一、填空題（每空1分，共20分）

1.作用按時間的變異分為:永久作用，可變作用，偶然作用

2.影響結構抗力的因素有：材料性能的不定性，幾何參數的不定性，計算模式的不定性..

3.凍土的四種根本成分是固態(tài)的土顆粒，冰，液態(tài)水,氣體和水汽.

4.正常使用極限狀態(tài)對應于結構或者構件到達正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值.

5.結構的可靠性是平安性，適用性,耐久性的總稱.

6.結構極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài).正常使用極限狀態(tài).

7.結構可靠度確實定應考慮的因素,除了公眾心理外,還有結構重要性，社會經濟承受力,結構破

壞性質

二.名詞解釋（10分）

1.作用：能使結構產生效應（內力，應力，位移，應變等）的各種因素總稱為作用（3分）

2.地震烈度：某一特定地區(qū)遭受一次地震影響的強弱程度.13分）

3.承載能力極限狀態(tài)：結構或構件到達最大承載力或不適于繼續(xù)承載的變形，這種狀態(tài)稱為承載

能力極限狀態(tài).（4分）

三.簡答題.（共20分）

1.結構抗力的不定性的影響有哪些？

答：①結構材料性能的不定性、②結構幾何參數的不定性、③結構計算模式的不定性。（每點I分）

2.根本風壓的5個規(guī)定.

答：根本風壓通常應符合以下五個規(guī)定。①標準高度的規(guī)定。我國《建筑結構荷載標準》規(guī)定以10m

高為標準高度。②地貌的規(guī)定。我國及世界上大多數國家規(guī)定，根木風速或根本風壓按空曠平坦地貌而

定。③公稱風速的時距。規(guī)定的根本風速的時距為lOmin。④最大風速的樣本時間。我國取1年作為統

計最大風速的樣本時間。⑤根本風速的重現期。我國規(guī)定的根本風速的重現期為30年。（每點1分）（5）

3.簡要答復地震震級和烈度的差異與聯系（6）

答：①地震震級是衡量?次地震規(guī)模大小的數量等級。②地震烈度是某?特定地區(qū)遭受?次地震影響的

強弱程度。③一次地震發(fā)生，震級只有一個，然而在不同地點卻會有不同的地震烈度，但確定地點上的

烈度是一定的，且定性上震級越大，確定地點上的烈度也越大。④震中一般是一次地震烈度最大的地區(qū)，

其烈度與福級有關。在環(huán)境條件根本相同的情況下，震娜大，2震中即厚越清⑤震中烈度與震級近似關

系：3°；非震中區(qū)，烈度與震級的關系：33"h0［前2點1分，后2點2

分）

4.簡述直接作用利間接作用的區(qū)別.（6）

答：①將能使結構產生效應得各種因素總稱為作用；將作用在結構上的因素稱為直接作用，②將不

是作用，但同樣引起結構效應的因素稱為間接作用。③直接荷載為狹義的荷載，廣義的荷載包括直接荷

載和間接荷載。（每點2分）

四、計算題（50分）

“/〃//〃幺/〃幺//工///////^/〃//////〃幺//C

雜填土Yl=17KN/ni31

■,C

粉質粘土Y2=19KN/m32

▽

淤泥質土丫3=18.2KN/m33

，_

中砂Y4=19.6KN/m34

1.計算下列圖中的土層各層底面處的自重應力。（10分）

解：bczi=%%=17x2.0=34.0X2（2分）

。2=八儲+=17x2.0+19x3.8=106.2KP

C*11'LLC<IJATYI

/z3=y/i+y2h2+八h=!7x2.0+I9x3.8+（18.2-101x4.2=1406KP”（小]

I，八J

cr（,4=/]//]+y2h2+公力3+7：兀=17x2.0+19x3.8+（18.2-10）x4.2

+（19.6-10）x2.0

=159.8和（3分）

2.設標準地貌為空曠地面，標準高度為10m,條件卜測得的風速變化指數=°/5,

母件E亡H機、」皆甘……、

梯度風高75=365，根本風壓vv0。=O.7K7V/m?2o計算某市中心

%=0.3,""39°叱高度為25nl處的風壓。（10分）

解：根據非標準條件下風壓的換算公式:

x2a

Z

z,

13t（2分）

z=25m,z$=K）〃?，a=0.3,將高度為25m處的風壓換算成該地貌標準高度處的風壓

W乂25）」25「。3

；

那么:10

?（25）=1.73%⑴一分）

又根據非標準地貌的風壓換算公式：

（2分）

Ts=365a（l=0.30

H=

Tan390,將該地貌處得根本風壓換算成標準地貌的根本風壓。

2*0.15-2x0.30

（365、「39。）

嗎〃二0?7?

那么:10J25J（2分）

0.393KN//，、

（1）

（2）代入（1）得

=1.73x0.393

=0.68KN//“分）

答：上海市中心某地的標準風壓為。

3.設有一單質點體系，質點重為100KN,體系自振周期為L0秒，位于根本烈度8度區(qū),

體系所在地設計反響譜特征周期Tg=0.4s,設計反響譜下降段指數為b=0.7,動力系數

最大值An”=2.25,體系結構設計基準期為50年，求體系所受小震烈度的水平地震作

用。（10分）

解：求地震系數。因小地震烈度比根本地震烈度小1.5度，那么計算地震烈度為:

1=8-1.5=6.5（2分）

1

地震系數公式X2'X2=0.088（2分）

根據我國建筑抗震設計標準，地震系數取平均值的85%

/=0.85x0.088=0.075（2分）

計算動力系數。因T>Tg,那么

0⑺=2.25義=1.18

（2分）

地震作川為

F=Gk，即）=100x0,075xl.l8=8.85KN

（2分）

4.一各三層剪切型結構，如下列圖，該結構的第一階周期為Tl=0.433s,設計反響譜的有

關參數Tg=0.2s、b=0.9、amax=0.16,采用底部剪力法計算地震作用產生.的底部最大剪

力及結構各層的地震作序。（20分）

解：確定地震影響系數a

0.9

（TgY19（0.2

a=?amax-0.16=0.0798

<0.433（2分）

求底部最大剪力

Z=3（A?+1）6=（）85

F=xGEax，因質點數n=3,2（2〃+1）7屹分）

F=0.85x（L0+1.5+2.0）x9.8x0.0798=2.991KN（4分）

各質點地震作用：

2x5

X2.991=0.819^

2x5+1.5x9+1.0x13

（4分）

G9.H7.1.5x9______

/2=x2.991=l」06KN

2x5+1.5x9+1.0x13

ZGY（4分）

G3H31.0x13

F3=x2.991I.065KN

2x5+1.5x9+1.0x13

ZG”,（4分）

一、填空題（20分）

8.作用按時間的變異分為:永久作用，可變作用，偶然作用.

9.土的側壓力分為一靜止土壓力，主動土壓力，被動土壓力一

10.凍土的四種根本成分是固態(tài)的土顆粒，冰,液態(tài)水.氣體和水汽.

11.預應力構件按預應力旅加先后分為一先張法,后張法

12.目前國際上采用的抗葭設計原則是—小震不壞，中震可修，大震不倒

13.結構極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)，正常使用極限狀態(tài).

14.由風力產生的一結構位移，速度，加速度響應.稱為結構風效應.

二.名詞解釋（3+3+4=.10分）

1.作用：能使結構產生效應（內力，應力，位移，應變等）的各種因素總稱為作用

2.震級：衡量一次地震規(guī)模大小的數量等級,國際上常用里氏震級

3.震中距：地面某處到震中的距離稱為震中距

三.簡答題.（5x4=20分）

5.結構可靠度是怎么定義的？

6.什么叫根本風壓?怎樣定義.

7..寫出單質點體系在單向水平地面運動作用下的運動方程.

8.簡述直接作用和間接作用的區(qū)別.

四計算題（50分）

1.設有一單質點體系，質點重為100KN,體系自振周期為1.0秒，位于根本烈

度8度區(qū)，體系所在地設計反響譜特征周期Tg=0.4s,設計反響譜下降段指數

為b=0.7,動力系數最大值反必=2.25,體系結構設計基準期為50年，求體系

所受小震烈度的水平地震作用。（10分）

解：求地震系數。因小地震烈度比根本地震烈度小1.5度，那么計算地震烈度為：

1=8-1.5=6.5I1

X2H7X2=0.0883'

根據我國建筑抗震設計標準，地震系數取平均值的85%

1=0.85x0.088=0.075j

計算動力系數。因T>Tg,那么

_roc”

萬⑺=2.25x—=1.18

、1.0J2'

地震作用多

尸二G2萬（7）=100x0.075x1.18=8.85KN3；

2.一矩形平面鋼筋多層建筑，位于城市中心，建筑高度45nb平面沿高度保持不變，迎風面寬B=20m

地面粗糙度指數為二°2,根本風壓按地面粗糙度指數的地貌樂=°』6,離地面10m高風速確定的根本

風壓為%-。553/切2,風振系數沿百度不變?yōu)榭俆0,求是筑物底部彎矩。（標準地貌的梯度風而為

350m；該城市梯度風高為400nb建筑物沿高度劃分為三段計算）（20分）

15m

15m

15m

解：%=4（z）〃s（z）心（z辰2,

矩形結構，風載體形系數〃$=L3；1，

2

<w0=0.55kN/mj

乩=1.0\>

風壓高度變化系數/

2'

〃[=().838//2=1.106為=1.3013，

跖=1.3x1.Ox0.828x0.55=0.592Zy??

?2=1.3X1.UX1.1U6XO.8=U.7%a2

叼=1.3x1.0x1.301x0.55=0.93kpa

M=gH[+?2〃2+g〃3=0.592x15+0.79x30+0.93x45=74.43叱，〃4

一概念理解題（共計70分）：

1在結構荷載計算中，一般主要考慮的有哪些荷載？（5分）

答：一般考慮的荷載為恒載和活載兩類，對于偶然荷載（特殊荷載考慮較少）。

2基于可靠度的結構設計（概率極限狀態(tài)設計）與傳統的平安系數設計有何區(qū)別？對于功能函數（以兩

個變量為例），當變量為正態(tài)分布時，可靠度指標有何含義，試作圖表示；110分）

答：可靠度設計是考慮荷載和抗力是一種隨機變量，而傳統的平安系數設計方法則將這些參數看

作固定值，前者更為合理。

對于Z=g（R,S）=R-S=0,在SOR坐標系，首先將變量進行標準化變換，對根本變量作標準化變換

6=八=￡*，此時將變量轉化成了N（OJ）分布，形成新的坐標系MoA,原坐標與新坐標的

/?>na

關系為：

S=Mq+〃$,R=Rb,+凡,得出新坐標系的極限狀態(tài)方程:

aR-GS+4一""。，令cos，=--/、*、

加+6

于是有：Acosa+Scosa-夕=0,如下圖SOA坐標系,

于是可得：A=|OP[cos/=4cos仇，W=|OP[cos"=〃cosq

正行變換到原坐標系，于是寵=+〃.=〃cosOq+4,S'=S'as+〃S=pcosO、o、+〃5,

坐標系SOR中，極限狀態(tài)方程：R—S=6,顯然此時其上一點：R-S=0,由此可求出可靠指標。，

驗算點"，So

3為何對于不同的荷載在進行荷載效應組合時，取一定的分項系數？（5分）

答：士要是考慮到不同荷載的概率分布形式不一致，而為了計算的簡便，將各種荷載的概率分布的

不同通過的荷載分項系數以使按極限狀態(tài)設計表達式設計的各種結構可靠指標。與規(guī)定的設計可靠指標

仇之間在總體上誤差最小。

4計算風荷載時需要考慮幾個方面的因素；（5分）

答：風荷載的計算主要與三種獨立的因素有關：根本風壓、風壓高度變化系數、房屋體型系數有關。

5設計基準期和設計使用壽命的概念，兩者有何區(qū)別；（5分）

答：設計基準期是統計各種荷載1作用）和抗力隨機變量的年限，一般取50年，而設計使用壽命

那么是結構物使用年限，一股為20、50、100年，當超過設計基準期之后，結構物的可靠度會降低。

6荷載代表值的類型及含義：（10分）

答：荷載代表值包括荷載的標準值、組合值、頻遇俏和準永久值，前兩者是在承載能力極限狀態(tài)中

使用，而后兩種那么在主要在正常使用極限狀態(tài)中使用。

代表值：為設計基準期內最大荷載概率分布的某一分位值，我國一般取分位數。

組合值：以荷載代表值為根底，考慮當出現兩種或兩種以上的可變荷載時，荷載不可能同時以其最大值

出現，此時荷載代表值可采用組合值或荷載組合系數出現。荷載頻遇值主要是為了對結構正常使用極限

狀態(tài)的短期性能進行校核，一般取系數（具體參見《建筑結構荷載設計標準》，荷載的準永久值系指經

常作用在結構上的荷載，同樣乘以一個系數即可。總的說來，后三者均是對可變荷載來說的，

7如何確定結構的目標可靠指標；（5分）

答：確定結構的目標可靠指標是在原有的定值設計根底上，采用的主要方法有：類比法；校準法，

后者是《建筑結構可靠度設計統一標準》所采用的方法，并根據平安等級和結構的破壞類型來確定可靠

指標0。

8材料強度的取值是可靠性設計的一個重要方面，材料強度的標準值可以取其平均值嗎？為什么？如何

取值？（5分）

答：為結構設計的平安起見，材料強度的標準值不取平均值，而是取概率分布的分位值，即在平均

值的根底上減去%。

9作用與荷載的區(qū)別與聯系，在本書中是如何對其分析的？（5分）

答：荷載是指直接作用在結構上的力，而作用是泛指在結構上產生效應（應力、變形等：的一切外

界因素，通常將兩種概念同等對待。

10試說明梁、柱附屬面積的含義。（5分）

答：對于結構計算來說，要分析構件受力情況，要對荷載作用進行分析，求其作用在梁或柱上的荷

載，即將作用在樓面上的活荷載以及樓面本身的恒載進行分析。

11作用在跨河橋梁上的荷載有哪些？（5分）

答：恒我：橋梁自身重力；活載：風荷載、地震荷載、流水壓力、船只（漂浮物）的撞擊力、車輛

荷載（汽車制動力、汽車離心力、汽車撞擊力、汽車沖擊力）。

12談談你對可靠性設計中中心點法和驗算點法的理解。（5分]

答：中心點法沒有考慮根本變量的分布形式，其前提是假定根本變量服從正態(tài)分布，因比不是嚴格

意義上的概率分析法，當功能函數為非線性時，只能在中心點附近取線性近似，所得的。也是近似的，

.巨中心點離真正的極限狀態(tài)有相當距離：數學形式的變換也會導致B的變化。驗算點法考慮r根本變量

的分布形式，且能夠無限接近驗算點的位置，從而可以保證計算結果的精確性。

二計算分析（共計30分）：

1某結構在抗震設計時可簡化成單質點體系，如下圖。該結構位于設防烈度為7度的IH類場地上，設

計地震分組為第一組。集中質量機=8.0xl（TQ,結構阻尼比，=0.05,日振周期為，求多遇地震時水平

地震作用標準值工。（此題6分）

解：根據條件，查書中表44、4-5得，水平地震影響系數最大值*“=0.08,特征周期T,=0.45s,

根據結構阻尼比可■知：y=,ni=,r\2=,

因（＜?。?7；,故a=（4"）小區(qū)3=（落）X1.0x0.08=0.025

于是水平地震作用F?=aG=0.G25x8.0x104x9.8=19.6^

2某單跨工業(yè)廠房排架，有橋式吊車,A柱柱底在幾種荷載作用下的彎矩標準值為:恒載=35KV?〃?；

風荷載Mt=10KV?〃z；吊車豎向荷載；吊車水平荷載；屋面活荷載

求A柱柱底彎矩設計值（只考慮承載能力極限狀態(tài)）。（此題10分）

解：根據題意，這里只考慮標準組合。

1）永久荷載效應控制的組合

根據《標準》規(guī)定，當考慮以豎向的永久荷載效應控制的組合時，參與組合的荷載僅限于豎向荷載,

于是有A柱柱底彎矩設計值為

2）由可變荷載效應控制的組合

（1）風荷載為第一可變荷載

（2）吊車水平荷載為第一可變荷載

（2）吊車豎向荷載為第一可變荷載

可以看出，應采用吊車水平荷載控制的組合作為彎矩設計值。

3假定鋼梁承受確定性的彎矩M=140KN?/〃，鋼梁截面的塑性抵抗矩W和屈服強度/都是隨機變量，

其分布類型和統計參數：

抵抗矩W：正態(tài)分粕，4=850.0x10"?',d；=0.05

屈服強度f：正態(tài)分布，=270MRi,電=0.10

用中心點法和驗算點法計算鋼梁的可靠指標。（此題14分）

解：功能函數為：抗力列式Z=/W-M=.”-140000,或應力列式z=/*=/-岑見）

1）中心點法

（1）取用抗力列式

入~-14000-89500/V?m,crz—J/+5；-2565&9;V?m

可知可靠指標〃=3.48

(2)應力列式

A,/味=\05.3M&,o產<=J"；4+6：=270M汽

可知可靠指標￡=3.9

可見中心點法采用不同的功能函數形式計算結果不同。

2）驗算點法

抗力列式選用：Z=JW-M=/VV-140000

均為正態(tài)分布，不須進行當量轉換，，=匕人歷=匕區(qū)，于是在新坐標系中，極限狀態(tài)方程為:

區(qū)O-,

9）+d）（5皿+〃“）-M=0

a=a一廠W,a=a-廠廠人.

''心/。）+（/.八）'：u"（卬”）、（廣。）

第一次迭代W,尸用平均值代入，于是有：

（從十巴］%）（4+?,2b”）-M=0,求出計算過程如下表所示。

迭代步XiX'a,

p1P△B

1f0270x1a（舍棄）

w850x10。

2f180x1(/（舍棄）

w779x10"

3f176x10"（同上舍

w796xI06棄方法）

由上表可以看出，采用驗算點法兩步即可到達收斂。

1.作用隨時間變化可分為永久作用、可變作用、偶然作用:按空間位置變異分為固定作用、自由作用:

按結構反響分類分為靜態(tài)作用、動態(tài)作用.

2.造成屋面積雪與地面積雪不同的主:要原因是風的飄積作月屋面形式屋面散熱等。

3.在公路橋梁設計中人群荷載一般取值為幽/日市郊行人密集區(qū)域取值一般為KN/m2-

4.土壓力可以分為靜止土壓力主動土壓力被動土壓力。

5.一般土的士向壓力計算采用朗肯士壓力理論或庫侖土壓力理論。

6.波浪按波發(fā)生的位置不同可分為外表波內波。

7.根據凍土存在的時間可將其分為多年凍土季節(jié)凍土瞬時凍土。

8.凍土的根本成分有四種：固態(tài)土顆粒，冰，液態(tài)水，氣體和水汽。

9.凍土是一種復雜的多相天然復合體,結構構造也是一種非均質、各向異性的多孔介質。

10.土體產生凍脹的三要素是水分土質負溫度。

11.凍土的凍脹力可分為切向凍脹力法向凍脹力水平凍脹力,

12.水平向凍脹力根據它的形成條件和作用特點可以分為對彝和韭對稱。

13.根據風對地面（或海面〕物體影響程度，常將風區(qū)分為11等級。

14.我國《建筑結構荷載規(guī)定》規(guī)定以皿高為標準高度，并定義標準高度處的最大風速為根本風速。

15.根本風壓是根據規(guī)定的高度,規(guī)定的地貌，規(guī)定的時距和規(guī)定的樣本時間確定最大風速的概率分

布，按規(guī)定的重現期（或年保證率）確定的根本風速,然后根據風速與風壓的關系所定義的。

16.由風力產生的結構位移速度加速度響應等稱為結構風效應。

17.脈動區(qū)是引起結構振動的主要原因。

18.在地面粗糙度大的上空，平均風速小—脈動風的幅度大且頻率高。

19.脈動風速的均方差也可根據其功率譜密度函數的積分求得。

20.橫向風可能會產生很大的動力效應，即風振。

21.橫向風振是由不穩(wěn)定的空氣動力特征形成的，它與結構截面形狀及雷諾數有關。

22.在空氣流動中，對流體質點起主要作用的是兩種力慣性力和粘性力。

23.根據氣流旋渦脫落的三段現象，工程上將圓桶試結構分三個臨界范圍，即亞臨界范圍超臨界范

圍跨臨界范圍。

24.地震按產生的原因，可以分為火山地震陷落地震和構造地震

25.由于地下空洞突然塌陷而引起的地震叫陷芨地震而由于地質構造運動引起的地震那么稱為構造地

震。

26.地幔的熱對流是引起地震運動的主要原因。

27.震中至震源的距離為震源深度,地面某處到震中的距離為患生里,

28.地震按震源的深淺分，可分為淺源地震中源地震深源地震“

29.板塊間的結合部類型有：海嶺海溝轉換斷層及縫合線。

30.震級是衡量一次地震規(guī)模大小的數量篁級。

31.M小于2_的地震稱為微震M=2?4為有感地震M＞工為破壞性地震一

32.將某一地址遭受一次地震影響的強弱程度定義為地震烈度。

33.地震波分為地球內部傳播的便逐和在地面附近傳播的面遮。

34.影響地面運動頻譜主要有兩個因素：震中距和場地條件。

35.目前國際上一般采用小震不壞中震可修大震不倒的抗白原則。

36.底部剪力法是把地震作用當作笠效靛力作用在結構上，以次計算結構的最大地震反響。

37.混凝土在長期作用下產生隨時間而增長的變形稱為徐變。

38.可變荷載有3個代表值分別是標準值和準永久值組合值。

39.影響結構構件抗力的因素很多，主要因素有3利分別是材料性能的不定性Xm

幾何參數的不定性Xa計算模式的不定性Xp.

40.結構的極限狀態(tài)可以分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用的極限狀態(tài)。

1.作用：能使結構產生效應（內力、應力、位移、應變等）的各種因素總稱為作用。

2,地震烈度：某一特定地區(qū)遭受一次地震影響的強弱程度。

3.承載能力極限狀態(tài)：結構或構件到達最大承載力或不適于繼續(xù)承載的變形,這種狀態(tài)稱為承載能

力極限狀態(tài)。

4.單質點體系：當結構的質量相對集中在某一確定位置，可將結構處理成單質點體系進行地震反映

分析。

5.根本風壓：根本風壓是根據全國各氣象站50年來的最大風速記錄，按根本風壓的標準要求，將

不同高度的年最大風速統一換算成離地面10m的最大風速按風壓公式計算得的風壓。

6.結構可靠度：結構可靠性的概率量度。結構在規(guī)定時間內，在規(guī)定條件下，完成預定4能的概率。

7.荷載代表值：設計中用以驗算極限狀態(tài)加采用的荷載晝值。

8.根本雪壓：當地空曠平坦地面上根據氣象記錄經統計得到的在結構使用期間可能出現的最大雪

壓。

9.路面活荷載：路面活荷載指房屋中生活或工作的人群、家具、用品、設備等產生的重力荷載。

10.土的側壓力：土的側壓力是指擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對墻背產生的土壓力。

11.靜水壓力：靜水壓力指靜止的液體對其接觸面產生的壓力。

12.混凝土徐變：混凝土在長期外力作用下產生隨時間而增長的變形。

13.混凝土收縮：混凝土在空氣中結硬時其體積會縮小，這種現象叫混凝土收縮。

14.荷載標準值：是荷載的根本代表值，其他代表值可以在標準值的根底上換算來。它是設計基準期

內最大荷載統計分布的特征值，是建筑結構在正常情況下，比擬有可能出現的最大荷載值。

15.荷載準永久值：結構上經常作用的可變荷載，在設計基準期內有較長的持續(xù)時間，對結構的影響

類似于永久荷教。

16.結構抗力：結構承受外加作用的能力。

17.可靠：結構假設同時滿足平安性、適用性、耐久性要求，那么稱結構可靠。

18.地震作用：

19.超越概率：在一定地區(qū)和時間范圍內，超過某一烈度值的烈度占該時間段內所有烈度的百分比。

20.震級：衡量一次地震規(guī)模大小的數量等級。是地震本身強弱程度的等級，震級的大小表示地震中

釋放能量的多少。

21.雷諾數：慣性力與粘性力的比。

22.脈動風：周期小于lOmin的風，它的強度較大，且有隨機性,周期與結構的自振周期較接近,產

生動力效應，引起順風向風振。

23.平均風：周期大于lOmin的風，長周期風，該類風周期相對穩(wěn)定，周期遠離結構的自振周期，不

發(fā)生共振，產生靜力效應。

24.結構風效應：由風力產生的結構位移、速度、加速度。既風力作用在結構上結構產生的反響。

25.風壓：風以一定速度向前運動，遇到建筑物對建筑物產生的壓力。

26.雪壓：單位面積地面上積，雪的自重。

27.結構的自重：是由地球引起的具有質量的材料重力。

28.偶然荷載：在設計基準期內不一定出現，一旦出現其值很大持續(xù)時間較短的荷載。

29.直接荷載；直接作用在結構上的各種荷載。受力物體與施力物體相互接觸，有形荷載，

30.震級：一次地震的強烈等級。

答：①地震震級是衡量一次地震規(guī)模大小的數量等級。②地震烈度是某一特定地區(qū)遭受一次地震

影響的強弱程度。③一次地震發(fā)生，震級只有一個，然而在不同地點卻會有不同的地震烈度，但確定

地點上的烈度是一定的，且定性上震級越大，確定地點上的烈度也越大。④震中一般是一次地震烈度

最大的地區(qū)，其烈度與震約月關。在環(huán)境條件根本相同的情況卜，震級越大，震中烈度越高⑤震中烈

度與震級近似關系：“=徘震電？，\

烈度與震級的關系：33切\(zhòng)

答：能承受在正常施工和正常使用時可能出現的各種作用；在正常使用時具有良好的工作性能；在

正常維護下具有足夠的耐久性能；在偶然時間發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必須的整體穩(wěn)定性，

答：荷載是由各種環(huán)境因素產生的直接作用在結構上的各種力。效應：作用在結構上的荷載使結構

產生內力、變形。例：應力、應變、位移、速度。

答：根本風壓通常應符合以下五個規(guī)定。①標準高度的規(guī)定。我國《建筑結構荷載標準》規(guī)定以10m高

為標準高度。②地貌的規(guī)定。我國及世界上大多數國家規(guī)定，根本風速或根本風壓按空曠平坦地貌而定。

③公稱風速的時距。規(guī)定的根本風速的時距為1Omine④最大風速的樣本時間。我國取1年作為統計最

大風速的樣本時間。⑤根本風速的重現期。我國規(guī)定的根本風速的重現期為30年。

5.什么是荷載的代表值，它們是如何確定的

答:荷載代表值是設計中用以驗葬極限狀態(tài)所采用的荷載最值。

①荷載的標準值：是荷載的根本代表值，其他代表值可以在標準值的根底上換算來。它是設計基準

期內最大荷載統計分布的特征值。是建筑結構在正常情況下，比擬有可能出現的作大荷載值。永久

荷載均用荷載標準值來表示。

②準永久值：結構上經常作用的可變荷載，在設計基準期內有較長的持續(xù)時間，對結構的影響類似

于永久荷載。準永久值是在標準值根底上進行折減。折減系數根據荷載的類型不同而不同。

③荷載組合值：當荷載在結構上有兩種或兩種以上的可變荷載時，荷載的代表值采用組合值。

④荷載頻遇值：可變荷載在結構上較頻繁出現較大值，主要用于荷載短期效應組合中。

答：①能使結構產生效應得各種因素總稱為作用；將作用在結構上的因素稱為直接作用；

②不是作用，但同樣引起結構效應的因素稱為間接作用；

③直接荷載為狹義的荷載，廣義的荷載包括直接荷載和間接荷載。

答：風對屋面積雪的影響：

①漂積作用：在下雪過程中，風會把局部將飄落在屋頂上的雪積到附近的地面上或其它較低的物體

上。

②具有上下跨屋面的情況下，高屋面的雪吹落在較低屋面上。在低屋面上形成局部較大的漂積荷載。

屋面坡度對積雪的影響：由于風的作用和雪的滑移特征，坡度越大，滑落的雪越多，雪壓越小。受口照

時間的不同，引進屋面積雪分布系數不同。

答：墻體的形式與剛度，墻背豎直、墻背傾斜受壓力形式不同。

①不同剛度的墻體抵抗土壓力產生的變形不同；

②墻后土體的性質，墻后土體的重度不同，產生的應力不同；

③埴土面的形式，水平和傾斜不同，相當于水平地面上加一附加壓力：

④外施荷載的形式，均布荷載，基坑側向地面上有已建建筑不同；

例如：局部均布荷載，在基坑側的地面局部布建筑；可變荷載，地面施工機械、車輛荷載；集中荷載，

山坡建水塔，雷達站。

9.靜止土壓力、主動土壓力形成機理

答：靜止土壓力：支擋結構在土壓力作用下不產生任何方向的位移或轉動，保持原有位置，墻后

土體沒有破壞，土體處于彈性平衡狀態(tài)。此時墻背土壓力為靜止土壓力。

主動土壓力：支擋結構在土壓力作用下，向墻內移動或轉動，墻后土壓力逐漸減小，當到達某一位置時，

墻后土體壓力減小，當到達某一位移時，墻后土體開始下滑，作用在擋土墻上的土壓力最小，滑動契體

體內應力處于主動極限平衡狀態(tài)，此時作用在墻背上的土壓力成為主動土壓力。

答：朗肯土壓力理論的根本假設：

①對象為彈性半空間土體；

②地基土具有水平界面，一定的深度和廣度；

③假定土體為彈性介質，符合廣義虎克定律；

④不考慮擋土墻及回填土的施工因素，不擾動土體，不改變其自然的應力狀態(tài)；

擋土墻墻背豎直，光滑，填土面水平，無超載。墻背與土體不產生摩擦力，無剪應力作用，無超載，水

平向無剪應力，使土體在豎向和水平向應力的主應力狀態(tài)。

答：橫風向力主要引起風振。對于高層結構風振是由氣流本身的動力特性形成的。在結構正面風

速受到障礙減小，逐漸降低，風總要繞過建筑物，那么沿AB繞行，風速逐漸增大在B點達最大值。

繞過結構后，風要恢復自由狀態(tài)，沿BC流動，受摩擦風速減小，在某處摩擦力耗損使風速降為零，

在BC段出現風停滯現象，形成漩渦，引起風振。當漩渦脫落頻率與結構自振頻率接近時，結構發(fā)生

劇烈共振，產生橫風向風振。

答：根據超越概率將地震烈度分為以下幾類：

①多遇地震烈度：在50年內，超越概率為63.2%對應的烈度。

②根本烈度：在50年內，超越概率為10%的地震烈度。每?地區(qū)的根本烈度可查《中國地震烈度

表》獲得。

③罕遇地震烈度：在50年內，超越概率為2-3%的地震烈度；

④設防烈度：是是否進行抗震設計的依據，是按國家批準權限審定的作為一個地區(qū)抗震設防依據的地震

烈度。

13.用公式表示單質點體系的地震作用的受力情況

答：當結構的黑量槍M■集中在某一確定位置，可將結構處理成單質點體系進行地震反映分析。慣

性力，力=一〃心十月）；阻尼力，彈性恢復力，￡=一履

三力平衡得￡+￡+4=0；，成+就+化t=一〃

答：底部剪力法是振型分解反映譜法的簡化方法，首先計算地震產生的底部最大剪力，將剪力分

配到結構各質點上。兩個假設：

①結構地震反響以第一振型為主；_

②任意質點得振型坐標與該質點離地面得高度成正比。蟲=

15.抗浮力的措施

答：抗浮力的措施如下：

①置丁?透水性飽和地基上的結構物，驗算穩(wěn)定性時應考慮采用設計水位時的浮力；②置:不透水的

地基上，結構物根底地面接觸良好，可不考慮浮力；

③當不能確定地基是否透水，應將透水和不透水兩種情況與其他荷載組合，取其最不理者；

④對有樁基的結構，樁基承臺底部的浮力，按全底面積考慮，當嵌入承臺時，不計樁的面積，

答：①先張法預加力：先張拉鋼筋，后澆筑包裹鋼筋的混凝土，當混凝土到達設計強度后鋼筋和

混凝十之間產生粘結力，鋼璉的彈性恢復對混凝十產生的壓力。

②后張法預加力：先澆筑混凝土，混凝土中預留放置鋼筋的孔道，待混凝土到達設計強度后張拉鋼筋,

通過錨固使鋼筋的彈性變形傳給混凝土。

答：當荷載在結構上有兩種或兩種以上的可變荷載時，荷載的代表值采用組合值。

①永久荷載為主體：S=Sak+￡/{5k

②可變荷載為主體：

③頻遇荷載為主體：

18.簡述影響結構抗力的不定性

答：不定性因素包括：材料性能的不定性、幾何參數的不定性、計算模式的不定性。

①結構材料性能是指制成構件的強度、彈性模量、泊松比等物理性能。受材料本身差異，制作工藝、

環(huán)境條件因素影響；

②結構幾何參數指結構截面幾何特征，高度、寬度、面積、慣性距、抵抗矩等。受制作、安裝會使

結構尺寸出現偏差的影響。

③結構構件計算模式的不定性指抗力計算中采用的根本假設不完全符合實際或計算公式的近似引起的

變異。受采用理想彈性、理想塑性，均質性、各項同性，采用設支座，固定支座代替邊界條件等因素影

響。

答：承載能力的極限狀態(tài)：這種極限狀態(tài)對應于結構或構件到達最大承載能力或不適于繼續(xù)承載

的變形。

①整個結構或結構的一局部作為剛體失去平衡（傾覆、折斷、斷開）；

②結構構件產生過大變形不適于繼續(xù)承載；

③結構變?yōu)闄C動體系；

④結構喪失穩(wěn)定性（壓曲）。

正常使用的極限狀態(tài)：這種極限狀態(tài)對應于結構或構件到達正常使用或耐久性的規(guī)定艱值。

①影響正常使用的外觀變形；

②影響正常使用或耐久性的局部破壞（裂縫）;

③影響正常使用的振動；

影響正常使用的其他特征（墻皮脫落，防水失效）。

20.什么是結構的可靠度，如何理解該概念

答：結構可靠度是結構可靠性的概率量度。結構在規(guī)定時間內，在規(guī)定條件下，完成預定功能的

概率。規(guī)定時間指結構設計的基準期，50年。規(guī)定條件指正常設計、正常施工、正常使用條件，不考

慮人為過失因素。其數學表達式為

答：結構設計的目標有四個因素需要考慮：

①公眾心理：失效概率為IX10”；

②結構重要性：結構重要性高，可靠度應定得高；

③結構破壞性質：脆結構設計的目標可靠度要高于延性破壞的結構；

社會經濟承受力：經濟越興旺，公眾對工程可靠度要求越高。

答：民用建筑樓面活荷載是指建筑物中人群、家具、設施等產生的重力作用，這些荷載的量值隨時

間發(fā)生變化，位置也是可以移動的，又稱可變荷載。工程設計上一般將樓面活荷載處理為等效均布荷載,

均布荷載的取值與房屋的功能有關?！逗奢d標準》根據樓面上人員活動狀態(tài)和設施分布情況給出了各類

房屋或荷載的取值。當樓面上的活荷我不可能同時滿布時，在計算結構或構件到樓面荷載效應時可為樓

面均布活荷載予以適當折減。

答：工業(yè)建筑樓面活荷載是指廠房車間在生產使用或安裝檢修時，工藝設備、加工原料和成品部件

筆產生的重力作用。由于廠房加工的性質不同，樓面活荷載的取值有較大的差異。在設計多層工業(yè)廠房

時，活荷載應由工藝提供，或由土建人員根據有關資料自行確定，常見的工業(yè)建筑樓面活荷載按標準取

值。

答：工業(yè)廠房結構設計應考慮吊車荷載作用，吊車按其工作的繁重程度分為8個等級作為設計依據。

吊車的豎向荷載以最大輪壓和最小輪壓的形式給出：吊車的水平荷載由運行機構啟動或制動時產生的水

平慣性力引起。當廠房內設有多臺吊車時，考慮到各吊車同時聚集在同?柱范圍內可能性小且每臺吊車

影響范圍有限，各臺吊車同時處于最不利狀態(tài)的概率更小，需對參與組合的吊車數量加以限制，考慮多

臺吊車荷載的折減。

答：地震時地面會發(fā)生水平運動和豎向運動，從而引起結構的水平振動和豎向振動，當結構體型更

雜、質心和剛心不重合時，還會引起結構扭轉振動。一般情況下，水平地震作用對結構起控制作用，可

沿結構兩主軸方向分別計算水平地震力；對明顯不均勻、不對稱的結構應考慮水平地震力引起的扭轉影

響；高烈度區(qū)的高聳及高層建筑結構、大跨度及長懸臂結構應考慮豎向地震作用。

1.某擋土墻高7m,墻背豎直，光滑，填土面水平，墻后為粘性土，

/=\S.5kN///?30=30°C=1Okpa七廿十辦E為證辦了工人E

'>K,求其主動土壓力Q“和被動土壓力pPo

解題思路：

解：主動土壓力：

被動土壓力：

2.設有一單質點體系，質點重為100KN,體系自振周期為1.（）秒，位于根本烈度8度區(qū)，體系所在地

設計反響譜特征周期Tg=0.4s,設計反響譜下降段指數為b=0.7,動力系數最大值耳3=2.25,體

系結構設計基準期為50年，求體系所受小震烈度的水平地宸作用。

解題思路：

解：求地震系數。因小地震烈度比根本地震烈度小1.5度，那么計算地震烈度為：

1=8-1.5=6.5

地震系數公式X2'7X2=0.088

根據我國建筑抗震設計標準，地震系數取平均值的85%

計算動力系數。@T>Tg,那么

地震作用為

3.一矩形平面鋼筋多層建筑如圖1,位于城市中心，建筑高度27nb平面沿高度保持不變，迎風面寬B

=40m地面粗槌度指數為=02,根本風壓按地面粗糙度指數的地貌=°16,離地面J（）m

風速確定的根本風壓為?！愣?5函//,風振系數沿高度不變?yōu)榫?L°,求建筑物底部彎

矩。（標準地貌的梯度風高為350m；該城市梯度風高為400m,建筑物沿高度劃分為三段計算）

9m

9m

9m

圖1

解題思路：

畋=4（Z）4（Z）4Z（ZMO

解：

矩形結構，風載體形系數4=1?3

風壓高度變化系數廠Z

4.一各三層剪切型結構，如圖2,ml=116kg,m2=U()kg,m3=59kg,該結構的第一階周期為口=0.617s,場

地上為類，umax=O.16,場地土特征周期為Tg=O.445s,采用底部剪力法計算地震作用產生的底部最大

剪力及結構各層的地宸作用。

解題思路：

解：確定地震影響系數a

求底部最大剪力

=7pEa\，因質點數n=3,

y_.〃+1)_9_°gs

z-2(2〃+1)-7-F=0.85x(116+110+59)x9.8x0.1192=O.284K7V

各質點地震作用：

X0.445—0.632>Tl-0.617

不考慮其他振型影響。

5.某三層框架結構如圖3,各質量分別為nil=300t、ni2=300t、m3=220t；設防烈度為8度，°皿、

笫一組，H類場地，T氣=035匕。。阻尼比為0.05。用振型分解反響譜法計算框架層間地震力。該結構

振型周期如下：

圖3

解題思路：

TgVT—l；

解：第一振型

第二振型0?Is<V1%=^max=0.16

第二振型0，1s<T3<[％=%]聯=0?16

各振型參與系數

根據地笈力公式：6=G>嚴/j,

%XXX3U0X

用=0.11X0.352X0.653X300x9.8=285.5KN

F13=0.11X0.352x1.000x220x9.8=320.6KN

F2I=0.16x0.41lx0.729x300<9.8=140.9KN

F22=0.16x0.41lx0.762x300x9.8=147.3KN

F23=0.16x0.41lx(-1.000)x220x9.8=-141.8KN

F，1=0.16x0.060x4.416x300x9.8=124.6KN

F,2=0.16X0.060x(-3.218)x3OOx9.8=92.6KN

53=0.16x0.060x1.000x220x9.8=20.7KN

各層間剪力：F=^F2\+F22+F23+........

6.某鋼筋混凝土煙筒，平面為圓形，直徑7m,總高度H=100m,地貌變化指數°為0.16,根本風壓

為0.55K\/m,根本風速v=29.67^/5,7；=1.07s,J=0.05。確定共振區(qū)范圍。

解題思路：

解：橫風向風振的判斷

/100、0.16

vH=29.67=42.89w/5

頂部風速

ve=5Df=5D-=5xlx—^—=32.59m/s

對應「臨界風速：,T1.074

頂部風速大于臨界風速，發(fā)生共振。

0.16

2”廣儒=40.22/?/5

取3處風速”算雷諾數,

6=943x106>3.5x。會出現強共振。

3259\%」6

%=H100x季上=18.02〃?

42.89)

H,=H

共振范圍：

7.計算圖4中的土層各層底面處的自重應力。

雜填土丫11槨N/B3'1】

粉質粘土丫2=】阿加？工

洪泥質土Y3=18.2N/?i3；3

中砂Y4=19.6KN/iB3a4

-----------------------------圖4

解題思路：

解：（7c:l=Yyh}=17x2.0=34.0K2

一、填空題（每空1分，共20分）

1.作用按時間的變異分為:永久作用，可變作用，偶然作用

2.影響結構抗力的因素有：材料性能的不定性，幾何參數的不定性，計算模式的不定性..

3.凍土的四種根本成分是固態(tài)的土顆粒冰，液態(tài)水,氣體和水汽.

4.正常使用