计验算点法的基本思路及其优缺点文摘：在采用结构的可靠指标来度量结构的可靠度时,采用一次二矩法,其中包括中心点法和验算点法。

中心点法不考虑基本变量的实际分布,导出结构可靠指标的公式。

但是荷载一般服从极值Ⅰ型分布，结构抗力服从正态分布，，而当量正态模式，并把极限状态函数推到多于两个变量的非线性的跟一般的情况，就是验算点法。

中心点法的优点是计算简便，β值是近似的，存在误差。

验算点法可对可靠度指标进行精度较高的计算，但较复杂。

关键词：可靠指标、失效概率、中心点法、验算点法、迭代法。

《建筑结构可靠度统一标准》将结构在规定的时间呢，在规定的条件下，完成预定功能的能力成为可靠性。

可靠度是对可靠性的概率量度，在可靠性度分析中，首先应建立结构的功能函数，进而确定结构构件或体系的极限状态方程。

结构的功能函数可以用一下变量表示：Z=g(X1,X2,…Xn),适中的变量表示基本变量。

若另R 表示结构抗力，S 表示荷载效应，则Z 为随机变量，Z 可能出现三种情况： ①Z=R-S ＞0,结构处于可靠状态。

②Z=R-S=0，结构处于极限状态。

③Z=R-S ＜0，结构处于失效状态。

已知随机变量Z=R-S 的概率密度函数如图所示，失效概率Pf为密度函数与OZ 负轴所围成的面积，可靠概率Ps 为剩余面积。

又Z Zμβσ=，可以看出β与Pf 值一一对应，β越大，Pf 越小。

运用中心点法时，导出结构的可靠指标的计算公式，在分析是采用泰勒公式不考虑基本变量的实际分布，直接按其服从的正态分布或对数正态分布，在分析时采用泰勒级数在中心点展开。

在使用中心点法时，主要思想是把荷载和抗力所服从的函数根据β的定义把二者的函数标准化后求出β.当抗力R 和荷载效应S 相互独立，且均服从正态分布时，可靠度指标为：当抗力R 和荷载效应S 相互独立且均服从对数正态分布时，可靠度指标为：β=lnR μβ=当多个随机变量服从正态分布时，在实际工程中，状态函数的基本变量往往不止一两个，也不一定服从正态分布或对数正态分布。