《荷載與結構設計方法》試題+參考答案5

一、簡答題(每小題6分，共計36分)

1.試繪圖說明結構可靠指標的幾何意義。

可靠指標￡是標準空間R-S'坐標系中坐標原點到極限狀態曲面z=0的

最短距離。

2.試繪圖說明非正杰隨機變量當量正態化的兩個基本條件，并列出當量正

杰化隨機變量的均值和標準差的計算公式。

非正態隨機變量當量正態化的兩個基本條件：在設計點處，

(1)當量正態分布變量與原非正態分布變量的概率分布值(尾部面積)

相等，即

(2)當量正態分布變量與原非正態分布變量的概率密度函數值(縱坐標)

相等，即

當量正態化隨機變量的均值和標準差的計算公式分別為：

3.簡述結構構件可靠度設計的實用表達式包括哪些內容，并列出具體表達

式。

(1)承載能力極限狀態設計表達式

(2)正常使用極限狀態設計表達式

1)標準組合設計表達式

2)頻遇組合設計表達式

3）準永久組合設計表達式

4.簡述荷載代表值有哪些類型，并說明每和代表值的確定方法。

標準值（或特征值）：設計基準期內結構上可能出現的最大荷載值。有兩

種確定方法：根據設計基準期內荷載最大值概率分布的某一分位數確定，或者

根據荷載值的重現期確定。

頻遇值：設計基準期內結構上時而出現的較大可變荷載值。可根據可變荷

載超越頻率值的持續期或次數來確定。

準永久值：設計基準期內結構上經常出現的可變荷載值。可根據可變荷載達到

或超過準永久值的總持續時間來準永久值系數，

組合值：作用在結構上有兩種或兩種以上的可變荷載時，荷載的代表值可

采用其組合值，組合值系數可根據校準法來確定。

5.簡述影響結構構件抗力隨機性的幾類因素，并說明每一類因素主要包括

哪些內容。

影響結構構件抗力隨機性的主要影響因素有：

材料性能的隨機性：

幾何參數的隨機性：

計算模式的隨機性：

結構構件抗力的概率模型：

6.列出具有正相關的串聯系統和并聯系統的一階界限公式，并說明每個界

限值的物理意義。

具有正相關的串聯系統：，下限是所有單元完全相關時系統的失效概率，上

限是所有單元完全獨立時系統的失效概率。

具有正相關的并聯系統：，下限是所有單元完全獨立時系統的失效概率，上

限是所有單元完全相關時系統的失效概率。

二、計算題(共計50分)

1.(8分)某民用建筑結構設計時考慮的荷載有：恒荷載、持久性活荷

載、臨時性活荷載、風荷載、雪荷載。已知設計基準期年，恒荷載、

活荷載、風荷載和雪荷載的分時段長度分別取為5()年、1()年、1年、1年。

試按照JCSS組合規則，列出上述荷載的組合表達式。

解答(每個2分)：

(1)因，故有：

(2)2.(12分)已知某地區年最大風速服從極值I型分布，通過大量觀測，統

計得出該地區年最大風速樣本的平均值為18.9m/s,標準差為2.5m/s。

(3)求出該地區50年最大風速的概率分布函數；

(4)計算100年一遇的最大風速標準值；

(5)計算100年一遇最大風速不被超越的概率P—(設計基準期7=5()年)

已知：極值I型概率分布函數為，其分布參數為：

(I)解答(4分)

（2）解答（4分）

（3）解答（4分）

（1）3.（15分）已知某懸臂鋼梁受均布荷載作用（如圖所示），其均值和

變異系數分別為，；鋼梁截面的塑性抵抗矩為確定性量，；材料

屈服強度的均值的，變異系數為。

（2）列出梁固端B處彎曲破壞的功能函數；

（3）根據該功能函數求B端截面的可靠指標。

q

B37\f7V77\!7\f\，A

（1）解答（5分）鄉------------------------------------------

（2）解答（10分“__________________也__________________Z

宋以后，京師所設小學館和武學堂中的教師稱謂皆稱之為“教諭”。至元

明清之縣學一律循之不變。明朝入選翰林院的進士之師稱“教習”。到清末，學

堂興起，各科教師仍沿用“教習”一稱。其實“教諭”在明清時還有學官一意,

即主管縣一級的教育生員。而相應府和州掌管教育生員者則謂“教授”和“學

正”。“教授”“學正”和“教諭”的副手一律稱“訓導”。于民間，特別是漢代

以后，對于在“校”或“學”中傳授經學者也稱為“經師”。在一些特定的講

學場合，比如書院、皇室，也稱教師為“院長、西席、講席”等。

4.（15分）一偏心受壓鋼構件的極限狀態方程，其中為結構的抗力（服

從對數正態分布），為恒荷載效應（服從正態分布），為風荷載效應（服從

極值I型分布）。已知、和的偏差系數和變異系數分別為：，；，；

,0荷載效應比，安全系數。采用JC法校準我國TJ9-74規范中偏心受

樂鋼構件的可靠指標（給出二輪迭代過程）。

解答：

第一步（1分）：假設荷載比值，列出抗力標準值計算公式。

,假設，則，，

第二步（2分）：求出各變量的平均值和標準差。

第三步（1分）：列出極限狀態方程

構件的極限狀態方程為：，

第四步（3分）：列出當量正態化公式

第五步（1分）：求出方向余弦

第六步（4分）：第一次迭代

第七步（3分）：列出第二輪迭代過程

三、簡述題（共計14分）

簡述結構設計方法經歷了哪幾個發展階段，并說明每個階段結構設計方

法的主要特點。結合學過的專業課程，試論述結構可靠度與結構設計之間的關

系。

L簡述部分參考答案（9分）：

（1）容許應力設計法：，采用線彈性理論，所有影響結構安全的各種可

能影響因素都集中在單一的安全系數中考慮，安全系數靠經驗估計。

(2)破損階段設計法：，考慮構件截面的全部應力狀態，無法對不同變

異特性的荷載區別對待，荷載標準值的取法沒有明確的理論基礎。

(3)極限狀態設計法：

水準——半概率設計法，包括多系數極限狀態設計法和單系數極限狀

杰設計法，明確規定結構按承載能力極限狀態和正常使用極限狀態設計進行

發計，材料強度系數及某些荷載系數用數理統計方法確定。

水準二一近似概率設計法，賦予結構可靠度以概率含義，建立了結構可

靠度與極限狀態方程之間的數學關系，用概率論和數理統計方法確定基本變

量的概率分布類型及統計參數，采用分項系數的實用設計表達式。

要練說，得練聽。聽是說的前提，聽得準確，才有條件正確模仿，才能不斷地

掌握高一級水平的語言。我在教學中，注意聽說結合，訓練幼兒聽的能力，課

堂上，我特別重視教師的語言，我對幼兒說話，注意聲音清楚，高低起伏，抑

揚有致，富有吸引力，這樣能引起幼兒的注意。當我發現有的幼兒不專心聽別

人發言時，就隨時表揚那些靜聽的幼兒，或是讓他重復別人說過的內容，抓住

教育時機，要求他們專心聽，用心記。平時我還通過各種趣味活動，培養幼兒

邊聽邊記，邊聽邊想，邊聽邊說的能力，如聽詞對詞，聽詞句說意思，聽句子

辯正誤，聽故事講述故事，聽謎語猜謎底，聽智力故事，動腦筋，出之意，聽

兒歌上句，接兒歌下句等，這樣幼兒學得生動活潑，輕松愉快，既訓練了聽的

能力，強化了記憶，又發展了思維，為說打下了基礎。2.發揮部分參考答案(5

分）：

根據答題者的發揮情況，適當給分。若能夠結合所學專業課程，闡述結構可靠

度和結構設計關系得比較恰當者，可給5分，一般者給4分。若沒有結合所學

專業課程，但也闡述了結構可靠度和結構設計關系，較好者給3分，一般者給

2分，較差者給1分。不能闡述兩者之間的關系，按。分處理。

與當今“教師”一稱最接近的“老師”概念，最早也要追溯至宋元時期。金代元好問《示

侄孫伯安》詩云：“伯安入小學，穎悟非凡貌，屬句有夙性，說字驚老師」于是看，宋元

時期小學教師被稱為“老師”有案可稽。清代稱主考官也為“老師”，而一般學堂里的先

生則稱為“教師”或“教習”。可見，“教師”一說是比較晚的事了。如今體會，“教師”

的含義比之“老師”一說，具有資歷和學識程度上較低一些的差別。辛亥革命后，教師與

其他官員一樣依法令任命，故又稱“教師”為“教員”。

一般說來，“教師”概念之形成經歷了十分漫長的歷史。楊士勛（唐