工程荷载习题答案样本.docx

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工程荷载习题答案样本

《荷载与设计原则》习题答案

第1章荷载与作用

一、填空题

1．作用是施加在构造上一组集中力或分布力，或引起构造外加变形或约束变形因素。

2．作用是使构造或构件产生效应各种因素。

3．构造上作用可分为直接作用和间接作用，荷载是直接作用。

4．施加在构造上集中力或分布力称为直接作用，与构造自身性能无关；引起构造外加变形或约束因素称为间接作用，该作用大小与构造自身性质关于。

5．土木工程是建造各类工程设施科学技术统称。

它既指工程建设对象，也指所应用材料、设备和所进行勘测、设计、施工、保养、维修等专业技术。

6．土木工程构造是指由若干个构件构成受力体系，是土木工程骨架，也是它们赖以存在基本。

它重要功能是承受工程在使用期间也许浮现各种荷载并将它们传递给地基。

7．当代土木工程建造必要通过论证策划、设计、施工3个重要环节。

8．土木工程设计涉及功能设计和构造设计。

功能设计是实现工程建造目、用途；构造设计是决定采用如何形式骨架将其支撑起来，如何抵抗和传递作用力，各某些尺寸如何，用什么材料制造等等。

9．工程构造设计是在工程构造可靠与经济、合用与美观之间，选取一种最佳合理平衡，使所建造构造满足预定各项功能规定。

10．工程构造“功能规定”是指工程构造安全性、合用性和耐久性，统称为可靠性。

11．荷载效应和构造抗力之间最佳合理平衡，就是使工程构造既经济又具备一定可靠度。

二、多项选取

1、下列作用属于直接作用为（A、B、E）

A．自重B．土压力C．混凝土收缩徐变D．焊接变形E、桥梁上车辆重量

2、下列作用属于间接作用为（A、C、D）

A．地基变形B．水压力C．温度变化D．地震作用

E．水中漂浮物对构造撞击力

3、荷载效应是指（A、C、D、E）

A．内力B．温度C．位移D．裂缝E．应力

三、单项选取

1、工程构造“功能规定”（或“可靠性”）是指工程构造（B）

A．可靠、经济、合用、美观B．安全性、合用性和耐用性

C．安全性、经济、合用D．可靠、耐用、美观

2、荷载取值和荷载计算对的与否直接影响（C）计算

A．构造抗力B．构造可靠度C．荷载效应D．构造尺寸

四、简答题

1、荷载与作用对土木工程设计有何意义？

工程构造设计是在工程构造可靠与经济、合用与美观之间，选取一种最佳合理平衡，使所建造构造能满足预定各项功能规定。

要在工程构造可靠与经济之间建立“最佳合理平衡”，就要依照构造型式、外荷载大小和作用形式，计算外荷载产生效应，还要依照构造型式、材料、尺寸等，计算“构造抗力”。

“荷载效应”和“构造抗力”之间“最佳合理平衡”，就是使工程构造既经济又具备一定可靠度。

如果没有对的荷载取值和荷载计算，就不也许精确地计算荷载效应，工程构造也不也许符合规定可靠度规定。

因此合理拟定和对的计算构造荷载，是土木工程构造设计中一种十分重要问题，也是构造设计一方面要考虑问题。

2、举例阐明直接作用与间接作用区别。

直接作用是施加在构造上集中力或分布力，如构造自重、土压力、风压力、车辆荷载等；间接作用是引起构造外加变形或约束变形因素，如地基变形、混凝土收缩徐变、温度变化、焊接变形、地震作用等。

直接作用与间接作用区别在于直接作用是以外力形式直接施加在构造上，它们与构造自身性能无关；而间接作用不是以外力形式直接施加在构造上，它们大小与构造自身性能关于。

例如，风水平作用于建筑物和水平地震作用于建筑物，其成果都是使建筑物构造产生内力和侧向位移等效应，但风水平作用是一种与构造无关外力直接施加在构造上，而水平地震作用是建筑物自身由静止到运动惯性产生，它大小与构造自身性能（例如构造刚度、振型等）关于。

第2章土木工程荷载分类及代表值

一、填空题

1．在工程构造设计中，设计者不但注重荷载产生因素及荷载大小，更关注荷载效应及其对构造影响。

2．国内国标《工程构造可靠度设计统一原则》（GB50153-92）对土木工程构造上作用统一分类，按随时间变异、随空间变异及构造动力反映把作用分为3大类。

3．按随时间变异，将作用分为永久作用、可变作用和偶尔作用3个类别。

4．永久作用是在设计基如期内量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽视作用。

其记录规律与与时间参数无关，其随机性只是体当前空间位置变异上。

5．可变作用是在设计基如期内量值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽视作用。

其记录规律与时间参数关于。

6．偶尔作用是在设计基如期内不一定会浮现，而一旦浮现，其量值也许很大且持续时间短作用。

7．按随空间位置变异，可将作用分为固定作用和自由作用两类。

8．固定作用是在构造上具备固定分布作用，自由作用是在构造上一定范畴内可以任意分布作用。

9．作用按构造动力反映分为动态作用和静态作用两类。

10．静态作用对构造或构件不产生加速度，或者所产生加速度可以忽视不计。

11．动态作用使构造或构件产生加速度不可忽视。

12．划分静态和动态作用原则，不在于作用自身与否具备动力特性，而重要在于它与否使构造产生不可忽视加速度。

13．按荷载作用方向可将荷载分为水平荷载和竖向荷载。

构造在水平荷载作用下，不但产生内力，并且产生明显侧向位移。

14．对构造高频重复作用荷载称为重复荷载，可使构造构件产生疲劳，承载力减少。

15．国内国标《工程构造可靠度设计流原则》（GB50153—92）对房屋建筑，铁路，公路，港口，水利水电工程相等，规定了荷载3种代表值，它们是原则值、频遇值和准永久值。

其中原则值是荷载基本代表值，是工程设计时采用重要代表值，其她代表值都可在其基本上乘以相应系数后得出。

16．构造构件自重，可按图纸上名义尺寸值与材料单位体积自重乘积拟定。

17．活荷载短期作用，若极限状态被超越，并将对构造产生永久性损害时，荷载代表值采用原则值。

若极限状态被超越，并将对构造产生局部损害，较大变形、短暂振动或不适感时，荷载代表值采用频遇值；长期荷载采用准永久值为荷载代表值。

18．建筑构造可变荷载有4个代表值，它们是原则值、频遇值和准永久值和组合值。

19．荷载组合值是对于可变荷载组合后使构造具备统一规定可靠指标荷载值。

二、多项选取

1、下列作用中属于永久作用有（A、B、D）

A．预加应力B．构造自重C．风荷载D．地基变形

2、下列作用中属于可变作用有（B、D）

A．混凝土收缩B．路桥构造上车辆荷载C．土压力D．温度变化

3、下列作用中属于偶尔作用有（B、C、D）

A．钢材焊接变形B．爆炸力C．龙卷风D．罕遇地震E．厂房吊车荷载

4、可变荷载代表值普通有（A、C、D）

A．原则值B．代表值C．频遇值D．准永久值

三、单项选取题

1、按3种不同分类办法，车辆荷载属于（D）

A．可变荷载、固定荷载、动态荷载B．永久荷载、自由荷载、静态荷载

C．可变荷载、自由荷载、静态荷载D．可变荷载、自由荷载、动态荷载

2、永久荷载只有一种代表值（B）

A．频遇值　B．准永久值　C．原则值　D．组合值

3、永久作用中直接作用，就是普通所指（B）

A．活荷载　B．恒荷载　　C．自重荷载　D．土压力

4、可变作用中直接作用，就是普通所指（A）

A．活荷载　B．恒荷载　　C．车辆荷载　D．桥面活荷载

四、简答题

1、什么是荷载代表值？

永久荷载、可变荷载各有哪些代表值？

可变荷载各种代表值分别在什么状况下使用？

设计中用以验算极限状态所采用荷载量值称为荷载代表值。

永久荷载代表值只有一种：

原则值。

可变荷载代表值有：

原则值、频遇值、准永久值及组合值。

活荷载短期作用，若极限状态被超越，并将对构造产生永久性损害时，即承载能力极限状态，荷载代表值采用原则值；若极限状态被超越，并将对构造产生局部损害，较大变形、短暂振动或不适感时，即正常使用极限状态，荷载代表值采用频遇值；长期荷载，正常使用极限状态，采用准永久值为荷载代表值。

五、名词解释

1．荷载代表值——设计中用以验算极限状态所采用荷载量值。

2．荷载频遇值——对可变荷载，在设计基如期内，其超越总时间为规定较小比率或超越频率为规定频率荷载值。

3．荷载原则值——是荷载基本代表值，为设计基如期内最大荷载记录分布特性值（例如均值、众值、中值或某个分位值）。

4．荷载准永久值——对可变荷载，在设计基如期内，其超越总时间约为设计基如期一半荷载值。

5．荷载组合值——对可变荷载，使组合后荷载效应在设计基如期内超越概率，能与该荷载单独浮现时相应概率趋于一致荷载值；或使组合后构造具备统一规定可靠指标荷载值。

第3章地震作用

一、填空题

1．地震按其成因普通可分为构造地震、火山地震和陷落地震。

普通工程构造抗震设计时，重要考虑构造地震影响。

2．国内对抗震对策重要集中在控制地震、地震预报、抗震防灾3个方面，其中以抗震防灾为重点。

3．震级是表达地震规模指标，其衡量尺度是地震释放出能量多少。

一次地震只有一种震级。

震级越大，导致危害越大。

4．地震烈度是衡量地震引起后果一种度量，可作为判断地震强烈限度宏观根据。

5．地震作用和荷载区别在于荷载是对构造直接作用，地震作用是由于地面运动引起构造动态作用，属于间接作用。

地震作用大小不但取决于烈度、震中距等状况，还与构造动力特性关于。

6．土木工程构造抗震设计，是指对土木工程构造进行抗震概念设计、地震作用及其计算、抗震承载能力计算和采用抗震办法以达到抗震效果。

7．按照《建筑抗震设计规范》进行抗震设计建筑，其抗震设防目的概括来说就是：

小震不坏、中震可修、大震不倒。

8．依照场地土坚硬或密实限度，将场地土分为坚硬场地土、中硬场地土、中软场地土、软弱场地土4种类型。

划分场地土目是为了拟定场地土类别。

9．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类场地是依照场地土刚性和场地覆盖层厚度划分。

将场地划分类型是为了在计算地震作用时，反映场地影响。

不同场地上建筑物震害差别很大，土质越软、覆盖层越厚，建筑物震害越严重，反之越轻。

10．卓越周期数值与场地土厚度及性质关于。

坚硬场地土卓越周期比软弱场地土短，基岩以上土层愈厚，场地土卓越周期越长。

11．构造自震周期是构造刚度大小反映。

构造刚度越大，自震周期越短，地震作用也越大。

12．在国内《建筑抗震设计规范》（GB50011-）中，地震加速度反映谱曲线是以地震影响系数曲线形式表达。

二、名词解释

1．震源——地震发生时，在地球内部产生地震波位置，即发震点。

2．震中——震源在地表垂直投影点。

3．震源深度——震源至地面垂直距离。

4．震中距——地面某处至震中距离。

5．震级——表白地震自身强度大小和释放出能量多少级别。

6．地震烈度——地震对某一地区地表及建筑物影响强弱限度。

7．地震基本烈度——某地地震基本烈度，是指依照该地区地震发生概率记录分析，在普通场地条件下，50年内，超越概率为10%地震烈度值。

8．抗震设防烈度——按国家规定批准权限审定，作为一种地区抗震设防根据地震烈度。

9．场地土卓越周期——被场地土放大得最多波周期。

10．设计特性周期Tg——考虑了震级和震中距影响场地卓越周期。

11．构造自震周期T——构造按某一振型完毕一次自由振动所需要时间。

12．地震加速度反映谱——以构造自振周期为横坐标，最大加速度反映为纵坐标，在特写地面加速度作用下，各质占最大加速度与各自相应质点周期关系曲线。

13．地震影响系数——单质点弹性体系在地震时最大反映加速度。

三、单项选取题

1．构造抗震设计是（C）重要内容之一。

A．控制地震　B．地震预报　C．抗震防灾　

2．某地进行建筑构造抗震设计时，根据是本地（B）。

A．震级　B．地震烈度　C．场地土类型　D．设计特性周期

3．设计特性周期应依照其所在地（A）拟定。

A．设计地震分组和场地类别B．地震烈度和场地土类型　

C．场地土类型和震中距　D．地震震级和场地土卓越周期

4．已知拟建工程所在城乡，即可从《建筑抗震设计规范》附录中查得该地抗震设防烈度、（D）和设计地震分组。

A．场地类别B．场地土卓越周期　C．场地土类型D．设计基本地震加速度值

四、简答题

1．构造抗震设计中抗震概念设计、抗震承载力计算及抗震构造办法工作内容分别是什么？

抗震概念设计，涉及地震影响、场地选址、建筑布置、构造体系、构件选型和细部构造各种原则，以及对非构造构件及建筑材料与施工方面最低规定等。

抗震承载力计算，涉及荷载、地震作用及其效应计算，构件抗力计算，以及依照构造可靠度规定在“效应”和“抗力”之间建立平衡。

抗震构造办法，是依照抗震概念设计原则，普通不需要计算而对构造和非构造各某些必要采用各种细部规定。

2．绘制地震影响系数曲线，阐明曲线各段意义。

AB段：

直线上升段，周期不大于0.1s区段，地震影响系数与构造自振周期成正比；

BC段：

水平段，自0.1s至特性周期区段，地震影响系数为最大值（

）；

CD段：

曲线下降段，自特性周期至5倍特性周期区段；

DE段：

直线下降段，自5倍特性周期至6.0区段。

3．影响地震作用大小因素有哪些？

它们对地震作用大小有何影响？

影响地震作用大小因素有抗震设防烈度、场地及场地土、设计特性周期、阻尼、构造自振周期、建筑物重力荷载代表值及设计基本地震加速度。

抗震设防烈度越高，设计基本地震加速度也越大，地震作用越大；坚硬场地土卓越周期比较软弱场地短，基岩以上土层愈厚，场地土卓越周期越长，设计特性周期越大，地震作用越大；阻尼比越小，地震反映谱值越大，地震作用越大；构造自振周期越大，地震作用越小；建筑物重力荷载代表值越大，地震作用也越大。

4．什么是地震作用？

地震对建筑物产生如何作用？

在什么状况下要考虑竖向地震作用？

发生地震时，由于地震波作用，地面产生加速运动，从而带动房屋基本产生运动，房屋上部构造因基本运动而被迫产生加速运动，从而产生一种与加速度方向相反惯性力，这个惯性力犹如作用在构造上荷载同样，使构造构件产生内力、位移等效应，这个惯性力称为地震作用。

地震时建筑物在各种地震波作用下，既左右摇晃，又上下颠簸。

使建筑物左右摇晃地震作用称为水平地震作用，它可使建筑物产生内力和侧向位移；使建筑物上下颠簸地震作用称为竖向地震作用，可使构造产生内力。

由于使建筑物产生上下颠簸地震波衰减较快，因此在普通状况下竖向地震作用并不明显，因而《建筑构造抗震设计规范》规定，对于8度和9度抗震设防地区大跨度构造、长悬臂构造、烟囱和类似高耸构造，9度抗震设防地区高层建筑，应考虑竖向地震作用。

第4章建筑构造荷载

一、填空题

1．作用在建筑构造上重要作用有恒荷载、楼面和屋面活荷载、吊车荷载、雪荷载、风荷载及地震作用6类。

2．基本风压是指在规定原则条件下风压。

《建筑构造荷载规范》规定基本风压原则条件为：

记录风速原则高度是离地面10m处，地面条件开阔平坦市郊地区，基本风速时距取10分钟，最大风速样本时间取1年，基本风速重现期限为50年。

3．风荷载原则值，是指建筑物某一高度处，垂直于其表面单位面积上风荷载，是本地基本风压和风压高度变化系数、构造风荷载体型系数以及相应高度处风振系数乘积。

4．风压高度变化系数

，是z高度处风压与基本风压w0比值。

反映风压随不同场地、地貌和高度变化规律系数。

5．风荷载体型系数

，是指风作用在建筑物表面所引起实际压力（或吸力）与基本风压比值。

它表达建筑物表面在稳定风压作用下静态压力分布规律，重要与建筑物体型和尺寸关于。

6．风振系数是反映风速中高频脉动某些对建筑构造不利影响风压动力系数。

7．雪荷载是屋面活荷载，雪荷载原则值，是指作用在屋面水平投影面单位面积上雪荷载，以本地基本雪压和屋面积雪分布系数乘积表达。

8．雪压是指单位面积上积雪自重，它是积雪深度与积雪重度乘积。

国内《建筑构造荷载规范》规定基本雪压，是以本地普通空旷平坦地面上记录所得50年一遇最大积雪自重拟定雪压。

9.构造自重重要是指楼面板、梁、柱、墙体、基本等构件自重，可以表达为面荷载、线荷载或集中力等。

10．普通民用建筑楼面活荷载涉及楼面上人群、家具、物品及普通设施等，是随时间和空间发生变异，楼面活荷载原则值为单位面积荷载。

二、简答题

1、在什么状况下对楼面活荷载进行折减？

为什么要折减？

在下列状况下对楼面活荷载进行折减：

设计楼面梁时，当楼面梁从属面积较大；汽车通道及停车库单向板楼盖主梁和次梁、槽形板纵肋、双向板楼盖梁。

设计墙、柱和基本时，楼面从属面积较大；汽车通道及停车库单向板楼盖、双向板楼盖和无梁楼盖；楼层数不不大于等于2层时。

楼面均布荷载，可以理解为楼面各单位面积上存在相似活荷载。

但是，作用在楼面上活荷载，并不是以所给定原则值同步布满所在楼面，梁、墙、柱和基本从属楼面面积越大、楼层数越多，楼面活荷载布满也许性就越小。

因而，在设计梁、墙、柱和基本时，应对楼面活荷载原则值进行折减。

2、如何理解楼面等效均布活荷载“等效”？

工业建筑楼面在生产使用或安装检修时，由设备、管道、运送工具及也许拆移隔墙产生局部荷载，均应按实际状况考虑，可采用等效均布活荷载。

楼面等效均布活荷载“等效”是按荷载效应等效，是指构件在均布荷载作用下，在其设计控制部位上某一效应（例如内力中弯矩、剪力，变形及裂缝等）与实际荷载作用时相等。

固然不也许将散布在建筑面积上大小不等局部荷载，换算为构件所有部位、所有效应均等效均布荷载。

因而，在将楼面分散局部荷载“等效”为均布荷载时，对的选用“等效部位”和“等效效应”非常重要。

三、单项选取题

1．按作用3种不同分类办法，楼面活荷载属于（B）。

A．可变作用、固定作用、动态作用；B．永久作用、自由作用、静态作用；

C．可变作用、自由作用、动态作用；D．可变作用、自由作用、静态作用

第五章桥梁工程荷载

一、填空题

1．《公路桥涵设计规范》（JTGD60—）规定汽车荷载由车辆荷载和车道荷载构成，车道荷载由均布荷载和集中荷载构成。

2．当桥涵设计车道数等于或不不大于2时，由汽车荷载产生效应应考虑多车道折减，但折减后效应不得不大于两设计车道荷载效应。

3．公路桥涵设计时，汽车荷载分为公路—Ⅰ级和公路—Ⅱ级两个级别。

4.由于荷载动力作用使桥梁发生竖向振动导致内力加大现象称为冲击作用。

普通说来，车辆荷载对桥梁冲击作用随着跨径增长而减小。

5.在移动车辆作用下，普通把纵向动力效应称为车辆重力对桥梁构造制动力；理论上讲，桥上制动力等于车轮与桥面滑动摩擦系数乘以同步参加制动车辆重力总和。

6.作用在桥梁上风力由迎风面压力和背风面吸力所构成，可以分为垂直桥轴方向横桥向风荷载、顺桥轴方向纵向风荷载以及竖向风荷载。

7.《新规范》中规定，公路桥涵构造设计应考虑构造上也许浮现作用，按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行荷载效应组合，取其最不利组合进行设计。

二、单项选取题

1．根据《公路桥涵设计规范》（JTGD60—），汽车荷载冲击力原则值为汽车荷载原则值乘以冲击系数μ，冲击系数μ取值与（C）关于。

A．桥梁跨径；B．桥梁构造形式；C．构造基频；D．汽车吨位

2．《公路桥涵设计规范》（JTGD60—）规定汽车荷载可分为车辆荷载和车道荷载，公路—Ⅰ级和公路—Ⅱ级汽车荷载采用相似车辆荷载原则值，车辆重力原则值为（A）。

A．550kN；B．300kN；C．600kN；D．500kN

第七章工程构造设计办法

一、填空题

1.土木工程构造在构造理论上经历了从弹性理论到极限状态理论转变，在设计办法上经历了从定值法到概率法发展，重要体现为容许应力设计法、破损阶段设计法、半概率半经验极限状态设计法和近似概率极限状态设计办法四个阶段。

2.国际上将以概率理论为基本极限状态设计办法按发展阶段和精准限度不同分为半概率半经验极限状态设计法、近似概率极限状态设计法和全概率极限状态设计法三个阶段。

第八章构造可靠度基本概念复习题

一、填空题

1．构造可靠性，就是构造在规定时间内，在规定条件下，满足预定功能能力，也就是构造安全性、合用性和耐久性总称。

2．安全性是指工程构造应能承受正常施工和正常使用时也许浮现各种作用，以及应能在设计规定偶尔事件发生时及发生后保持必须整体稳定性。

3．合用性是指工程构造在使用过程中应具备良好工作性能。

4．耐久性是指工程构造在正常维护条件下应具备足够耐久性能，即能完好地使用到设计规定年限。

5．构造与功能函数可表达为Z=R-S，其中R为构造抗力，S为荷载效应。

6．当构造一某些或整个构造超过某一特定状态就不能满足设计指定某一功能规定，此特定状态就称为该功能极限状态。

7．仅考虑荷载效应S和构造抗力R两个基本变量，构造极限状态方程可表达为

Z=R–S=0。

8．国内《工程构造可靠度设计统一原则》把构造功能极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。

9．承载能力极限状态重要考虑关于构造安全性功能。

构造或构造构件达到最大承载能力或不适于继续承载变形状态，为承载能力极限状态

10.正常使用极限状态重要考虑关于构造合用性和耐久性功能。

构造或构件达到

正常使用和耐久性能某项规定限值状态，为正常使用极限状态。

11.影响构造可靠性两方面重要因素是作用效应和构造抗力，它们都具备随机性。

12.构造可靠度，是指构造在规定期间内，在规定条件下，完毕预定功能

概率。

构造可靠度是构造可靠性概率度量，即对构造可靠性一种定量描述。

13.构造可以完毕预定功能概率称为可靠概率，用Ps表达。

而构造不能完毕预定功能概率称为失效概率，用Pf表达。

14.从概率观点，构造设计目的就是保证构造可靠度足够大或失效概率足够小，达到人们可以接受限度。

15.在构造可靠理论中，把在原则正态分布中积分上限到原点距离称为可靠度指标β，则β＝

。

16.失效概率与可靠度指标之间关系为

。

17.可靠度指标β增大时，Pf随之减小，构造可靠度增大。

18.可靠度指标β是从构造功能函数出发，综合地考虑了荷载和抗力变异性对构造可靠度影响，是度量构造可靠性既简朴又科学合理指标。

二、单项选取题

1．《工程构造可靠度设计统一原则》在计算构造可靠度时，所根据时间参数为（B）

A．设计使用年限；B．设计基如期；C．构造实际使用年限

2．构造可靠概率PS与失效概率Pf之间关系为（D）

A.PS=Pf；B．PS–Pf=0；C．PS+Pf=0；D．PS+Pf=1

三.多项选取题

1．设构造功能函数Z仅与荷载效应