土建结构基本计算原则参考答案-第二章-参考答案

第二章参考答案

一、填空题

1.安全性；适用性；耐久性

2.承载能力极限状态；正常使用极限状态

3.永久作用；可变作用；偶然作用

4.条件下；可能性

5.预定功能

6.时间参数

7.正常的维护；大修

8.重要性；后果；三

9.标准值；组合值；准永久值

10.材料分项系数

二、单项选择题

1.C

2.B

3.A

4.D

5.C

6.B

三、多项选择题

1.ABC

2.AC

3.CD

4.ABD

5.BCD

四、名词解释

1.作用：施加在结构上的集中力或分布力（直接作用，也称为荷载）和引起结构外加变形或约束变形的原因（间接作用）。

2.作用效应：是指由作用引起的结构或结构构件的反应，例如内力、变形和裂缝等。

3.抗力：是指结构或结构构件承受作用效应的能力，如承载能力等。

4.可靠性：结构和结构构件在规定的时间内、规定的条件下完成预定功能的可能性，称为结构的可靠性。

5.可靠度：结构在规定的时间内、规定的条件下，完成预定功能的概率称为结构可靠度。

6.结构功能的极限状态：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态，就不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定状态称为该功能的极限状态。

7.作用代表值：设计中用以验证极限状态所采用的作用值。作用代表值包括标准值、组合值、频遇值和准永久值。

8.作用标准值：作用的基本代表值，为设计基准期内最大作用概率分布的某一分位值。

9.作用设计值：作用代表值乘以作用分项系数所得的值。

10.组合值：对可变作用，使组合后的作用效应在设计基准期内的超越概率与该作用单

独出现时的相应概率趋于一致的作用值；或组合后使结构具有统一规定的可靠指标的作用值。

五、问答题

1．答：计算结构可靠度所依据的年限称为结构的设计使用年限。结构设计使用年限，

是指设计规定的结构或构件不需要进行大修即可按其预定目的使用的时期。《建筑结构可靠

度设计统一标准》根据建筑及构件不同使用情况，将建筑的设计使用年限设定为1~5年、25年、50年、100年以上几种，且根据业主要求，经主管部门批准后，设计使用年限按业主要求确定，而设计基准期是确定可变作用与时间有关的材料性能等级取值而采用的时间参数，我国取用的设计基准期为50年。设计使用年限与设计基准期是两个不同的时间域。

2．答：在结构设计时，应根据不同的设计要求采用不同的荷载代表值。永久荷载以其

标准值为代表值，对于可变荷载，根据不同设计要求，其代表值有、标准值、组合值、频遇值、准永久值，其中标准值是可变荷载基本代表值。

3．答：可变荷载在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越次数为规

定次数的荷载值。频遇荷载值为可变荷载标准值乘以频遇系数ψf，ψf可从“荷载规范”中查得。

4．答：当两种或两种以上可变荷载在结构上同时作用时，由于所有荷载同时达到其单

独出现时可能达到的最大值的概率极小。因此，除主导荷载仍采用其标准值外，其他伴随荷载均取小于其标准值的组合值，为荷载代表值。可变荷载乘以小于1的组合值系数，即为该可变荷载的组合值。

5．答：对可变荷载，在设计基准期内被超越的总时间为设计基准期一半的荷载值。可

变荷载标准值乘以可变荷载准永久值系数即为可变荷载准永久值。

六、计算题

1．解：取1m宽板带为计算单元

（1）板永久荷载标准值G k

水磨石地面0.65kN/m2

= 1.2 ⨯ ⨯ 2.905 ⨯1.94 + 1.4 ⨯ ⨯ 2.5 ⨯1.94 ⎪ k N·m = 1.35 ⨯ ⨯ 2.905 ⨯1.94 + 1.4 ⨯ 0.7 ⨯ ⨯ 2.5 ⨯1.94 ⎪ k N·m = ⨯ 2.905 ⨯1.94

+ ⨯ 2.5 ⨯1.94 ⎪ = ⨯ 2.905 ⨯1.94

+ ⨯ 0.5 ⨯ 2.5 ⨯1.94 ⎪ k N·m

80mm 厚钢筋混凝土板

0.08×25 kN/ m 2 =2 kN/ m 2

15mm 厚石灰砂浆 0.015×17 kN/ m 2 =0.255 kN/ m 2

G k =2.905 kN/ m 2

（2）承载能力极限状态

1）可变荷载效应控制组合：

M= γ G S G + γ Q 1S Q 1k

⎛1

⎝ 8 2 1 8 2 ⎫ ⎭ =3.29kN·m

2)永久荷载效应控制组合：

M= γ G S G + γ Q 1ψ c 1S Q 1k

⎛

1

⎝ 8 2 1 8 2 ⎫ ⎭

=2.998 k N·m

结论:承载能力极限状态跨中弯矩 M=3.29 k N·m

(3)正常使用极限状态

1)荷载标准组合时:

M= S Gk + S Q 1k

⎛ 1

⎝ 8

2 1 8 2 ⎫ ⎭

=2.54 k N·m

2)荷载准永久组合时:

M= S Gk +ψ Q 1S Q 1k

⎛ 1

⎝ 8

2 1 8 2 ⎫ ⎭

3

= ⨯ 30.4 ⨯ 4 - ⨯ ⨯16 ⨯ 2 ⎪ k N·m=44.8kN·m

结论:正常使用极限状态跨中弯矩 M=2.54 k N·m

2.解:(1)①由于该梁为单跨外伸梁,为求 D 截面的最大正弯矩,BC 跨的荷载对求 D 截面

弯矩而言,显然是有利荷载,故 BC 跨永久荷载分项系数应取为 γ G =1.0,而 BC 跨可变荷载分项

系数 γ Q =0.

②荷载设计值

永久荷载设计值

AB 跨: γ G G k =1.2×16kN/m=19.2 kN/m

BC 跨: γ G G k =1.0×16kN/m=16 kN/m

可变荷载设计值

AB 跨: γ Q Q k =1.4×8kN/m＝11.2 kN/m

BC 跨: γ Q Q k =0

③D 截面最大弯矩

M max ⎛ 1 ⎝ 8 2 1 1 2 2 2 ⎫ ⎭

(2)解:①可变荷载布置及荷载分项系数

求支座 B 的最大剪力设计值,则可变荷载应沿全梁长布置,且永久荷载分项系数 γ G =1.2,

可变荷载分项系数应取 γ Q =1.4

②荷载设计值

永久荷载设计值

AB 跨及 BC 跨: γ G G k =1.2×16kN/m=19.2kN/m

可变荷载设计值

AB 跨及 BC 跨: γ Q Q k =1.4×8kN/m=11.2kN/m

③支座 B 剪力

V B 右 = pa = 30.4 ⨯ 2kN / m = 60.8kN

R B = 1 4 (30.4 ⨯ 6 ⨯ 3)kN = 136.8kN