荷载与结构设计方法》考试试题
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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。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。④震中一般是一次地震烈度最大的地区,其烈度与震级有关。在环境条件基本相同的情况下,震级越大,震中烈度越高⑤震中烈度与震级 近似关系:0
321I M ⋅+
=;非震中区,烈度与
震级的关系:
()
1
lg 323210+∆⋅⋅+
⋅+
=h C I M 。(前2点1分,后2点2分)
4. 简述直接作用和间接作用的区别.(6)
答:①将能使结构产生效应得各种因素总称为作用;将作用在结构上的因素称为直接作用,②将不是作用,但同样引起结构效应的因素称为间接作用。③直接荷载为狭义的荷载,广义的荷载包括直接荷载和间接荷载。(每点2分)
四、计算题(50分)
1. 计算下图中的土层各层底面处的自重应力。(10分)
解:
a
cz KP h 0.340.217111=⨯==γσ (2分)
a
cz KP h h 2.1068.3190.21722112=⨯+⨯=+=γγσ (2分)
()a cz KP h h h 6.1402.4102.188.3190.21733
22113=⨯-+⨯+⨯='++=γγγσ (3分)
()()a
cz KP h h h h 8.1590
.2106.192.4102.188.3190.2174433
22114=⨯-+
⨯-+⨯+⨯='+'++=γγγγσ(3分)
2. 设标准地貌为空旷地面,标准高度为10m ,条件下测得的风速变化指数
15.0=s α,
梯度风高
m
H TS
365=,基本风压
20/7.0m KN w =。
计算某市中心3.0=a α,m H a 390=,高度为25m 处的风压。
(10
分)
解: 根据非标准条件下风压的换算公式:
(
)α
2⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛=s
oa a z z
w z w (2
分)
已知: m z 25=,m z s 10=,3.0=α,将高度为25m 处的风压换算成该地貌标准高度
处的风压
则 :
()3
.02102525⨯⎪⎭
⎫
⎝⎛=oa a w w
()oa a w w 73.125= (1) (2
分)
又根据非标准地貌的风压换算公式:
a
s
a Ts s
Ts
o oa z H z
H w w αα22-⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⋅⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=
(2分) 已知:
2
/7.0m
KN w o =,15.0=s α,365=Ts H ,
30.0=a α,390=Ta H ,将该地貌处得基本风压换算成标准地貌的基
本风压。
则:
30
.0215
.0225390103657.0⨯-⨯⎪⎭
⎫ ⎝⎛⎪
⎭⎫
⎝⎛⋅=oa w
(2分)
2
/393.0m KN w oa = (1)
(2)代入(1)得
2
/68.0393
.073.1m
KN w w a a =⨯= (1分)
答:上海市中心某地的标准风压为0.68KN/m2 。
3. 设有一单质点体系,质点重为100KN ,体系自振周期为1.0秒,位于基本烈度8度区,体系所在地设计反应谱特征周期Tg =0.4s ,设计反应谱下降段指数为b=0.7,动力系数最大值25.2m ax =β,体系结构设计基准期为50年,求体系所受小震烈度的水平地震作用。(10分)
解:求地震系数。因小地震烈度比基本地震烈度小1.5度,则计算地震烈度为: I=8-1.5=6.5 (2分) 地震系数公式 k=0.125×2I-7=0.125×2
6.5-7
=0.088
(2分)
根据我国建筑抗震设计规范,地震系数取平均值的85%
075.0088.085.0=⨯='k (2分)
计算动力系数。因T>Tg ,则
()18
.10.14.025.27
.0=⎪
⎭
⎫
⎝⎛⨯=T β
(2分)
地震作用为
()KN
T k G F 85.818.1075.0100=⨯⨯='=β (2分)
4.已知一各三层剪切型结构,如下图,已知该结构的第一阶周期为T1=0.433s ,