荷载与结构设计方法复习题库(含答案)
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（一）填空题
1.作用随时间变化可分为永久作用、可变作用、偶然作用；按空间位置变异分为固定作用、自由作用；按结构反应分类分为静态作用、动态作用。
2.造成屋面积雪与地面积雪不同的主要原因是风的飘积作用屋面形式屋面散热等。
3.在公路桥梁设计中人群荷载一般取值为3KN／m2市郊行人密集区域取值一般为3.5 KN／m2 -
4.土压力可以分为静止土压力主动土压力被动土压力。
5.一般土的侧向压力计算采用朗肯土压力理论或库仑土压力理论。
6.波浪按波发生的位置不同可分为表面波内波。
7.根据冻土存在的时间可将其分为多年冻土季节冻土瞬时冻土。
8.冻土的基本成分有四种：固态土颗粒，冰，液态水，气体和水汽。
9.冻土是一种复杂的多相天然复合体，结构构造也是一种非均质、各向异性的多孔介质。
10.土体产生冻胀的三要素是水分土质负温度。
11.冻土的冻胀力可分为切向冻胀力法向冻胀力水平冻胀力。
12.水平向冻胀力根据它的形成条件和作用特点可以分为对称和非对称。
13.根据风对地面（或海面）物体影响程度，常将风区分为13等级。
14.我国《建筑结构荷载规定》规定以10m高为标准高度，并定义标准高度处的最大风速为基本风速。
15.基本风压是根据规定的高度，规定的地貌，规定的时距和规定的样本时间确定最大风速的概率分布，按规定的重现期（或年保证率）确定的基本风速，然后根据风速与风压的关系所定义的。
16.由风力产生的结构位移速度加速度响应等称为结构风效应。
17.脉动风是引起结构振动的主要原因。
18.在地面粗糙度大的上空，平均风速小脉动风的幅度大且频率高。
19.脉动风速的均方差也可根据其功率谱密度函数的积分求得。
20.横向风可能会产生很大的动力效应，即风振。
21.横向风振是由不稳定的空气动力特征形成的，它与结构截面形状及雷诺数有关。
22.在空气流动中，对流体质点起主要作用的是两种力惯性力和粘性力。
23.根据气流旋涡脱落的三段现象，工程上将圆桶试结构分三个临界范围，即亚临界范围超临界范围跨临界范围。
24.地震按产生的原因，可以分为火山地震陷落地震和构造地震
25.由于地下空洞突然塌陷而引起的地震叫陷落地震而由于地质构造运动引起的地震则称为构造地震。
26.地幔的热对流是引起地震运动的主要原因。
27.震中至震源的距离为震源深度，地面某处到震中的距离为震中距。
28.地震按震源的深浅分，可分为浅源地震中源地震深源地震。
29.板块间的结合部类型有：海岭海沟转换断层及缝合线。
30.震级是衡量一次地震规模大小的数量等级。
31.M小于2 的地震称为微震M＝2～4 为有感地震M> 5 为破坏性地震。
32.将某一地址遭受一次地震影响的强弱程度定义为地震烈度。
33.地震波分为地球内部传播的体波和在地面附近传播的面波。
34.影响地面运动频谱主要有两个因素：震中距和场地条件。
35.目前国际上一般采用小震不坏中震可修大震不倒的抗震原则。
36.底部剪力法是把地震作用当作等效静力作用在结构上，以次计算结构的最大地震反应。
37.混凝土在长期作用下产生随时间而增长的变形称为徐变。
38.可变荷载有3个代表值分别是标准值和准永久值组合值。
39.影响结构构件抗力的因素很多，主要因素有3种，分别是材料性能的不定性Xm
几何参数的不定性Xa 计算模式的不定性Xp。
40.结构的极限状态可以分为承载能力极限状态和正常使用的极限状态。
（二）名词解释
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。
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.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.单质点体系：当结构的质量相对集中在某一确定位置，可将结构处理成单质点体系进行地震反映分
析。
5.基本风压：基本风压是根据全国各气象站50年来的最大风速记录，按基本风压的标准要求，将不
同高度的年最大风速统一换算成离地面10m的最大风速按风压公式计算得的风压。
6.结构可靠度：结构可靠性的概率量度。结构在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的概率。
7.荷载代表值：设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值。
8.基本雪压：当地空旷平坦地面上根据气象记录经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压。
9.路面活荷载：路面活荷载指房屋中生活或工作的人群、家具、用品、设备等产生的重力荷载。
10.土的侧压力：土的侧压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的土压力。
11.静水压力：静水压力指静止的液体对其接触面产生的压力。
12.混凝土徐变：混凝土在长期外力作用下产生随时间而增长的变形。
13.混凝土收缩：混凝土在空气中结硬时其体积会缩小，这种现象叫混凝土收缩。
14.荷载标准值：是荷载的基本代表值，其他代表值可以在标准值的基础上换算来。它是设计基准期内
最大荷载统计分布的特征值，是建筑结构在正常情况下，比较有可能出现的最大荷载值。
15.荷载准永久值：结构上经常作用的可变荷载，在设计基准期内有较长的持续时间，对结构的影响类
似于永久荷载。
16.结构抗力：结构承受外加作用的能力。
17.可靠：结构若同时满足安全性、适用性、耐久性要求，则称结构可靠。
18.地震作用：
19.超越概率：在一定地区和时间范围内，超过某一烈度值的烈度占该时间段内所有烈度的百分比。
20.震级：衡量一次地震规模大小的数量等级。是地震本身强弱程度的等级，震级的大小表示地震中释
放能量的多少。
21.雷诺数: 惯性力与粘性力的比。
22.脉动风: 周期小于10min的风，它的强度较大，且有随机性，周期与结构的自振周期较接近，产生
动力效应，引起顺风向风振。
23.平均风: 周期大于10min的风，长周期风，该类风周期相对稳定，周期远离结构的自振周期，不发
生共振，产生静力效应。
24.结构风效应: 由风力产生的结构位移、速度、加速度。既风力作用在结构上结构产生的反应。
25.风压: 风以一定速度向前运动，遇到建筑物对建筑物产生的压力。
26.雪压: 单位面积地面上积雪的自重。
27.结构的自重: 是由地球引起的具有质量的材料重力。
28.偶然荷载: 在设计基准期内不一定出现，一旦出现其值很大持续时间较短的荷载。
29.直接荷载：直接作用在结构上的各种荷载。受力物体与施力物体相互接触，有形荷载。
30.震级: 一次地震的强烈等级。
（三）简答题
1.简要回答地震震级和烈度的差别与联系
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：
0321I M ?+
=；非震中区，
烈度与震级的关系：
()
1
lg 32
3210+???+?+
=h C I M 。
2.叙述结构的功能要求有哪些
答：能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用；在正常使用时具有良好的工作性能；在正常维护下具有足够的耐久性能；在偶然时间发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。 3.简要说明结构的荷载与荷载效应有何区别与联系
答：荷载是由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力。效应：作用在结构上的荷载使结构产生内力、变形。例：应力、应变、位移、速度。 4.说明基本风压应符合的规定
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。 5.什么是荷载的代表值，它们是如何确定的
答：荷载代表值是设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值。
①荷载的标准值：是荷载的基本代表值，其他代表值可以在标准值的基础上换算来。它是设计基准期
内最大荷载统计分布的特征值。是建筑结构在正常情况下，比较有可能出现的作大荷载值。永久荷载均用荷载标准值来表示。
②准永久值：结构上经常作用的可变荷载，在设计基准期内有较长的持续时间，对结构的影响类似于永久荷载。准永久值是在标准值基础上进行折减。折减系数根据荷载的类型不同而不同。 ③荷载组合值：当荷载在结构上有两种或两种以上的可变荷载时，荷载的代表值采用组合值。 ④荷载频遇值：可变荷载在结构上较频繁出现较大值，主要用于荷载短期效应组合中。 6.直接荷载与间接荷载的区别
答：①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。 7.简述屋面形式对雪压的影响 答：风对屋面积雪的影响：
① 漂积作用：在下雪过程中，风会把部分将飘落在屋顶上的雪积到附近的地面上或其它较低的物体上。 ② 具有高低跨屋面的情况下，高屋面的雪吹落在较低屋面上。在低屋面上形成局部较大的漂积荷载。 屋面坡度对积雪的影响：由于风的作用和雪的滑移特征，坡度越大，滑落的雪越多，雪压越小。受日照时间的不同，引进屋面积雪分布系数不同。 8.土压力的影响因素
答：墙体的形式与刚度，墙背竖直、墙背倾斜受压力形式不同。 ①不同刚度的墙体抵抗土压力产生的变形不同；
②墙后土体的性质，墙后土体的重度不同，产生的应力不同； ③填土面的形式，水平和倾斜不同，相当于水平地面上加一附加压力；
④外施荷载的形式，均布荷载，基坑侧向地面上有已建建筑不同；
例如：局部均布荷载，在基坑侧的地面局部布建筑；可变荷载，地面施工机械、车辆荷载；集中荷载，山坡建水塔，雷达站。
9.静止土压力、主动土压力形成机理
答：静止土压力：支挡结构在土压力作用下不产生任何方向的位移或转动，保持原有位置，墙后土体没有破坏，土体处于弹性平衡状态。此时墙背土压力为静止土压力。
主动土压力：支挡结构在土压力作用下，向墙内移动或转动，墙后土压力逐渐减小，当达到某一位置时，墙后土体压力减小，当达到某一位移时，墙后土体开始下滑，作用在挡土墙上的土压力最小，滑动契体体内应力处于主动极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力成为主动土压力。
10.朗肯土压力理论的基本假设
答：朗肯土压力理论的基本假设:
①对象为弹性半空间土体；
②地基土具有水平界面，一定的深度和广度；
③假定土体为弹性介质，符合广义虎克定律；
④不考虑挡土墙及回填土的施工因素，不扰动土体，不改变其自然的应力状态；
挡土墙墙背竖直，光滑，填土面水平，无超载。墙背与土体不产生摩擦力，无剪应力作用，无超载，水平向无剪应力，使土体在竖向和水平向应力的主应力状态。
11.风振形成机理
答：横风向力主要引起风振。对于高层结构风振是由气流本身的动力特性形成的。在结构正面风速受到障碍减小，逐渐降低，风总要绕过建筑物，则沿AB绕行，风速逐渐增大在B点达最大值。绕过结构后，风要恢复自由状态，沿BC流动，受摩擦风速减小，在某处摩擦力耗损使风速降为零，在BC段出现风停滞现象，形成漩涡，引起风振。当漩涡脱落频率与结构自振频率接近时，结构发生剧烈共振，产生横风向风振。
12.我国烈度的分类
答：根据超越概率将地震烈度分为以下几类：
①多遇地震烈度：在50年内，超越概率为63.2％对应的烈度。
②基本烈度：在50年内，超越概率为10％的地震烈度。每一地区的基本烈度可查《中国地震烈度
表》获得。
③罕遇地震烈度：在50年内，超越概率为2-3％的地震烈度；
④设防烈度：是是否进行抗震设计的依据，是按国家批准权限审定的作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。
13.用公式表示单质点体系的地震作用的受力情况
答：当结构的质量相对集中在某一确定位置，可将结构处理成单质点体系进行地震反映分析。惯
性力，
()
g
I
x
x
m
f
+
-
=
；阻尼力，
()x c
f
c
-
=
；弹性恢复力，
kx
f
k
-
=
三力平衡得
g k c I x
m kx x c x m f f f -=++=++;0。
14.底部剪力法的原理及基本假设
答：底部剪力法是振型分解反映谱法的简化方法，首先计算地震产生的底部最大剪力，将剪力分配到结构各质点上。两个假设： ①结构地震反应以第一振型为主；
②任意质点得振型坐标与该质点离地面得高度成正比。
15.抗浮力的措施
答：抗浮力的措施如下：
①置于透水性饱和地基上的结构物，验算稳定性时应考虑采用设计水位时的浮力；②置于不透水的地基上，结构物基础地面接触良好，可不考虑浮力；
③当不能确定地基是否透水，应将透水和不透水两种情况与其他荷载组合，取其最不理者； ④对有桩基的结构，桩基承台底部的浮力，按全底面积考虑，当嵌入承台时，不计桩的面积。 16.简述先张法预应力和后张法预应力的实现过程
答：①先张法预加力：先张拉钢筋，后浇筑包裹钢筋的混凝土，当混凝土达到设计强度后钢筋和混凝土之间产生粘结力，钢筋的弹性恢复对混凝土产生的压力。
②后张法预加力：先浇筑混凝土，混凝土中预留放置钢筋的孔道，待混凝土达到设计强度后张拉钢筋，通过锚固使钢筋的弹性变形传给混凝土。 17.荷载组合值的三种形式及其计算式
答：当荷载在结构上有两种或两种以上的可变荷载时，荷载的代表值采用组合值。 ①永久荷载为主体：
②可变荷载为主体：
③频遇荷载为主体：
18.简述影响结构抗力的不定性
答：不定性因素包括：材料性能的不定性、几何参数的不定性、计算模式的不定性。
①结构材料性能是指制成构件的强度、弹性模量、泊松比等物理性能。受材料本身差异，制作工艺、环境条件因素影响；
②结构几何参数指结构截面几何特征，高度、宽度、面积、惯性距、抵抗矩等。受制作、安装会使结构尺寸出现偏差的影响。
③结构构件计算模式的不定性指抗力计算中采用的基本假设不完全符合实际或计算公式的近似引起的变异。受采用理想弹性、理想塑性，均质性、各项同性，采用铰支座，固定支座代替边界条件等因素影响。 19.建筑结构的两种极限状态的表现形式
答：承载能力的极限状态：这种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续承载的变形。 ① 整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（倾覆、折断、断开）； ② 结构构件产生过大变形不适于继续承载； ③ 结构变为机动体系； ④ 结构丧失稳定性（压曲）。 正常使用的极限状态：这种极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性的规定限值。
①
影响正常使用的外观变形；
ji i
c H φ=?ak ci ik
S S S φ=+∑112n ak f k ci ik
i S S S S φφ==++∑12
n
ak k ci ik i S S S S φ==++∑
② 影响正常使用或耐久性的局部破坏(裂缝)； ③
影响正常使用的振动；
影响正常使用的其他特征（墙皮脱落，防水失效）。 20.什么是结构的可靠度，如何理解该概念
答：结构可靠度是结构可靠性的概率量度。结构在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的概率。规定时间指结构设计的基准期，50年。规定条件指正常设计、正常施工、正常使用条件，不考虑人为过失因素。其数学表达式为
21.结构设计的目标要考虑哪些个因素
答：结构设计的目标有四个因素需要考虑： ① 公众心理：失效概率为1×10-4
；
② 结构重要性：结构重要性高，可靠度应定得高；
③
结构破坏性质：脆结构设计的目标可靠度要高于延性破坏的结构；
社会经济承受力：经济越发达，公众对工程可靠度要求越高。 22.民用建筑楼面活荷载在工程设计时如何确定
答：民用建筑楼面活荷载是指建筑物中人群、家具、设施等产生的重力作用，这些荷载的量值随时间发生变化，位置也是可以移动的，又称可变荷载。工程设计上一般将楼面活荷载处理为等效均布荷载，均布荷载的取值与房屋的功能有关。《荷载规范》根据楼面上人员活动状态和设施分布情况给出了各类房屋或荷载的取值。当楼面上的活荷载不可能同时满布时，在计算结构或构件到楼面荷载效应时可对楼面均布活荷载予以适当折减。
23.工业建筑楼面活荷载如何考虑
答：工业建筑楼面活荷载是指厂房车间在生产使用或安装检修时，工艺设备、加工原料和成品部件等产生的重力作用。由于厂房加工的性质不同，楼面活荷载的取值有较大的差异。在设计多层工业厂房时，活荷载应由工艺提供，或由土建人员根据有关资料自行确定，常见的工业建筑楼面活荷载按规范取值。 24.工业厂房中吊车荷载如何考虑
答：工业厂房结构设计应考虑吊车荷载作用，吊车按其工作的繁重程度分为8个等级作为设计依据。吊车的竖向荷载以最大轮压和最小轮压的形式给出；吊车的水平荷载由运行机构启动或制动时产生的水平惯性力引起。当厂房内设有多台吊车时，考虑到各吊车同时聚集在同一柱范围内可能性小且每台吊车影响范围有限，各台吊车同时处于最不利状态的概率更小，需对参与组合的吊车数量加以限制，考虑多台吊车荷载的折减。
25.形体不均匀高层建筑中地震作用如何考虑
答：地震时地面会发生水平运动和竖向运动，从而引起结构的水平振动和竖向振动，当结构体型复杂、质心和刚心不重合时，还会引起结构扭转振动。一般情况下，水平地震作用对结构起控制作用，可沿结构两主轴方向分别计算水平地震力；对明显不均匀、不对称的结构应考虑水平地震力引起的扭转影响；高烈度区的高耸及高层建筑结构、大跨度及长悬臂结构应考虑竖向地震作用。
（四）计算题
1.某挡土墙高7m ，墙背竖直，光滑，填土面水平，墙后为粘性土，
kpa
C m kN 1030/5.180
3
===φγ，求其主动土压力
a E 和被动土压力
p
E 。
解题思路：
解： 主动土压力：
()()0
0s p P Z f Z dz
∞
=≥=?
γγC K CH K H E a a a 22212+
-=
kN E a 2.715
.18102)23045tan(7102)23045tan(75.182122=?+-???--???=
被动土压力：
2p p 1
E H K 2γ=??+
kN E P 3.467)2
30
45tan(7102)23045tan(75.182122=+???++???=
2. 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。 解题思路：
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
地震系数公式 k=0.125×2I-7=0.125×26.5-7=0.088 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
计算动力系数。因T>Tg ，则
()18
.10.14.025.27
.0=?
?
? ???=T β
地震作用为
()KN T k G F 85.818.1075.0100=??='=β
3.已知一矩形平面钢筋多层建筑如图1，位于城市中心，建筑高度27m ，平面沿高度保持不变，迎风面宽B ＝40m 地面粗糙度指数
2.0=a α，
基本风压按地面粗糙度指数的地貌 16.0=s α，离地面10m
高风速确定的基本风压为 20/55.0m kN =ω，风振系数沿高度不变为 0.1=z β，求建筑物底
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）
图1
解题思路：
解：
()()()0
w z z z w z s g k μμβ=
矩形结构，风载体形系数
3.1=s μ；
20/55.0m kN =ω
0.1=z β
风压高度变化系数
z
μ
4
.02
.022
.0216
.0222222210713.0101040010350101010?
?
?
??=??
?
?????
? ???
?
? ??=??
? ????
? ????
? ??=???
? ?????
? ?????
? ??=??-?--z z z H H z z Z H Z
H z Ta TS s Ta S
TS
z a
a
S
a
a
S
μμαααααα
684.01=μ902.02=μ061.13=μ kpa 489.055.0684.00.13.11=???=? kpa 645.055.0902.00.13.12=???=?
kpa 759.055.0061.10.13.13=???=?
()A H A H A H M ??+?+?=++=3332221119
4027759.018645.09489.0ωω
ω9m 9m 9m
40m
4.已知一各三层剪切型结构，如图2，m1=116kg,m2=110kg,m3=59kg,已知该结构的第一阶周期为T1＝0.617s ，场地土为类，αmax=0.16，场地土特征周期为Tg=0.445s ，采用底部剪力法计算地震作用产生的底部最大剪力及结构各层的地震作用。
图2
顶层放大系数δn 的取值：
解：确定地震影响系数α
1192
.016.0617.0445.09
.0max
9
.0=???
? ??=??
?
?
??=ααT Tg
求底部最大剪力
1αχE G F = ,因质点数n ＝3，
()()85
.076
12213==++=
n n χ
KN F 284.01192.08.9)59110116(85.0=??++?=
各质点地震作用：
1.4Tg ＝1.4×0.445＝0.632>T1=0.617
不考虑其他振型影响。
KN F H G H G F EK i i 0659.0284.06.18596.121106.61166
.6116111=??+?+??==
∑
KN F H G H G F EK i i 1209.0284.06.18596.121106.61166.12110222=??+?+??==
∑
KN F H G H G F EK i i 0961.0284.06.18596.121106.61166.
1859333=??+?+??==
∑
6m
6m 6.6m
m3
m2
m1
α
max αmax αb
1.0
g
T
5. 某三层框架结构如图3，各质量分别为m1=300t 、m2=300t 、m3=220t ；设防烈度为8度，
max 0.16α=，第一组，Ⅱ类场地， g T 0.35g =。阻尼比为0.05。用振型分解反应谱法计算框架层间
地震力。该结构振型周期如下：
X 110.324X 120.653X 13 1.000????
????=????
????????X 210.729X 220.762X 23 1.000??????
??=????????-??
??X 31 4.416X 32 3.281X 33 1.000????
????
=-????
????????
1T 0.5333s = 2T 0.203s =
3T 0.130s =
图3
解题思路： 解：第一振型
g 1g T T 5T <<
0.9
1max 10.300.16=0.110
0.533b
g T T αα????== ? ?????
第二振型 2g 0.1s T T << 2max 0.16αα== 第二振型
3g 0.1s T T <<
3max 0.16αα==
各振型参与系数
3
i 11
13
222
2113000.3243000.6532201.000
1.352
3000.3243000.6532201.000i
i i
i
i m m φγφ
==?+?+?=
=
=?+?+?∑∑
3
i 2123
222
2
213000.7293000.762-2201.000
0.411
3000.7293000.7622201.000i
i i i
i m m φγφ
==?+??=
=
=?+?+?∑∑
3
i 3133
222
2
31300 4.416-300 3.2812201.000
0.060300 4.416300 3.2812201.000
i
i i i
i m m φγφ
==??+?=
=
=?+?+?∑∑
根据地震力公式：
ji
j j i ji G F φαγ=
111213212223F 0.1101.3520.3243009.8=141.7KN
F 0.110.3520.6533009.8285.5KN F 0.110.3521.0002209.8320.6KN F 0.160.4110.7293009.8140.9KN F 0.160.4110.7623009.8147.3KN F 0.160.411(1.=????=????==????==????==????==??-313233000)2209.8141.8KN F 0.160.060 4.4163009.8124.6KN F 0.160.060( 3.218)3009.892.6KN F 0.160.0601.0002209.820.7KN
??=-=????==??-??==????=
各层间剪力： +++=
322212F F F F
KN V KN V KN V 2.3517.20)1418(6.3204.610)719(5.51.60628.767.524.1468.747222322222221=+-+==-++==++=
6.某钢筋混凝土烟筒，平面为圆形，直径7m,总高度H=100m ，地貌变化指数 α为0.16，基本风压 0
ω为0.55KN/m ，基本风速 s m v /67.29=，
05.0,07.11==ξs T 。确定共振区范围。
解题思路：
解： 横风向风振的判断
顶部风速
s
m v H /89.421010067.2916
.0=?
?? ??=
对应T 1临界风速：
s m T D
Df v cr /59.32074.11
75155=??===
顶部风速大于临界风速，发生共振。
v R e ??=769000
=0.11×0.1325×0.324×300×9.8=141.7KN
取
H 3
2处风速计算雷诺数，
s
m v H
/22.40106767.2916
.03
2
=?
?
?
??=
66105.31043.19?>?=e R 会出现强共振。
共振范围：
m
v
v H H m
v
v H H cr
H
cr
67.9267.2959.323.1103.102.1889.4259.3210016
.010216
.011=??? ????=???
? ??==??? ???=?
??
? ??=
7. 计算图4中的土层各层底面处的自重应力。
图 4
解题思路：
解： a cz KP h 0.340.217111=?==γσ
a
cz KP h h 2.1068.3190.21722112=?+?=+=γγσ
()a cz KP h h h 6.1402.4102.188.3190.21733
22113=?-+?+?='++=γγγσ
《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。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：
321I M ?+
=；非震中区，烈度与震级的关系：
()
1
lg 323
210+???+
?+
=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 。
《荷载与结构设计方法》试题+参考答案2
一、填空题（20分）
8． 作用按时间的变异分为: 永久作用,可变作用,偶然作用. 9． 土的侧压力分为_静止土压力,主动土压力,被动土压力_. 10． 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_. 11． 预应力构件按预应力施加先后分为__先张法,后张法
12． 目前国际上采用的抗震设计原则是_小震不坏,中震可修,大震不倒 13． 结构极限状态分为_承载能力极限状态,正常使用极限状态_. 14．
由风力产生的_结构位移,速度,加速度响应__称为结构风效应.
二.名词解释(3+3+4=.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
2. 震级：衡量一次地震规模大小的数量等级,国际上常用里氏震级
3. 震中距：地面某处到震中的距离称为震中距 三.简答题.(5x4=20分) 5. 结构可靠度是怎么定义的? 6. 什么叫基本风压?怎样定义.
7. .写出单质点体系在单向水平地面运动作用下的运动方程. 8. 简述直接作用和间接作用的区别.
四 计算题（50分）
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2.0=a α，基本风压按地面粗糙度指数的地貌16.0=s α，离地面10m 高风速确定的
基本风压为2
0/55.0m kN =ω，风振系数沿高度不变为0.1=z β，求建筑物底部弯矩。（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）（20分）
解：
()()()0
w z z z w z s g k μμβ= 2′
矩形结构，风载体形系数3.1=s μ； 1′ 20/55.0m kN =ω 1′
0.1=z β 1′ 风压高度变化系数z μ
4
.02
.022
.0216.0222222210713.0101040010350101010?
?
? ??=??
?
?????
? ??
?
?
? ??=??
? ?????? ?
????? ??=???? ?????
? ?????
? ??=??-?z z z H H z z Z H Z
H z Ta TS s Ta S
TS
z a
a
S
a
a
S
μμαααααα 2′
838.01=μ106.12=μ301.13=μ 3′
kpa 592.055.0828.00.13.11=???=? 2′ kpa 79.055.0106.10.13.12=???=? 2′ kpa 93.055.0301.10.13.13=???=? 2′
m kN H H H M ?=?+?+?=++=43.744593.03079.015592.0332211ωωω 4′
《荷载与结构设计方法》考试试题（2002级）参考答案
二 计算分析（共计30分）：
2 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 KN M G k
?=35；风荷载m KN M k
?=101；吊车竖向荷载m KN M k
?=53；吊车水平荷载m KN M k
?=154；屋面活荷载m KN M k
?=32，求A 柱柱底弯矩设计值（只考虑承载能力极限状态）。（本题10分）
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 KN M ?=+??+?=09.55)53(7.04.13535.1 2）由可变荷载效应控制的组合 （1）风荷载为第一可变荷载
m KN M ?=++??+?+?=54.78)3155(7.04.1104.1352.1
15m 15m 15m
20m
（2）吊车水平荷载为第一可变荷载
m KN M ?=??++??+?+?=24.79106.04.1)35(7.04.1154.1352.1 （2）吊车竖向荷载为第一可变荷载
m KN M ?=??++??+?+?=04.75106.04.1)315(7.04.154.1352.1
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。
3 假定钢梁承受确定性的弯矩m KN M ?=140，钢梁截面的塑性抵抗矩W 和屈服强度f 都是随机变量，已知其分布类型和统计参数：
抵抗矩W ：正态分布，3
6
100.850m W
-?=μ，05.0=W
δ
屈服强度f ：正态分布，MPa f
270=μ，10.0=f
δ
用中心点法和验算点法计算钢梁的可靠指标β（本题14分）
解：功能函数为：抗力列式140000-=-=fW M fW Z ，或应力列式W
f W M f Z 140000
-
=-= 1）中心点法
（1）取用抗力列式
m N W
f
Z
?=-≈8950014000μμμ，m N f
W
W
f f
W W f
Z ?=+=+=9.256582
2
22
2
2δδμ
μσμσμσ
可知可靠指标48.3=β （2）应力列式
MPa M
W
f Z 3.105=-≈μμμ，MPa M M
W
W
f
f
W
W
f
Z
0.272
2
2
22
22=???
? ??+=???? ?
?+≈δμδμσμσσ 可知可靠指标9.3=β
可见中心点法采用不同的功能函数形式计算结果不同。
2）验算点法
抗力列式选用：140000-=-=fW M fW Z
均为正态分布，不须进行当量转换，f f
f f σμ-=?W
W
W W σ
μ
-=
?，于是在新坐标系中，极限状态方程为：0)?)(?(=-++M W f
W
W
f
f
μσμσ 2
*2**1
)()(W f f
f
f W W σσσαα+-
==，2
*2**2
)()(W f W
W
f W f σσσαα+-
==，
第一次迭代*
W ，*
f 用平均值代入，于是有：
0))((=-++M W W W f f f βσαμβσαμ，求出β，计算过程如下表所示。
由上表可以看出，采用验算点法两步即可达到收敛。
《荷载与结构设计方法》试题+参考答案3
（一）填空题
1.作用随时间变化可分为永久作用、可变作用、偶然作用；按空间位置变异分为固定作用、自由作用；按结构反应分类分为静态作用、动态作用。
2.造成屋面积雪与地面积雪不同的主要原因是风的飘积作用屋面形式屋面散热等。
3.在公路桥梁设计中人群荷载一般取值为3KN／m2市郊行人密集区域取值一般为3.5 KN／m2 -
4.土压力可以分为静止土压力主动土压力被动土压力。
5.一般土的侧向压力计算采用朗肯土压力理论或库仑土压力理论。
6.波浪按波发生的位置不同可分为表面波内波。
7.根据冻土存在的时间可将其分为多年冻土季节冻土瞬时冻土。
8.冻土的基本成分有四种：固态土颗粒，冰，液态水，气体和水汽。
9.冻土是一种复杂的多相天然复合体，结构构造也是一种非均质、各向异性的多孔介质。
10.土体产生冻胀的三要素是水分土质负温度。
11.冻土的冻胀力可分为切向冻胀力法向冻胀力水平冻胀力。
12.水平向冻胀力根据它的形成条件和作用特点可以分为对称和非对称。
13.根据风对地面（或海面）物体影响程度，常将风区分为13等级。
14.我国《建筑结构荷载规定》规定以10m高为标准高度，并定义标准高度处的最大风速为基本风速。
15.基本风压是根据规定的高度，规定的地貌，规定的时距和规定的样本时间确定最大风速的概率分布，按规定的重现期（或年保证率）确定的基本风速，然后根据风速与风压的关系所定义的。
16.由风力产生的结构位移速度加速度响应等称为结构风效应。
17.脉动风是引起结构振动的主要原因。
18.在地面粗糙度大的上空，平均风速小脉动风的幅度大且频率高。
19.脉动风速的均方差也可根据其功率谱密度函数的积分求得。
20.横向风可能会产生很大的动力效应，即风振。
21.横向风振是由不稳定的空气动力特征形成的，它与结构截面形状及雷诺数有关。
22.在空气流动中，对流体质点起主要作用的是两种力惯性力和粘性力。
23.根据气流旋涡脱落的三段现象，工程上将圆桶试结构分三个临界范围，即亚临界范围超临界范围跨临界范围。
24.地震按产生的原因，可以分为火山地震陷落地震和构造地震
25.由于地下空洞突然塌陷而引起的地震叫陷落地震而由于地质构造运动引起的地震则称为构造地震。
26.地幔的热对流是引起地震运动的主要原因。
27.震中至震源的距离为震源深度，地面某处到震中的距离为震中距。
28.地震按震源的深浅分，可分为浅源地震中源地震深源地震。
29.板块间的结合部类型有：海岭海沟转换断层及缝合线。
30.震级是衡量一次地震规模大小的数量等级。
31.M小于2 的地震称为微震M＝2～4 为有感地震M> 5 为破坏性地震。
32.将某一地址遭受一次地震影响的强弱程度定义为地震烈度。
33.地震波分为地球内部传播的体波和在地面附近传播的面波。
34.影响地面运动频谱主要有两个因素：震中距和场地条件。
35.目前国际上一般采用小震不坏中震可修大震不倒的抗震原则。
36.底部剪力法是把地震作用当作等效静力作用在结构上，以次计算结构的最大地震反应。
37.混凝土在长期作用下产生随时间而增长的变形称为徐变。
38.可变荷载有3个代表值分别是标准值和准永久值组合值。
39.影响结构构件抗力的因素很多，主要因素有3种，分别是材料性能的不定性Xm
几何参数的不定性Xa 计算模式的不定性Xp。
40.结构的极限状态可以分为承载能力极限状态和正常使用的极限状态。
（三）简答题
2.叙述结构的功能要求有哪些
答：能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用；在正常使用时具有良好的工作性能；在正常维护下具有足够的耐久性能；在偶然时间发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。
3.简要说明结构的荷载与荷载效应有何区别与联系
答：荷载是由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力。效应：作用在结构上的荷载使结构产生内力、变形。例：应力、应变、位移、速度。
4.说明基本风压应符合的规定
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50年。
5.什么是荷载的代表值，它们是如何确定的
答：荷载代表值是设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值。
①荷载的标准值：是荷载的基本代表值，其他代表值可以在标准值的基础上换算来。它是设计基准
期内最大荷载统计分布的特征值。是建筑结构在正常情况下，比较有可能出现的作大荷载值。永久荷载均用荷载标准值来表示。
②准永久值：结构上经常作用的可变荷载，在设计基准期内有较长的持续时间，对结构的影响类似
于永久荷载。准永久值是在标准值基础上进行折减。折减系数根据荷载的类型不同而不同。
③荷载组合值：当荷载在结构上有两种或两种以上的可变荷载时，荷载的代表值采用组合值。
④荷载频遇值：可变荷载在结构上较频繁出现较大值，主要用于荷载短期效应组合中。
6.直接荷载与间接荷载的区别
答：①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。
7.简述屋面形式对雪压的影响
答：风对屋面积雪的影响：
①漂积作用：在下雪过程中，风会把部分将飘落在屋顶上的雪积到附近的地面上或其它较低的物体
上。
②具有高低跨屋面的情况下，高屋面的雪吹落在较低屋面上。在低屋面上形成局部较大的漂积荷载。屋面坡度对积雪的影响：由于风的作用和雪的滑移特征，坡度越大，滑落的雪越多，雪压越小。受日照时间的不同，引进屋面积雪分布系数不同。
8.土压力的影响因素
答：墙体的形式与刚度，墙背竖直、墙背倾斜受压力形式不同。
①不同刚度的墙体抵抗土压力产生的变形不同；
荷载与结构设计方法复习题库含答案
荷载题库 （一）填空题 1.作用随时间变化可分为永久作用、可变作用、偶然作用；按空间位置变异分为固定作用、自由作用；按结构反应分类分为静态作用、动态作用。 2.造成屋面积雪与地面积雪不同的主要原因是风的飘积作用屋面形式屋面散热等。 3.在公路桥梁设计中人群荷载一般取值为3KN／m2市郊行人密集区域取值一般为3.5 KN／m2 - 4.土压力可以分为静止土压力主动土压力被动土压力。 5.一般土的侧向压力计算采用朗肯土压力理论或库仑土压力理论。 6.波浪按波发生的位置不同可分为表面波内波。 7.根据冻土存在的时间可将其分为多年冻土季节冻土瞬时冻土。 8.冻土的基本成分有四种：固态土颗粒，冰，液态水，气体和水汽。 9. 冻土是一种复杂的多相天然复合体，结构构造也是一种非均质、各向异性的多孔介质。 10.土体产生冻胀的三要素是水分土质负温度。 11.冻土的冻胀力可分为切向冻胀力法向冻胀力水平冻胀力。 12.水平向冻胀力根据它的形成条件和作用特点可以分为对称和非对称。 13.根据风对地面（或海面）物体影响程度，常将风区分为13等级。 14.我国《建筑结构荷载规定》规定以10m高为标准高度，并定义标准高度处的最大风速为基本风速。 15.基本风压是根据规定的高度，规定的地貌，规定的时距和规定的样本时间确定最大风速的概率分布，按规定的重现期（或年保证率）确定的基本风速，然后根据风速与风压的关系所定义的。 16.由风力产生的结构位移速度加速度响应等称为结构风效应。 17. 脉动风是引起结构振动的主要原因。 18.在地面粗糙度大的上空，平均风速小脉动风的幅度大且频率高。 19.脉动风速的均方差也可根据其功率谱密度函数的积分求得。 20.横向风可能会产生很大的动力效应，即风振。 21.横向风振是由不稳定的空气动力特征形成的，它与结构截面形状及雷诺数有关。 22.在空气流动中，对流体质点起主要作用的是两种力惯性力和粘性力。 23.根据气流旋涡脱落的三段现象，工程上将圆桶试结构分三个临界范围，即亚临界范围超临界范围跨临界范围。 24.地震按产生的原因，可以分为火山地震陷落地震和构造地震 25. 由于地下空洞突然塌陷而引起的地震叫陷落地震而由于地质构造运动引起的地震则称为构造地震。 26. 地幔的热对流是引起地震运动的主要原因。 27. 震中至震源的距离为震源深度，地面某处到震中的距离为震中距。 28.地震按震源的深浅分，可分为浅源地震中源地震深源地震。 29.板块间的结合部类型有：海岭海沟转换断层及缝合线。 30.震级是衡量一次地震规模大小的数量等级。 31.M小于 2 的地震称为微震M＝2～4 为有感地震M> 5 为破坏性地震。 32.将某一地址遭受一次地震影响的强弱程度定义为地震烈度。 33.地震波分为地球内部传播的体波和在地面附近传播的面波。 34.影响地面运动频谱主要有两个因素：震中距和场地条件。 35.目前国际上一般采用小震不坏中震可修大震不倒的抗震原则。 36.底部剪力法是把地震作用当作等效静力作用在结构上，以次计算结构的最大地震反应。 37.混凝土在长期作用下产生随时间而增长的变形称为徐变。 38. 可变荷载有3个代表值分别是标准值和准永久值组合值。 39.影响结构构件抗力的因素很多，主要因素有3种，分别是材料性能的不定性Xm 几何参数的不定性Xa 计算模式的不定性Xp。 40.结构的极限状态可以分为承载能力极限状态和正常使用的极限状态。 （二）名词解释 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。
《计算方法》练习题
《计算方法》练习题一 一、填空题 1． 14159.3=π的近似值，准确数位是（ ）。 2．满足d b f c a f ==)(,)(的插值余项=)(x R （ ）。 3．设)}({x P k 为勒让德多项式，则=))(),((22x P x P （ ）。 4．乘幂法是求实方阵（ ）特征值与特征向量的迭代法。 5．欧拉法的绝对稳定实区间是（ ）。 6． 71828.2=e 具有3位有效数字的近似值是（ ）。 % 7．用辛卜生公式计算积分?≈+1 01x dx （ ） 。 8．设)()1() 1(--=k ij k a A 第k 列主元为)1(-k pk a ，则=-) 1(k pk a （ ）。 9．已知?? ? ? ??=2415A ，则=1A （ ）。 10．已知迭代法：),1,0(),(1 ==+n x x n n ? 收敛，则)(x ?'满足条件（ ）。 二、单选题 1．已知近似数,,b a 的误差限)(),(b a εε，则=)(ab ε（ ）。 A ．)()(b a εε Ｂ．)()(b a εε+ Ｃ．)()(b b a a εε+ Ｄ．)()(a b b a εε+ 2．设x x x f +=2 )(，则=]3,2,1[f （ ）。 。 Ａ．１ Ｂ．２ Ｃ．３ Ｄ．４ 3．设Ａ＝?? ? ? ??3113，则化Ａ为对角阵的平面旋转=θ（ ） ． Ａ． 2π Ｂ．3π Ｃ．4π Ｄ．6 π 4．若双点弦法收敛，则双点弦法具有（ ）敛速． Ａ．线性 Ｂ．超线性 Ｃ．平方 Ｄ．三次 5．改进欧拉法的局部截断误差阶是（ ）. A ．)(h o Ｂ．)(2h o Ｃ．)(3h o Ｄ．)(4 h o 6．近似数2 1047820.0?=a 的误差限是（ ）。 （
《荷载与结构设计方法》试题+参考答案4
《荷载与结构设计方法》试题+参考答案4 一、填空题（每空1分，共计20分） 1. 当功能函数服从正态分布时，可靠指标与失效概率具有一一对应关系。 2. 结构构件可靠度计算的一次二阶矩法包括和 。 3. 结构可靠指标 的几何意义是。 4. 荷载简单组合是与的组合。 5. 确定结构目标可靠度水准的方法有、 和。 6. 荷载的代表值一般包括、、 和。 7. 荷载效应组合规则一般有、、和。 8. 我国“建筑结构可靠度设计统一标准”（GB50068—2001）将设计状况分为、和。9. 荷载效应组合问题的实质是。 二、判断对错（在括号内：对的画“√”，错的画“×”）
（每空2分，共计16分） 1. 可靠指标 越大，结构可靠程度越高。（） 2. 结构可靠度设计的基准期就是结构的使用期。（） P等于结构抗力R和荷载效应S的概率密度干涉面积。 3. 结构的失效概率 f （） 4. 极限状态方程表达了结构荷载效应与抗力之间的平衡关系。（） 5. 结构重要性系数是用来调整不同安全等级结构的目标可靠指标的。（） 6. 延性破坏构件的目标可靠指标要大于脆性破坏构件的相应值。（） 7. 荷载标准值是设计基准期内在结构上时而出现的较大可变荷载值。（） 8. 对于结构不同的设计状况，均应进行正常使用极限状态设计。（） 三、简述题（每小题8分，共计24分） 1. 简述结构设计方法经历了哪几个发展阶段，并说明每个阶段结构设计方法的主要特点。 2. 简述影响结构构件抗力随机性的几类因素，并说明每一类因素主要包括哪些内容。 3. 简述结构构件可靠度设计的实用表达式包括哪些内容，并列出具体表达式。 四、（14分）已知某地区年最大风速服从极值Ⅰ型分布，通过大量观测，该
《荷载与结构设计方法》课后思考题答案
《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。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。 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。 2.3 试述静止土压力、主动土压力和被动土压力产生的条件?比较三者数值的大小? 当挡土墙在土压力作用下,不产生任何位移或转动,墙后土体处于弹性平衡状态,此时墙背所受的土压力称为静止土压力,可用E0表示。 当挡土墙在土压力的作用下,向离开土体方向移动或转动时,作用在墙背上的土压力从静止土压力值逐渐减少,直至墙后土体出现滑动面。滑动面以上的土体将沿这一滑动面向下向前滑动,在滑动楔体开始滑动的瞬间,墙背上的土压力减少到最小值,土体内应力处于主动极限平衡状态,此时作用在墙背上的土压力称为主动土压力,可用E a表示。 当挡土墙在外力作用下向土体方向移动或转动时,墙体挤压墙后土体,作用在墙背上的土压力从静止土压力值逐渐增大,墙后土体也会出现滑动面,滑动面以上土体将沿滑动方向向上向后推出,在滑动楔体开始隆起的瞬间,墙背上的土压力增加到最大值,土体内应力处于被动极限平衡状态。此时作用在墙背上的土压力称为被动土压力,可用E p表示。
计算方法习题
《计算方法》练习题一 练习题第1套参考答案 一、填空题 1． 14159.3=π的近似值3.1428，准确数位是（ 2 10- ）。 2．满足d b f c a f ==)(,)(的插值余项=)(x R （ ))((!2) (b x a x f --''ξ ） 。 3．设)}({x P k 为勒让德多项式，则=))(),((22x P x P （5 2 ）。 4．乘幂法是求实方阵（按模最大 ）特征值与特征向量的迭代法。 5．欧拉法的绝对稳定实区间是（ ]0,2[-）。 二、单选题 1．已知近似数,,b a 的误差限)(),(b a εε，则=)(ab ε（Ｃ ）。 A ．)()(b a εε Ｂ．)()(b a εε+ Ｃ．)()(b b a a εε+ Ｄ．)()(a b b a εε+ 2．设x x x f +=2 )(，则=]3,2,1[f （ Ａ ）。 Ａ．１ Ｂ．２ Ｃ．３ Ｄ．４ 3．设Ａ＝?? ? ? ??3113，则化Ａ为对角阵的平面旋转=θ（ Ｃ ） ． Ａ． 2π Ｂ．3π Ｃ．4π Ｄ．6 π 4．若双点弦法收敛，则双点弦法具有（Ｂ ）敛速． Ａ．线性 Ｂ．超线性 Ｃ．平方 Ｄ．三次 5．改进欧拉法的局部截断误差阶是（ Ｃ ）. A ．)(h o Ｂ．)(2 h o Ｃ．)(3 h o Ｄ．)(4 h o 三、计算题 1．求矛盾方程组：??? ??=-=+=+2 42321 2121x x x x x x 的最小二乘解。 2 212 212 2121)2()42()3(),(--+-++-+=x x x x x x x x ?， 由 0,021=??=??x x ? ?得：???=+=+9 629232121x x x x ， 解得14 9 ,71821== x x 。
荷载与结构设计方法的期末考试试卷二
2016-2017年第一学期《荷载与结构设计方法》科目考查卷（二） 一、填空题（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． 土的侧压力分为_静止土压力,主动土压力,被动土压力_. 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． 预应力构件按预应力施加先后分为__先张法,后张法 5． 目前国际上采用的抗震设计原则是_小震不坏,中震可修,大震不倒 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． 由风力产生的_结构位移,速度,加速度响应__称为结构风效应. 二.名词解释(3+3+4=.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 2. 震级：衡量一次地震规模大小的数量等级,国际上常用里氏震级 3. 震中距：地面某处到震中的距离称为震中距 三.简答题.(5x4=20分) 1. 结构可靠度是怎么定义的 2. 什么叫基本风压怎样定义. 3. .写出单质点体系在单向水平地面运动作用下的运动方程. 4. 简述直接作用和间接作用的区别. 四 计算题（50分） 1. 设有一单质点体系，质点重为100KN ，体系自振周期为秒，位于基本烈 度8度区，体系所在地设计反应谱特征周期Tg ＝，设计反应谱下降段指数 为b=，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度，则计算地震烈度为： I=＝ 1′ 地震系数公式 k=×2I-7=×= 3′ 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 1′ 计算动力系数。因T>Tg ，则
荷载与结构设计方法名词解释
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。 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.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.单质点体系：当结构的质量相对集中在某一确定位置，可将 结构处理成单质点体系进行地震反映分析。 5.基本风压：基本风压是根据全国各气象站50年来的最大风 速记录，按基本风压的标准要求，将不同高度的年最大风速统一换算成离地面10m的最大风速按风压公式计算得的风压。 6.结构可靠度：结构可靠性的概率量度。结构在规定时间内， 在规定条件下，完成预定功能的概率。 7.荷载代表值：设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值。 8.基本雪压：当地空旷平坦地面上根据气象记录经统计得到的 在结构使用期间可能出现的最大雪压。 9.路面活荷载：路面活荷载指房屋中生活或工作的人群、家具、 用品、设备等产生的重力荷载。 10.土的侧压力：是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对 墙背产生的土压力。 11.静水压力：静水压力指静止的液体对其接触面产生的压 力。
12.混凝土徐变：混凝土在长期外力作用下产生随时间而增长 的变形。 13.混凝土收缩：混凝土在空气中结硬时其体积会缩小，这种 现象叫混凝土收缩。 14.荷载标准值：是荷载的基本代表值，其他代表值可以在标 准值的基础上换算来。它是设计基准期内最大荷载统计分布的特征值，是建筑结构在正常情况下，比较有可能出现的最大荷载值。 15.荷载准永久值：结构上经常作用的可变荷载，在设计基准 期内有较长的持续时间，对结构的影响类似于永久荷载。 16.结构抗力：结构承受外加作用的能力。 17.可靠：结构若同时满足安全性、适用性、耐久性要求，则 称结构可靠。 18.超越概率：在一定地区和时间范围内，超过某一烈度值的 烈度占该时间段内所有烈度的百分比。 19.震级：衡量一次地震规模大小的数量等级。是地震本身强 弱程度的等级，震级的大小表示地震中释放能量的多少。 20.雷诺数: 惯性力与粘性力的比。 21.脉动风: 周期小于10min的风，它的强度较大，且有随机 性，周期与结构的自振周期较接近，产生动力效应，引起顺风向风振。 22.平均风: 周期大于10min的风，长周期风，该类风周期相
计算方法复习题
计算方法复习题 一、判断正误 1．若73()1,f x x x =++则017 2,2,,2f ???????=0。 2．牛顿-柯特斯（Newton-Cotes ）数值求积公式∑?=-≈n i i n i b a x C f a b dx x f 0 )()()()(，当n 为奇数时，至 少具有n 次代数精确度。 3．形如?∑=≈b a n i i i x f dx x f 1)()(ω的高斯（Gauss ）求积公式具有最高代数精度12+n 次。 4．若A 是n 阶非奇异阵，则必存在单位下三角阵L 和上三角阵U ，使A ＝LU 成立。 5．对任意初始向量X )0(及右端向量g ，一般迭代过程g B X X +=+)()1(m m 收敛于方程组的精确解x *的充要条件是1)(《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。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）
《荷载与结构设计原则》
《荷载与结构设计原则》课程教学大纲 课程编号：031178 学分：1 总学时：17 大纲执笔人：李国强大纲审核人：黄宏伟 一、课程性质与目的 本课程属于专业基础课，是土木工程专业的重要结构工程教学内容，为必修课。 本课程的教学目的是让学生了解工程结构可能承受的各种荷载，以及工程结构设计的可靠度背景。 二、课程基本要求 通过本课程的学习，学生应掌握工程结构设计时需考虑的各种主要荷载，这些荷载产生的背景，以及各种荷载的计算方法；并掌握结构设计的主要概念、结构可靠度原理和满足可靠度要求的结构设计方法。 三、课程基本内容 （一）荷载类型 1．荷载与作用 2．作用的分类 （二）重力 1．结构自重 2．土的自重力 3．雪荷载 （1）基本雪压 （2）屋面雪压 4．车辆重力 5．屋面活荷载 （三）侧压力 1．土的侧向压力 （1）基本概念及土压力分类 （2）基本原理 （3）土压力的计算 2．水压力及流水压力 3．波浪荷载 （1）波浪的分类 （2）波浪荷载的计算 4．冻胀力 （1）动土的概念、性质及结构物的关系 （2）土的冻胀原理 （3）冻胀力的分类及其计算 5．冰压力 （1）冰压力概念及分类
（2）冰压力的计算 （四）风载 1．风的有关知识 （1）风的形成 （2）两类性质的大风 （3）我国风气候总况 （4）风级 2．风压 （1）风压与风速的关系 （2）基本风压 （3）非标准条件下的风速或风压计算3．结构抗风计算的几个重要概念 （1）结构的风力与风效应 （2）顺风向平均风与脉动风 （3）横风向风振 4．顺风向结构风效应 （1）顺风向平均风效应 （2）顺风向脉动风效应 （3）顺风向总风效应 5．横风向结构风效应 （1）流经任意截面体的风力 （2）结构横风向风力 （3）结构横风向风效应 （4）结构总风效应 （5）结构横风向驰振（galloping）（五）地震作用 1．地震基本知识 （1）地震的类型与成因 （2）地震分布 （3）震级与烈度 （4）地震波与地面运动 2．单质点体系地震作用 （1）单质点体系地震反应 （2）地震作用与地震反应谱 （3）设计反应谱 3．多质点体系地震作用 （1）多质点体系地震反应 （2）震型分解反应谱法 （3）底部剪力法 （六）其它作用 1．温度作用 （1）基本概念及温度作用原理 （2）温度应力的计算 2．变形作用
数值分析、计算方法试题库及答案
二、设(2)0,(0)2,(2)8f f f -===，求 )(x p 使 )()(i i x f x p =,)2,1,0(=i ；又 设 M x f ≤''')( ，则估计余项 )()()(x p x f x r -= 的大小 。（15分） 三、设(0)1,(0.5)5,(1)6,(1.5)3,(2)2f f f f f =====，()k f M ≤(2,3,4)k =， （1）计算? 20 )(dx x f ， （2）估计截断误差的大小（12分） 寂涯网络 https://www.wendangku.net/doc/9f16858714.html, xx ~xx 学年第 1学期 《计算方法》课程试卷A 第 1 页 共 4 页
寂涯网络 https://www.wendangku.net/doc/9f16858714.html, xx ~xx 学年第 1学期 《计算方法》课程试卷A 第 2 页 共 4 页 四、设方程012523=-+x x 在 [2,1] 内有实根α，试写出迭代公式 ,,2,1,0)(1 ==+k x x k k ? 使 {}α→k x ，并说明迭代公式的收敛性。 （10分） 五、设有线性方程组b Ax =，其中 ???? ? ??=?? ????????=582,3015515103531b A （1）求A LU =分解; (2) 求方程组的解 (3) 判断矩阵A 的正定性（14分）
寂涯网络 https://www.wendangku.net/doc/9f16858714.html, xx ~xx 学年第 1学期 《计算方法》课程试卷A 第 3 页 共 4 页 六、设有线性方程组b Ax =，其中 1 442 12441A -?? ??=?? ???? ， 试讨论Jacobi 迭代法和Gauss-Seidel 迭代法的收敛性。（14分） 七、设()i j n n A a ?=是n 阶实对称正定矩阵，A 经过一次高斯消元计算变为 ?? ? ???211A O T a ， 其中T 为行向量，O 是零列向量，试证明2A 是对称正定矩阵（8分）
荷载与结构设计方法《期末考试复习题》
机密★启用前 大连理工大学网络教育学院 2018年秋《荷载与结构设计方法》 期末考试复习题 ☆注意事项：本复习题满分共：400分。 一、单项选择题（本大题共24小题，每小题3分，共72分） 1、以下几项中属于间接作用的是（）。 A．土压力 B．离心力 C．地震 D．风压力 答案：C 2、我国基本雪压分布图是按照（）一遇的重现期确定的。 A．10年 B．30年 C．50年 D．100年 答案：C 3、一般而言，震中距越大，烈度越（）。 A．低 B．高 C．没有影响 D．不确定 答案：A 4、对于常见的永久荷载、楼面活荷载、风荷载、雪荷载、公路及桥梁人群荷载等，一般采用（）荷载模型。 A．平稳二项随机过程 B．滤过泊松过程 C．泊松过程 D．正态分布 答案：A 5、对水泥混凝土路面，其几何参数的不定性主要指面板厚度的（）。
答案：B 6、结构构件或连接因材料强度被超过而破坏属于哪个极限状态范畴（）。 A．强度极限状态 B．正常使用极限状态 C．稳定极限状态 D．承载能力极限状态 答案：D 7、一般情况下，地下室外墙所受的土压力为（）。 A．主动土压力 B．被动土压力 C．静止土压力 D．不能确定 答案：C 8、在相同基本风压和高度的前提下，（）地理环境下的风压最小。 A．海岸、湖岸、海岛地区 B．中小城镇 C．大城市中心 D．大城市市郊 答案：C 9、影响地震反应谱的因素不包括（）。 A．场地条件 B．地震烈度 C．震级大小 D．以上答案都不对 答案：B 10、根据正常生产条件下结构构件几何尺寸实测数据，进行统计分析时，当实测数据不足，几何参数的概率分布类型可采用（）。 A．正态分布 B．泊松分布 C．指数分布 D．对数分布 答案：A 11、结构在规定时间内和规定条件下，完成预定功能的概率相同时，可靠指标越大，结构的可靠程度
荷载与结构设计方法《期末考试复习题》
机密★启用前 理工大学网络教育学院 2018年秋《荷载与结构设计方法》 期末考试复习题 ☆注意事项：本复习题满分共：400分。 一、单项选择题（本大题共24小题，每小题3分，共72分） 1、以下几项中属于间接作用的是（）。 A．土压力B．离心力 C．地震D．风压力 答案：C 2、我国基本雪压分布图是按照（）一遇的重现期确定的。 A．10年B．30年 C．50年D．100年 答案：C 3、一般而言，震中距越大，烈度越（）。 A．低B．高 C．没有影响D．不确定 答案：A 4、对于常见的永久荷载、楼面活荷载、风荷载、雪荷载、公路及桥梁人群荷载等，一般采用（）荷载模型。 A．平稳二项随机过程B．滤过泊松过程 C．泊松过程D．正态分布 答案：A 5、对水泥混凝土路面，其几何参数的不定性主要指面板厚度的（）。 A．不确定性B．变异性
C．差异性D．确定性 答案：B 6、结构构件或连接因材料强度被超过而破坏属于哪个极限状态畴（）。 A．强度极限状态B．正常使用极限状态 C．稳定极限状态D．承载能力极限状态 答案：D 7、一般情况下，地下室外墙所受的土压力为（）。 A．主动土压力B．被动土压力 C．静止土压力D．不能确定 答案：C 8、在相同基本风压和高度的前提下，（）地理环境下的风压最小。 A．海岸、湖岸、海岛地区B．中小城镇 C．大城市中心D．大城市市郊 答案：C 9、影响地震反应谱的因素不包括（）。 A．场地条件B．地震烈度 C．震级大小D．以上答案都不对 答案：B 10、根据正常生产条件下结构构件几何尺寸实测数据，进行统计分析时，当实测数据不足，几何参数的概率分布类型可采用（）。 A．正态分布B．泊松分布 C．指数分布D．对数分布 答案：A 11、结构在规定时间和规定条件下，完成预定功能的概率相同时，可靠指标越大，结构的可靠程度（）。A．越低B．越高
工程荷载与结构设计方法知识点汇总
工程荷载与结构设计方法知识点汇总 第零章 1. 工程结构：由若干构件组成的能够承受各种作用的体系。 2. 建筑结构：1）混凝土结构：a. 素混凝土结构 b. 钢筋混凝土结构 c. 预应力混凝土结构 d. 劲性混凝土结构 2）砌体结构 3）钢结构 4）组合结构 第一章荷载与作用 1. 能够使结构产生效应（结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝、速度、加速度等）的各种因素的总称，称为结构上的作用。 2. 直接作用（荷载）：施加在结构上的集中力或分布力/作用在结构上的力的因素。 （自重、风） 间接作用：引起结构外加变形或约束变形的原因/不是作用力，但同样引起结构效应。 （地震、地基不均匀沉降、温度变化） 第二章工程荷载的分类及代表值 1. 作用的分类 1）按随时间的变异分类： a. 永久作用（恒荷载）：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。 b. 可变荷载（活荷载）：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。 c. 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 间较短。 2）按空间位置变异分类： a. 固定作用：在结构上出现的空间位置不变，但其量值可能具有随机性。 b. 自由作用：可以在结构上的一定空间任意分布，出现的位置和量值都可能是随 机的。 3）按结构的动力反应分类： a. 静态作用：对结构或结构构件不产生加速度或其加速度可以忽略不计。 b. 动态作用：对结构或结构构件产生不可忽略的加速度。 4）按荷载作用方向分类： a. 竖向作用 b. 横向作用 2. 设计基准期，是为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数，它不等同于设计使用年限。 建筑结构设计所考虑的荷载统计参数，都是按设计基准期为50年确定的，如设计时所采用其他设计基准期，则必须另行确定在该基准期内最大荷载的概率分布及相应的统计参数。
计算方法练习题与答案
练习题与答案 练习题一 练习题二 练习题三 练习题四 练习题五 练习题六 练习题七 练习题八 练习题答案 练习题一 一、是非题 1.*x=–1 2.0326作为x的近似值一定具有6位有效数字，且其误差限 ≤ 4 10 2 1 - ? 。() 2.对两个不同数的近似数，误差越小，有效数位越多。( ) 3.一个近似数的有效数位愈多，其相对误差限愈小。( ) 4.用 2 1 2 x - 近似表示cos x产生舍入误差。( )
5. 3.14和 3.142作为π的近似值有效数字位数相同。 ( ) 二、填空题 1. 为了使计算 ()()2334912111y x x x =+ -+ ---的乘除法次数尽量少，应将该 表达式改写为 ； 2. * x =–0.003457是x 舍入得到的近似值，它有 位有效数字，误差限 为 ，相对误差限为 ； 3. 误差的来源是 ； 4. 截断误差为 ； 5. 设计算法应遵循的原则是 。 三、选择题 1．* x =–0.026900作为x 的近似值，它的有效数字位数为( ) 。 (A) 7； (B) 3； (C) 不能确定 (D) 5. 2．舍入误差是( )产生的误差。 (A) 只取有限位数 (B) 模型准确值与用数值方法求得的准确值 (C) 观察与测量 (D) 数学模型准确值与实际值 3．用 1+x 近似表示e x 所产生的误差是( )误差。 (A). 模型 (B). 观测 (C). 截断 (D). 舍入 4．用s *=21 g t 2表示自由落体运动距离与时间的关系式 (g 为重力加速度)，s t 是在 时间t 内的实际距离，则s t - s *是（ ）误差。 (A). 舍入 (B). 观测 (C). 模型 (D). 截断 5．1.41300作为2的近似值，有( )位有效数字。 (A) 3； (B) 4； (C) 5； (D) 6。 四、计算题
数值计算方法复习题9
习题九 1. 取步长h = 0.1，分别用欧拉法与改进的欧拉法解下列初值问题 （1）；（2） 准确解：（1）；（2）；欧拉法：，，， 改进的欧拉法：，，， 2. 用四阶标准龙格—库塔法解第1题中的初值问题，比较各法解的精度。，，， 3. 用欧拉法计算下列积分在点处的近似值。 0.5000,1.1420,2.5011,7.2450 4. 求下列差分格式局部截断误差的首项，并指出其阶数。 （1），2 （2），3； （3），4 （4），4 5.用Euler法解初值问题取步长h=0.1，计算到x=0.3(保留到小数点后4位).
解: 直接将Eulerr法应用于本题，得到
由于，直接代入计算，得到 6.用改进Euler法和梯形法解初值问题取步长 h=0.1,计算到x=0.5，并与准确解相比较. 解：用改进Euler法求解公式，得 计算结果见下表 用梯形法求解公式，得 解得 精确解为 7.证明中点公式(7.3.9)是二阶的，并求其局部截断误差主项. 证明根据局部截断误差定义，得 将右端Taylor展开，得
故方法是二阶的，且局部截断误差主项是上式右端含h3的项。 8.用四阶R-K方法求解初值问题取步长 h=0.2. 解直接用四阶R－K方法 其中 计算结果如表所示： 9.对于初值问题 解因f'(y)=-100，故由绝对稳定区间要求(1)用Euler法解时， (2)用梯形法解时，绝对稳定区间为，由因f 对y是线性的，故不用迭代，对h仍无限制。(3)用四阶R-K方法时， 10. (1) 用Euler法求解，步长h应取在什么范围内计算才稳定?(2) 若用梯形法求解，对步长h有无限制? (3) 若用四阶R-K方法求解，步长h如何选取?
《荷载与结构设计方法》试题 参考答案5
《荷载与结构设计方法》试题+参考答案5 一、简答题（每小题6分，共计36分） 1. 试绘图说明结构可靠指标β的几何意义。 可靠指标β是标准空间R S ''-坐标系中坐标原点到极限状态曲面0Z =的最短距离。 2. 试绘图说明非正态随机变量当量正态化的两个基本条件，并列出当量正态化随机变量的均值和标准差的计算公式。 非正态随机变量当量正态化的两个基本条件：在设计点*i x 处， （1）当量正态分布变量与原非正态分布变量的概率分布值（尾部面积）相等，即 （2）当量正态分布变量与原非正态分布变量的概率密度函数值（纵坐标）相等，即 当量正态化随机变量的均值和标准差的计算公式分别为： 3. 简述结构构件可靠度设计的实用表达式包括哪些内容，并列出具体表达式。 (1) 承载能力极限状态设计表达式 (2) 正常使用极限状态设计表达式 1) 标准组合设计表达式 2) 频遇组合设计表达式 3) 准永久组合设计表达式
4. 简述荷载代表值有哪些类型，并说明每种代表值的确定方法。 标准值（或特征值）：设计基准期内结构上可能出现的最大荷载值。有两种确定方法：根据设计基准期内荷载最大值概率分布的某一分位数确定，或者根据荷载值的重现期确定。 频遇值：设计基准期内结构上时而出现的较大可变荷载值。可根据可变荷载超越频率值的持续期或次数来确定。 准永久值：设计基准期内结构上经常出现的可变荷载值。可根据可变荷载达到或超过准永久值的总持续时间来准永久值系数。 组合值：作用在结构上有两种或两种以上的可变荷载时，荷载的代表值可采用其组合值，组合值系数可根据校准法来确定。 5. 简述影响结构构件抗力随机性的几类因素，并说明每一类因素主要包括哪些内容。 影响结构构件抗力随机性的主要影响因素有： 材料性能的随机性：0///m r k r t t k f f f f f f f ξξξ==?=? 几何参数的随机性：/g k a a ξ= 计算模式的随机性：/p c R R ξ= 结构构件抗力的概率模型：11(,,,,,)n p c r r l R R f f a a ξ=? 6. 列出具有正相关的串联系统和并联系统的一阶界限公式，并说明每个界限值的物理意义。
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。
荷载与结构设计复习
土木工程专业2008年 《荷载与结构设计方法》（时间120分钟） 一、填空题（每空1分，共计20分） 1. 当功能函数服从正态分布时，可靠指标与失效概率具有一一对应关系。 2.结构构件可靠度计算的一次二阶矩法包括和 。 3. 结构可靠指标β的几何意义是。 4. 荷载简单组合是与的组合。 5. 确定结构目标可靠度水准的方法有、 和。 6. 荷载的代表值一般包括、、 和。 7. 荷载效应组合规则一般有、、 和。 8. 我国“建筑结构可靠度设计统一标准”（GB50068—2001）将设计状况分为、和。 9. 荷载效应组合问题的实质是。 二、判断对错（在括号内：对的画“√”，错的画“×”） （每空2分，共计16分） 1. 可靠指标β越大，结构可靠程度越高。（） 2. 结构可靠度设计的基准期就是结构的使用期。（） 3. 结构的失效概率f P等于结构抗力R和荷载效应S的概率密度干涉面积。（） 4. 极限状态方程表达了结构荷载效应与抗力之间的平衡关系。（） 5. 结构重要性系数是用来调整不同安全等级结构的目标可靠指标的。（） 6. 延性破坏构件的目标可靠指标要大于脆性破坏构件的相应值。（） 7. 荷载标准值是设计基准期内在结构上时而出现的较大可变荷载值。（） 8. 对于结构不同的设计状况，均应进行正常使用极限状态设计。（） 三、简述题（每小题8分，共计24分） 1. 简述结构设计方法经历了哪几个发展阶段，并说明每个阶段结构设计方法的主要特点。 2. 简述影响结构构件抗力随机性的几类因素，并说明每一类因素主要包括哪些内容。 3. 简述结构构件可靠度设计的实用表达式包括哪些内容，并列出具体表达式。 土木工程专业2008年 《荷载与结构设计方法》答案（时间120分钟）
计算方法复习题
软工13计算方法复习题 1、对下面的计算式做适当的等价变换，以避免两个相近的数相减时的精度损失。 （1）)ln()1ln(x x -+，其中x 较大 （2）x x -+12，其中x 较大 222、已知函数方程0)ln(3)(=--=x x x f 有一正根，请完成以下几方面的工作： （1）分析并选定一个含有这一正根的区间[a 0 , b 0]，以便于用二分法求解； （2）验证在[a 0 , b 0]上用二分法求根的可行性，并计算逐步缩小的区间[a 1 , b 1] 和[a 2 , b 2]； （3）若考虑用简单迭代法求此根，试构造一个在[a 0 , b 0]上能保证收敛的迭代式)(1k k x x ?=+。 解： （1）把方程的根看成y=3-x 和y=ln(x)的交点，经分析可取含根区间[1.0 , 3.0] （2）经验算可得f(1.0)*f(3.0)<0，另f ’(x)在[1.0 , 3.0]上不变号，f(x)单调，二分法可行 （3）迭代式)ln(31k k x x -=+从迭代收敛定理两方面作完整讨论，知迭代式能保证收敛 3、用Doolittle 分解法求解线性方程组????? ?????=?????????????????????564221231112321x x x （要求写明求解过程）。 解：（1）先对系数矩阵A 作LU 分解得A=LU=?? ?? ????????????????5/32/32/511 215/32/112/11 （2）由L Y=B 解出Y=(4,4,3/5)T ，由UX=Y 解出X=(1,1,1)T 4、关于某函数y =f (x )，已知如下表所示的一批数据 （1）由上表中的数据构建差商表，并求出各阶差商； （2）分别用二点、三点牛顿插值法计算f (0.75)的近似值； （3）若用bx ae y =来拟合这一批数据，试求出系数a 和b （提示：两边取自然对数得ln y =ln a +bx ， 令u =ln y ，问题转化为求拟合直线u =ln a +bx ）； （4）分别用复化梯形积分和复化辛普森积分计算 ? 20 )(dx x f 的近似值。
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