第3章 按近似概率理论的极限状态设计方法

一、选择题

1.结构在规定的时间内、规定的条件下，完成预定功能的能力称为（D ）。 A.安全性 B.适用性 C.耐久性 D.可靠性

2.永久荷载的分项系数应按规定采用，下列说法正确的是（ D ）。

Ⅰ.当其效应对结构不利时取1.2 Ⅱ .当其效应对结构有利时取 1.35 Ⅲ.当其效应对结构不利时取 1.0 Ⅳ.当其效应对结构有利时取 1.0 A. Ⅰ、Ⅲ B.Ⅱ、Ⅲ 、C. Ⅰ、Ⅳ D.Ⅳ 3.下列各项作用中是可变荷载的是（B ）。

Ⅰ.风荷载 Ⅱ .雪荷载 Ⅲ.地震作用 Ⅳ. 楼面活荷载 Ⅴ.温度变化 Ⅵ.土压力 Ⅶ.安装检修荷载 A. Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ 、Ⅴ B. Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅶ

C. Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 、Ⅳ 、Ⅶ D. Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 、Ⅳ 、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ 4.下列建筑物中，楼面活荷载取值最大的是（A ）。 A.书库 B.商店 C.办公楼 D.展览馆

5.结构重要性系数？，对安全等级为一级、二级、三级的结构构件，分别取（C ）。 A.一级1.3，二级1.2，三级1.1 B.一级1.2，二级1.1，三级1.0 C.一级1.1，二级1.0，三级0.9 D.一级1.0，二级0.9，三级0.8 6.下列哪个项目不是结构上的作用效应？（ C ） A.柱内弯矩 B. 梁的挠度 C.屋面雪荷载 D.地震作用引起的剪力

7.已知混凝土自重标准值为25KN/m3

，120mm厚的混凝土板的恒荷载设计值是多少？（B A.3KN/m

2

B. 3.6 KN/m

2

C.3.6 KN/m3

D.

4.2 KN/m2

8.240mm厚的清水砖墙的自重标准值等于多少？（ A ） A.4.5 KN/m

2

B.67.03 KN/m2

C.5.47 KN/m2

D.6.38 KN/m2

9.一般教室的楼面活荷载标准值是多少？（ B ）

A.1.5KN/m

2 B.

2.0 KN/m2

C.3.5 KN/m2

D.4.0 KN/m2

10.当结构出现哪一类状态时,即认为超过承载能力极限状态( D ) A、挠度变形超过允许挠度值。 B、裂缝宽度超过最大裂缝宽度允许值。 C、局部损坏已影响正常使用或耐久性能。 D、结构的作为刚体失去平衡。 11.以下哪组作用均称为直接作用( C )

A、 结构自重、风荷载、地震作用 B、 风荷载、雪荷载、地震作用

） C、 结构自重、土压力、爆炸力 D、 地基变形、结构自重、爆炸力

12.关于极限状态的计算,下列叙述何项是正确的（ A ）

A、在承载力极限状态计算时,荷载效应应取设计值 B、在正常使用极限状态计算时,荷载效应应取设计值 C、在承载力极限状态计算时,荷载效应应取标准值 13.下列情况（D）属于承载能力极限状态

A 裂缝宽度超过规范限值 B 挠度超过规范限值

C 结构或构件视为刚体失去平衡

D 预应力构件中混凝土的拉应力超过规范限值 14．下列情况属于超出正常使用极限状态的情况有（ B ）。

A 雨篷倾倒

B 现浇双向板楼面在人行走时振动较大 C 连续梁中间支座产生塑性铰

15.某钢筋混凝土楼面梁，出现下列何状态时，即认为超过了承载能力极限状态？（ A ） A.跨中截面混凝土被压碎

B跨中产生较宽的裂缝 C.跨中产生较大的挠度

16.下列那些项目不可作为结构上的作用？（ C ） A.楼面活荷载 B.地震

C.梁内弯矩 D.风荷载 二、填空题

1．结构的 安全性__、适用性__、_耐久性___统称为结构的可靠性。

2．当结构出现__结构或构件的一部分作为刚体失去平衡____或_材料强度破坏____或_结构变为机动体系___或___丧失稳定___状态时，则认为其超过了承载力极限状态。

3．当结构出现__影响正常使用或外观的变形__或_影响正常使用或耐久性的局部损坏_____或__影响正常使用的振动___或_影响正常使用的其他特定状况____状态时，认为其超过了正常使用极限状态、。 4．结构的可靠度是结构在正常设计_、_正常施工_、正常使用__,情况下，完成_预定功能____的概率。 5．可靠指标β＝

?z?z，安全等级为二级的构件延性破坏和脆性破坏时的目标可靠指标分

别是__3.2________和____3.7_______。

6．结构功能的极限状态分为_承载能力极限状态___和_正常使用极限状态__。_ 7．我国规定的设计基准期是50年或100年___。

8．结构完成预定功能的规定条件是正常设计_、_正常施工_、正常使用__。 9．可变荷载的准永久值是指__可变荷载中比较呆滞的部分值_________。

I0．工程设计时，—般先按承载能力_______极限状态设计结构构件，再按_正常使用_极限状态验算。

三、判断题

1．直接承受动力荷载作用的结构，在进行承载力计算时，其构件的内力计算不应考虑塑性内力重分布。（√）

2．使用阶段允许出现裂缝的结构，其构件的内力计算不应考虑塑性内力重分布。（×） 3．建筑物中，各构件的安全等级必须与整个结构的安全等级相同。 ( × )

4承载能力极限状态和使用极限状态，都应采用荷载设计值进行计算，因为这样偏安全。 ( ×)

5．计算构件承载力时，荷载应取设计值。 ( √ )

6．在进行正常使用极限状态的验算中，荷载采用荷载组合值。 ( × )

7．结构的抗力R＜S(荷载效应)或功能函数z＜o，就认为结构处于失效状态。 ( √ ) 8．安全等级为二级的建筑，属脆性破坏的构件，其可靠指标β为2．7。（） 9．结构使用年限超过设计基准期后，其可靠性减小。（√）

l0 正常使用极限状态与承载能力极限状态相比，失效概率要小一些。（×）

11．在永久荷载效应与可变荷载效应同号时，即加大永久荷载对构件起有利作用时，永久荷载分项系数取1.0。（√）

12．结构的可靠指标β愈大，失效概率就愈大；可靠指标β愈小，失效概率就愈小。 ( × ) 四、简答题

1．什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类？含义各是什么？ 答：整个结构或者结果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，这个特定的状态就称为该功能的极限状态.其可分为2类：（1）承载能力极限状态：结构或者构件达到最大承载能力或者达到不适合继续承载的变形状态（2）正常使用极限状态：结构或者构件达到正常使用或者耐久性能中某项极限状态

2.建筑结构中应该满足哪些功能要求？结构的设计工作寿命如何确定？结构超过其设计工作寿命是否意味着不能再使用？为什么？ 答：（1）安全性，适用性，耐久性（2）可由《建筑结构可靠度设计统一标准》确定，也可按照业主的要求确定（3）不是，因为超过设计工作寿命只是起可靠度降低了.

3．钢筋的强度设计值和标准值是如何确定的？分别说明赶紧和混凝土的强度标准值、平均值及设计值之间的关系。 答：（1）《混凝土设计规范》中取国家冶金局标准规定的废品限值为钢筋标准值；钢筋的设计值有钢筋标准值畜疫钢筋的分项系数

（2）根据《建筑结构设计统一标准》规定的混凝土强度标准件取平均值减1.645倍的标准差即可得出其强度畜疫混凝土材料的分项系数即可得到材料的强度设计值。即：

fk=fm－1.645σ f=fk/γs

4．什么是结构上的作用? 答：结构上的作用是指施加在结构上的集中或分布荷载及引起结构外加变形或约束变形因素的总称。

施加在结构上的集中荷载和分布荷载称为直接作用，地震、地基沉降、混凝土收缩、温度变化、焊接等因素虽然不是荷载，但也以引起结构的外加变形或约束变形，称为结构的间接作用。

5．什么是结构的“设计基淮期”?我国的结构设计基准期规定的年限为多长? 答：由于结构上的作用是随时间而变化的，所以分析结构可靠度时必须相对固定一个时间坐标当基准，这就是“设计基准期”，结构的设计基准期内应该能够可靠地工作。 我国的设计基准期一般规定为50年。

五、计算题

1.某办公楼楼面采用预应力混凝土板，安全等级为二级。板长3.3m，计算跨度3.18m，板宽

22

0.9m，板自重2.04kN/m，后浇混凝土层厚40mm，板底抹灰层厚20mm，可变荷载取1.5kN/m，准永久值系数0.4。试计算按承载能力极限状态和正常使用极限状态设计时的截面弯矩设计值。

解 永久荷载标准值计算如下：

2

自重 2.04kN/m

2

40mm后浇混凝土层 25×0.04=1.00 kN/m 2

20mm板底抹灰层 20×0.02=0.40 kN/m

2

3.44 kN/m

2

沿板长每延米均布荷载标准值为 0.9×3.44 kN/m=3.1 kN/m

2

可变荷载标准值为 0.9×1.5 kN/m=1.35 kN/m 简支板在均布荷载作用下的弯矩为

M?12ql 8按承载能力极限状态设计时，按可变荷载效应控制的组合弯矩设计值为

M??0(rGCGGk?rQ1CQ1Q1k)

11??M?1.0?1.2??3.182?3.1?1.4??3.182?1.35??7.07 kN·m

88??按正常使用极限状态设计时，

按荷载的标准组合时 M?CGGk?CQ1?Q1k

M?11?3.182?3.1??3.182?1.35?5.63 kN·m 88按荷载的准永久值组合时 M?CGGk???i?1nqi?CQiQik

M?

11?3.182?3.1??3.182?0.4?1.35?4.60 kN·m 88