荷载与结构设计方法
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筑物底部弯矩。（标准地貌的梯度风高为 350m；该城市梯度风高为 400m，建筑物沿高度划分
为三段计算）
15m
15m
15m
20m
解： wk g zs z z zw0
矩形结构，风载体形系数 s 1.3 ；
0 0.55kN / m2 z 1.0
风压高度变化系数 z
z
H TS ZS
2 S
H Ta Z
（1）风荷载为第一可变荷载 M 1.235 1.410 1.4 0.7 (5 15 3) 78.54KN m （2）吊车水平荷载为第一可变荷载 M 1.2 35 1.415 1.4 0.7 (5 3) 1.4 0.6 10 79.24KN m （2）吊车竖向荷载为第一可变荷载 M 1.2 35 1.4 5 1.4 0.7 (15 3) 1.4 0.6 10 75.04KN m 可以看出，应采用吊车水平荷载控制的组合作为弯矩设计值。
2 1.31.0 1.106 0.55 0.79kpa 3 1.31.0 1.301 0.55 0.93kpa M 1H1 2 H 2 3 H 3 0.59215 0.79 30 0.93 45 74.43kN m
3．某钢筋材料屈服强度的平均值 fy 280.3MPa ，标准差 fy 21.3MPa 。由于加荷速
物理意义：串联结构体系的可靠度总小于或等于构件的可靠度
并联模型：
n
Pfi
i 1
Pf
min
i1,n
Pfi
物理意义：并联结构体系的可靠度总大于或等于构件的可靠度
5. 基本风压的 5 个规定.
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。
-1-
2．结构设计方法的演变过程：
（○1 容许应力设计法○2 破坏阶段设计法○3 多系数极限状态设计法○4 基于可靠性理论的
概率极限状态设计法） 3．试说明平稳二项随机过程荷载模型的基本假定及统计分析方法
4．串并联体系上下界范围数据表达及物理意义
串联模型：
n
max
i1,n
Pfi
Pf
1 (1 Pfi ) i 1
8．一次二阶距法又称
、
、
。（中心点法、均值法、近似概率法）
9．构成整个结构的各构件（包括连接），根据其材料和受力不同，可以分为
和
两类构件。（脆性、延性）
二、问答题（第 1 题 4 分，第 2、3 题各 8 分，第 4，5 题各 10 分，共 40 分）
1．荷载与作用的区别：
（荷载是所有引起结构反应的原因的统称，作用是指能使结构产生效应的各种原因的总称）
度即上下屈服点的差别，构件中材料的屈服强度低于试件材料的屈服强度，两者比值 K0 的
平均值 K0 0.92 ，标准差 K0 0.032 。规范规定的构件材料屈服强度值为 fk 240MPa 。 试求该钢筋材料屈服强度 f y 的统计参数。
（1）求 K f 的均值和变异系数
K f
fy fk
280.3 1.168 240
4．结构的可靠性包括：
、
、
。（安全性、适用性、耐久性）
5．结构设计的目标是：
（以最经济的途径达
到所期望的功能要求）
6．概率设计法按其发展阶段和精确程度不同分为三个水准：
、
、
。
（半概率法、近似概率法、全概率法）
7．结构的功能函数 Z=
当 Z 0 时，结构处于可靠状态，当 Z=0 时，结构处于
状态。（ R S ,＞，极限）
-4-
荷载与结构设计方法试卷
出题人：崔晓旺 学号：101210232
一、填空题（每空 1 分，共 20 分）
1．作用按结构反应分类可分为
和
2．荷载代表值有
、
。（静态作用，动态作用） 、
和
。（荷载标准值，荷载组合值，荷载准永久值，荷载频遇值）
3．
的现象称为锁定。（在结构产生横向共振反应时，若风速增大，漩
涡脱落频率仍维持不变，与结构自振频率保持一致的现象）
2.已知一矩形平面钢筋多层建筑，位于城市中心，建筑高度 45m，平面沿高度保持不变，迎
风面宽 B＝20m 地面粗糙度指数 a 0.2 ，基本风压按地面粗糙度指数的地貌 s 0.16 ，离
地面 10m 高风速确定的基本风压为 0 0.55kN / m2 ，风振系数沿高度不变为 z 1.0 ，求建
三、计算题（第 1 题 15 分，第 2 题 10 分，第 3 题 15，共 40 分）
1. 某单跨工业厂房排架，有桥式吊车，A 柱柱底在几种荷载作用下的弯矩标准值为：恒载
M 35KN m ；风荷载 M 10KN m ；吊车竖向荷载 M 5KN m ；吊车水平荷载
Gk
1k
3k
M 15KN m ；屋面活荷载 M 3KN m ，求 A 柱柱底弯矩设计值（只考虑承载能力极限
Kf
fy fk
21.3 0.089 240
Kf
kf K f
0.089 0.076 1.168
（2）求 K0 的变异系数
K0
k0 K0
0.032 0.92
0.035
（3）求 Km 的均值和变异系数
Km K f K0 1.168 0.92 1.075
Km
2 Kf
2 K0
0.0762 0.0352 0.084
4k
2k
-2-
状态）。 解：根据题意，这里只考虑标准组合。 1）永久荷载效应控制的组合 根据《规范》规定，当考虑以竖向的永久荷载效应控制的组合时，参与组合的荷载仅限
于竖向荷载，于是有 A 柱柱底弯矩设计值为 M 1.35 35 1.4 0.7 (3 5) 55.09KN m 2）由可变荷载效应控制的组合
2 a
z zs
2a
H TS 10
2 S
H Ta 10
2 a
z 10
2 a
z
350 10
20.16
400 10
20.2
z 10
源自文库
20.2
0.713 z 0.4 10
-3-
1 0.838 2 1.106 3 1.301 1 1.31.0 0.828 0.55 0.592kpa
为三段计算）
15m
15m
15m
20m
解： wk g zs z z zw0
矩形结构，风载体形系数 s 1.3 ；
0 0.55kN / m2 z 1.0
风压高度变化系数 z
z
H TS ZS
2 S
H Ta Z
（1）风荷载为第一可变荷载 M 1.235 1.410 1.4 0.7 (5 15 3) 78.54KN m （2）吊车水平荷载为第一可变荷载 M 1.2 35 1.415 1.4 0.7 (5 3) 1.4 0.6 10 79.24KN m （2）吊车竖向荷载为第一可变荷载 M 1.2 35 1.4 5 1.4 0.7 (15 3) 1.4 0.6 10 75.04KN m 可以看出，应采用吊车水平荷载控制的组合作为弯矩设计值。
2 1.31.0 1.106 0.55 0.79kpa 3 1.31.0 1.301 0.55 0.93kpa M 1H1 2 H 2 3 H 3 0.59215 0.79 30 0.93 45 74.43kN m
3．某钢筋材料屈服强度的平均值 fy 280.3MPa ，标准差 fy 21.3MPa 。由于加荷速
物理意义：串联结构体系的可靠度总小于或等于构件的可靠度
并联模型：
n
Pfi
i 1
Pf
min
i1,n
Pfi
物理意义：并联结构体系的可靠度总大于或等于构件的可靠度
5. 基本风压的 5 个规定.
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。
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2．结构设计方法的演变过程：
（○1 容许应力设计法○2 破坏阶段设计法○3 多系数极限状态设计法○4 基于可靠性理论的
概率极限状态设计法） 3．试说明平稳二项随机过程荷载模型的基本假定及统计分析方法
4．串并联体系上下界范围数据表达及物理意义
串联模型：
n
max
i1,n
Pfi
Pf
1 (1 Pfi ) i 1
8．一次二阶距法又称
、
、
。（中心点法、均值法、近似概率法）
9．构成整个结构的各构件（包括连接），根据其材料和受力不同，可以分为
和
两类构件。（脆性、延性）
二、问答题（第 1 题 4 分，第 2、3 题各 8 分，第 4，5 题各 10 分，共 40 分）
1．荷载与作用的区别：
（荷载是所有引起结构反应的原因的统称，作用是指能使结构产生效应的各种原因的总称）
度即上下屈服点的差别，构件中材料的屈服强度低于试件材料的屈服强度，两者比值 K0 的
平均值 K0 0.92 ，标准差 K0 0.032 。规范规定的构件材料屈服强度值为 fk 240MPa 。 试求该钢筋材料屈服强度 f y 的统计参数。
（1）求 K f 的均值和变异系数
K f
fy fk
280.3 1.168 240
4．结构的可靠性包括：
、
、
。（安全性、适用性、耐久性）
5．结构设计的目标是：
（以最经济的途径达
到所期望的功能要求）
6．概率设计法按其发展阶段和精确程度不同分为三个水准：
、
、
。
（半概率法、近似概率法、全概率法）
7．结构的功能函数 Z=
当 Z 0 时，结构处于可靠状态，当 Z=0 时，结构处于
状态。（ R S ,＞，极限）
-4-
荷载与结构设计方法试卷
出题人：崔晓旺 学号：101210232
一、填空题（每空 1 分，共 20 分）
1．作用按结构反应分类可分为
和
2．荷载代表值有
、
。（静态作用，动态作用） 、
和
。（荷载标准值，荷载组合值，荷载准永久值，荷载频遇值）
3．
的现象称为锁定。（在结构产生横向共振反应时，若风速增大，漩
涡脱落频率仍维持不变，与结构自振频率保持一致的现象）
2.已知一矩形平面钢筋多层建筑，位于城市中心，建筑高度 45m，平面沿高度保持不变，迎
风面宽 B＝20m 地面粗糙度指数 a 0.2 ，基本风压按地面粗糙度指数的地貌 s 0.16 ，离
地面 10m 高风速确定的基本风压为 0 0.55kN / m2 ，风振系数沿高度不变为 z 1.0 ，求建
三、计算题（第 1 题 15 分，第 2 题 10 分，第 3 题 15，共 40 分）
1. 某单跨工业厂房排架，有桥式吊车，A 柱柱底在几种荷载作用下的弯矩标准值为：恒载
M 35KN m ；风荷载 M 10KN m ；吊车竖向荷载 M 5KN m ；吊车水平荷载
Gk
1k
3k
M 15KN m ；屋面活荷载 M 3KN m ，求 A 柱柱底弯矩设计值（只考虑承载能力极限
Kf
fy fk
21.3 0.089 240
Kf
kf K f
0.089 0.076 1.168
（2）求 K0 的变异系数
K0
k0 K0
0.032 0.92
0.035
（3）求 Km 的均值和变异系数
Km K f K0 1.168 0.92 1.075
Km
2 Kf
2 K0
0.0762 0.0352 0.084
4k
2k
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状态）。 解：根据题意，这里只考虑标准组合。 1）永久荷载效应控制的组合 根据《规范》规定，当考虑以竖向的永久荷载效应控制的组合时，参与组合的荷载仅限
于竖向荷载，于是有 A 柱柱底弯矩设计值为 M 1.35 35 1.4 0.7 (3 5) 55.09KN m 2）由可变荷载效应控制的组合
2 a
z zs
2a
H TS 10
2 S
H Ta 10
2 a
z 10
2 a
z
350 10
20.16
400 10
20.2
z 10
源自文库
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0.713 z 0.4 10
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1 0.838 2 1.106 3 1.301 1 1.31.0 0.828 0.55 0.592kpa