2011可靠性原理试卷A

石石家家庄庄铁铁道道学学院院2011 2012 学学年年第第 1 学学期期 2009 级级本本科科班班 期期终终考考试试试试卷卷 课程名称 工程结构可靠度基础 任课教师 安蕊梅 考试时间 120 分钟 学号 姓名 班级 考试性质 学学生生填填写写 正常考试 缓考 补考 重修 提前修读 题 号一二三四五六七总分 满 分1012361032100 得 分 阅卷人 注 答案写在答题纸上注 答案写在答题纸上 一 选择题一 选择题 每小题每小题 2 分 共分 共 10 分分 1 结构某功能的功能函数为 两变量均服从正态分布 且均ZRS R S 值 变异系数 则该功能的可靠1400 R 600 s 0 1 R 0 25 S 指标为 A 2 96 B 9 747 C 3 89 D 0 25 2 结构某功能的功能函数 Z 服从正态分布 且该功能的可靠指标 0 2 已 知标准正态概率分布函数值 且0 5793 u dte u t 2 2 2 1 2 0 0 4207 标准正态概率密度函数值 2 0 2 2 2 1 t eu 该功能的可靠度为 3910 0 2 0 6090 0 2 0 r p A 0 5793 B 0 4207 C 0 3910 D 0 6090 3 验算点法是求结构可靠指标的一种常用方法 关于验算点的说法 不正确 的是 A 验算点是结构极限状态方程曲面上的一点 即验算点坐标满足极限状 态方程 B 所有极限状态曲面上的点中 验算点到标准正态坐标系原点的距离最 短 C 结构最有可能在验算点失效 D 结构可靠度计算时 验算点不唯一 4 雪荷载的统计对象是年最大雪压 现知道石家庄年最大雪荷载服从极值 型分布 概率分布函数为 则设计 7 59 2 73 x e exF 7 59 2 73 exp exp x 基准期 T 50 年 内最大雪压值也服从极值 型分布 其概率分布函数 为 xFT A B 7 59 2 73 exp exp x 7 59 45 307 exp exp x C D 7 59 9 73 exp exp x 7 59 45 307 exp exp x 5 对于串联体系的结构 下列说法不正确的是 A 任何一个构件失效 整个结构体系就失效 B 只有全部构件都可靠 整个结构体系才可靠 C 体系的可靠度比单个构件的可靠度高 D 静定结构均为串联体系 二 填空题二 填空题 每空每空 1 分 共分 共 12 分分 1 结构的可靠性包括 和 2 结构抗力的大小和荷载等都是不定的 都服从一定的统计规律 结 构抗力一般近似服从 分布 结构自重服从 分 布 3 根据验算点法 结构可靠指标的几何意义是 4 结构某功能的功能函数为 R S 的联合概率密度函数为SRZ 则该功能的可靠度可以表示为 f r s 5 结构某功能的可靠度为 0 995 则失效概率为 6 荷载按空间的变异性分类 则结构自重属于 7 可变荷载的代表值有 三 简答题三 简答题 每小题每小题 6 分 共分 共 36 分分 1 为什么说结构的可靠性是不确定的 2 有人说 安全的结构一定可靠 可靠的结构一定安全 你觉得这种观点 对吗 说出原因 3 结构的设计基准期 实际使用寿命 设计使用寿命三者之间有什么关系 4 下图为美国设计公司 Massachusetes 设计的一种输电塔 分析该结构可能 的失效模式 并指出哪些失效模式为超越了承载能力极限状态 哪些失 效模式为超越了正常使用极限状态 5 为什么说材料性能是不确定的 反映材料性能的不定性的变量如何表 f K 示 下面表 1 的一组数据中 你能得出什么结论 表表 1 结构材料的统计参数结构材料的统计参数 结构材料种类材料品种受力状况 f K f K 钢筋A3轴心受拉1 020 08 C201 660 23 C301 450 19混凝土 C40 轴心受压 1 350 16 注 C20 C30 C40 表示混凝土强度等级 这三种混凝土中 C40 的混凝土强度最高 C20 的强度最低 6 风荷载是常见的一种可变荷载 其大小与哪些因素有关系 你在生活或 工程中见过哪些实例是为了减小所受的风荷载大小的 四 分析思考题四 分析思考题 10 分分 石家庄运河桥立交桥已运营 15 年 现拟对该桥进行可靠度分析 试利用 所学知识 简说明进行桥梁可靠度分析的工作内容和计算思路 五 计算题五 计算题 共共 32 分分 1 10 分分 一弹性均质材料的矩形截面短柱 截面尺寸 承受轴心压力hb N 材料的极限压应力为 各变量相互独立 且其统计特 b 征参数已知 200mm 8mm 300mm 9mm b b h h 31Mpa 2 02Mpa kN 20 kN b b 1500 N N 建立该构件正截面受压安全性的功能函数 用中心点法计算 该功能的可靠指标 2 10 分分 一悬臂钢桁架 如下图所示 节点均可靠 杆件 1 2 3 4 5 6 为弦杆 各弦杆的失效概率均为 0 01 i 1 2 3 4 5 6 杆件 7 8 9 为竖杆 各 i f p 竖杆的失效概率均为 0 013 j 7 8 9 杆件 j f p 10 11 12 为斜杆 各斜杆的失效概率均为 0 016 k 10 11 12 各杆 k f p 件失效事件用 m 1 2 3 12 求该悬臂桁架的体系可靠度 m F 3 456 78911 12 10 12 3 12 分分 某弹性材料的矩形截面梁 截面设计尺寸为 mm kk hb 500200 正截面受弯性能的抗力计算式为 该材料强度的标准值 cyucc f bh MR 6 2 为 235MPa 构件材料性能与试件材料性能差别的影响系数为 定 yk f0 1 0 值 计算模式的不定性变量的统计特征参数为 1 08 0 02 p K p K p K 图