《工程荷載與可靠度設(shè)計原理》課后思考題及復(fù)習(xí)詳解解析

《工程荷載與牢靠度設(shè)計原理》---課后思考題解答1荷載與作用什么是施加于工程構(gòu)造上的作用？荷載與作用有什么區(qū)分？構(gòu)造上的作用是指能使構(gòu)造產(chǎn)生效應(yīng)的各種緣由的總稱，包括直接作用和間接作用。引起構(gòu)造產(chǎn)生作用效應(yīng)的緣由有兩種，一種是施加于構(gòu)造上的集中力和分布力，例如構(gòu)造自重，樓面的人群、家具、設(shè)備，作用于橋面的車輛、人群，施加于構(gòu)造物上的風(fēng)壓力、水壓力、土壓力等，它們都是直接施加于構(gòu)造，稱為直接作用。另一種是施加于構(gòu)造上的外加變形和約束變形，例如根底沉降導(dǎo)致構(gòu)造外加變形引起的內(nèi)力效應(yīng)，溫度變化引起構(gòu)造約束變形產(chǎn)生的內(nèi)力效應(yīng)，由于地震造成地面運動致使構(gòu)造產(chǎn)生慣性力引起的作用效應(yīng)等。它們都是間接作用于構(gòu)造，稱為間接作用。“荷載”僅指施加于構(gòu)造上的直接作用；而“作用”泛指使構(gòu)造產(chǎn)生內(nèi)力、變形的全部緣由。構(gòu)造上的作用如何按時間變異、空間位置變異、構(gòu)造反響性質(zhì)分類？構(gòu)造上的作用按隨時間變化可分永久作用、可變作用和偶然作用；按空間位置變異可分為固定作用和自由作用；按構(gòu)造反響性質(zhì)可分為靜態(tài)作用和動態(tài)作用。什么是荷載的代表值？它們是如何確定的？值：標準值，組合值，頻遇值和準永久值。荷載可依據(jù)不同設(shè)計要求規(guī)定不同的代表值，其中荷載標準值是荷載的根本代表值，其它代表值都可在標準值的根底上考慮相應(yīng)的系數(shù)得到。2成層土的自重應(yīng)力如何確定？地面以下深度z處的土體因自身重量產(chǎn)生的應(yīng)力可取該水平截面上單位面積的土柱體的重力，對于均勻土自重應(yīng)力與深度成正比，對于成層土可通過各層土的自重應(yīng)力求和得到。土壓力有哪幾種類別？土壓力的大小及分布與哪些因素有關(guān)？壓力三種類別。土的側(cè)向壓力的大小及分布與墻身位移、填土性質(zhì)、墻體剛度、地基土質(zhì)等因素有關(guān)。試述靜止土壓力、主動土壓力和被動土壓力產(chǎn)生的條件？比較三者數(shù)值的大??？當(dāng)擋土墻在土壓力作用下，不產(chǎn)生任何位移或轉(zhuǎn)動，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)，此時墻背所受的E0表示。當(dāng)擋土墻在土壓力的作用下，向離開土體方向移動或轉(zhuǎn)動時，作用在墻背上的土壓力從靜止土壓力值漸漸削減，直至墻后土體消滅滑動面?；瑒用嬉陨系耐馏w將沿這一滑動面對下向前滑動，在滑動楔體開頭滑動的瞬間，墻背上的土壓力削減到最小值，土體內(nèi)應(yīng)力處于主動極限平衡狀態(tài)，此時作用在墻背上的Ea表示。當(dāng)擋土墻在外力作用下向土體方向移動或轉(zhuǎn)動時，墻體擠壓墻后土體，作用在墻背上的土壓力從靜止土壓力值漸漸增大，墻后土體也會消滅滑動面，滑動面以上土體將沿滑動方向向上向后推出，在滑動楔體開頭隆起的瞬間，墻背上的土壓力增加到最大值，土體內(nèi)應(yīng)力處于被動極限平衡狀態(tài)。此時作用在墻背上的土壓力稱為被動土壓力，可用Ep表示。在一樣的墻高和填土條件下，主動土壓力小于靜止土壓力，而靜止土壓力又小于被動土壓力，即：E E Ea 0 p當(dāng)樓面面積較大時，樓面均布活荷載為什么要折減？民用建筑的樓面均布活荷載標準值是建筑物正常使用期間可能消滅的最大值，當(dāng)樓面面積較大時，作用在樓面上的活荷載不行能同時布滿全部樓面，在計算樓面梁等水平構(gòu)件樓面活荷載效應(yīng)時，假設(shè)荷載承載面積超過確定的數(shù)值，應(yīng)對樓面均布活荷載予以折減。同樣，樓面荷載最大值滿布各層樓面的時機更小，在構(gòu)造設(shè)計時，對于墻、柱等豎向傳力構(gòu)件和根底應(yīng)按構(gòu)造層數(shù)予以折減。車道荷載為什么要沿橫向和縱向折減？〔時，應(yīng)考慮多車道折減。當(dāng)橋涵設(shè)計車道數(shù)等于或大于2時，由汽車荷載產(chǎn)生的效應(yīng)應(yīng)進展折減。大跨徑橋減。什么叫根本雪壓？它是如何確定的？坦的地面上，積雪分布均勻的狀況下，經(jīng)統(tǒng)計得到的50年一遇的最大雪壓。屋面的雪荷載由于受到屋面形式、積雪漂移等因素的影響，往往與地面雪荷載不同，需要考慮一換算系數(shù)將地面根本雪壓換算為屋面雪荷載。試述風(fēng)對屋面積雪的漂移作用及其對屋面雪荷載取值的影響？面或鄰近較低的屋面上，對于平屋面和小坡度屋面，風(fēng)對雪的漂移作用會使屋面上的雪壓一般比鄰近地面上的雪壓要小；對于雙坡屋面、凹凸跨屋面，迎風(fēng)面吹來的雪往往在背風(fēng)一側(cè)屋面上漂積，引起屋面不平衡雪荷載。風(fēng)對積雪的漂移影響可通過屋面積雪分布系數(shù)加以考慮。3側(cè)壓力靜水壓強具有哪些特征？如何確定靜水壓強？靜水壓力是指靜止液體對其接觸面產(chǎn)生的壓力，具有兩個特性：一是靜水壓強垂直于作用面，并指向作用面內(nèi)部；二是靜止液體中任一點處各方向的靜水壓強均相等，與作用的方位無關(guān)。確定靜水壓強時常以大氣壓強為基準點，靜水壓強與水深呈線性關(guān)系，隨水深按比例增加；水壓力h，ph求得底部壓強，再作頂部和底部壓強連線便可得到擋水構(gòu)造側(cè)向壓強分布規(guī)律。實際工程中為什么常將橋墩、閘墩設(shè)計成流線型？在實際工程中，為減小繞流阻力，常將橋墩、閘墩設(shè)計成流線型，以縮小邊界層分別區(qū)，到達降低阻力的目的。試述波浪傳播特征及推動過程？波浪是液體自由外表在外力作用下產(chǎn)生的周期性起伏波動，其中風(fēng)成波影響最大。在海洋深水區(qū)，波浪運動不受海底摩阻力影響，稱為深水推動波；波浪推動到淺水地帶，海底對波浪運動產(chǎn)生摩阻力，波長和波速縮減，波高和波陡增加，稱淺水推動波；當(dāng)淺水波向海岸推動，到達臨界水深，波峰發(fā)生破對海邊水工建筑施加沖擊作用，即為波浪荷載。如何對直立式防波堤進展立波波壓力、遠破波波壓力和近破波波壓力的計算？波浪作用力不僅與波浪本身特征有關(guān)，還與構(gòu)造物形式和海底坡度有關(guān)。對于作用于直墻式構(gòu)筑物上的波浪分為立波、遠堤裂開波和近堤裂開波三種波態(tài)。在工程設(shè)計時，應(yīng)依據(jù)基床類型、水底坡度、浪高及水深判別波態(tài)，分別承受不同公式計算波浪作用力。我國《港工標準》分別給出了立波波壓力、遠破波波壓力和近破波波壓力計算方法，先求得直墻各轉(zhuǎn)折點壓強，將其用直線連接，得到直墻壓強分布，即可求出波浪壓力，計算時尚應(yīng)考慮墻底波浪浮托力。冰壓力有哪些類型？冰壓力按其作用性質(zhì)不同，可分為靜冰壓力和動冰壓力。靜冰壓力包括冰堆整體推移的靜壓力，風(fēng)上升還會產(chǎn)生豎向作用力。動冰壓力主要指河流流冰產(chǎn)生的沖擊作用。冰堆整體推移靜壓力計算公式是如何導(dǎo)出的？由于水流和風(fēng)的作用，推動大面積浮冰移動對構(gòu)造物產(chǎn)生靜壓力，可依據(jù)水流方向和風(fēng)向，考慮冰層面積來計算：P[(PP1 2

P)sinP3

sin] (3.31)——作用于構(gòu)造物的正壓力；Ω——浮冰冰層面積(m2),一般承受歷史上最大值；P——水流對冰層下外表的摩阻力Pa，可取為0.5v2，vs h

為冰層下的流速(m/s);P——水流對浮冰邊緣的作用力(Pa)，可取為50長度(m)，在河中不得大于兩倍河寬；

v2，h為冰厚(m)，l為冰層沿水流方向的平均sP——由于水面坡降對冰層產(chǎn)生的作用力(Pa)920hi，i為水面坡降；3P——風(fēng)對冰層上外表的摩阻力(Pa)，P4方向根本全都的最大風(fēng)速(m/s)；

=(0.001~0.002)V，V4 F

為風(fēng)速,承受歷史上有冰時期和水流——構(gòu)造物迎冰面與冰流方向間的水平夾角；——構(gòu)造物迎冰面與風(fēng)向間的水平夾角。3.7冰蓋層受到溫度影響產(chǎn)生的靜壓力與哪些因素有關(guān)？冰蓋層溫度上升時產(chǎn)生膨脹，假設(shè)冰的自由膨脹變形受到壩體、橋墩等構(gòu)造物的約束，則在冰蓋層引起膨脹作用力。冰場膨脹壓力隨構(gòu)造物與冰掩蓋層支承體之間的距離大小而變化，當(dāng)冰場膨脹受到橋墩等構(gòu)造物的約束時，則在橋墩四周消滅最大冰壓力，并隨著離橋墩的距離加大而漸漸減弱。角形分布，可認為冰壓力的合力作用點在冰面以下1/3冰厚處。3.10試述浮托力產(chǎn)生的緣由及考慮的方法？其底面產(chǎn)生浮托力，浮托力等于建筑物排開同體積的水重力。地表水或地下水通過土體孔隙的自由水溝通并傳遞水壓力。浮托力的大小取決于土的物理特性，當(dāng)?shù)叵滤軌蛲ㄟ^土的孔隙溶入到構(gòu)造基底，且固體顆粒與構(gòu)造基底之間接觸面很小時，可以認為土中構(gòu)造物處于完全浮力狀態(tài)。浮托力作用可依據(jù)地基的透水程度，依據(jù)構(gòu)造物喪失的重量等于它所排解的水重這一原則考慮：對于透水性土，應(yīng)計算水浮力；對于非透水性土，可不考慮水浮力。假設(shè)構(gòu)造物位于透水性飽和的地基上，可認為構(gòu)造物處于完全浮力狀態(tài)，按100%計算浮托力。假設(shè)構(gòu)造物位于透水性較差地基上，如置于節(jié)理裂隙不發(fā)育的巖石地基上，地下水滲入通道不50%計算浮托力。假設(shè)構(gòu)造物位于粘性土地基上，土的透水性質(zhì)難以推想，對于難以確定是否具有透水性質(zhì)的土，計算穩(wěn)定用設(shè)計水位。地下水也對地下水位以下巖石、土體產(chǎn)生浮托力，根底底面以下土的自然重度或是根底底面以上土的加權(quán)平均重度應(yīng)取有效重度。地下水位在基底標高上下范圍內(nèi)漲落時，浮托力的變化有可能引起根底產(chǎn)生不均勻沉降，應(yīng)考慮地下水位季節(jié)性漲落的影響。根本風(fēng)壓是如何定義的？影響風(fēng)壓的主要因素有哪些？10m5010min平均最大風(fēng)速。影響風(fēng)壓的主要因素有：風(fēng)速隨高度而變化，離地表越近，摩擦力越大，因而風(fēng)速越小。與地貌粗糙程度有關(guān)，地面粗糙程度高，風(fēng)能消耗多、風(fēng)速則低。與風(fēng)速時距風(fēng)有關(guān)，常取某一規(guī)定時間內(nèi)的平均風(fēng)速作為計算標準。與最大風(fēng)速重現(xiàn)期有關(guān)，風(fēng)有著它的自然周期，一般取年最大風(fēng)速記錄值為統(tǒng)計樣本，對于一般構(gòu)造，重現(xiàn)期為50年；對于高層建筑、高聳構(gòu)造及對風(fēng)荷載比較敏感的構(gòu)造，重現(xiàn)期應(yīng)適當(dāng)提高。當(dāng)實測風(fēng)速高度、時距、重現(xiàn)期不符合標準條件時可進展根本風(fēng)壓換算。試述風(fēng)速和風(fēng)壓之間的關(guān)系？壓力為：w式中w——單位面積上的風(fēng)壓力〔kN/m2〕 ——空氣密度〔t/m3〕——空氣單位體積重力〔kN/m3〕g重力加速度〔m/s2〕v風(fēng)速〔m/s〕

1v2

2gv2在標準大氣壓狀況下，=0.012023kN/m3，g=9.80m/s2，可得：w v2

0.012023v2

v2(kN/m2)2g 29.80 1630在不同的地理位置，大氣條件是不同的，g值也不一樣。通常取為：w v21600

(kN/m2)什么叫梯度風(fēng)？什么叫梯度風(fēng)高度？在離地表300~500m大氣邊界層以上的高度，風(fēng)的流淌不受地面粗糙層的影響，風(fēng)沿著等壓線以層流方式自由流淌，稱為梯度風(fēng)。梯度風(fēng)流淌的起點高度稱為梯度風(fēng)高度。影響大氣邊界層以下氣流流淌的因素有哪些？流的作用隨高度增加而減弱，只有在離地表300~500m以上的高度，風(fēng)才不受地表粗糙層的影響能夠以梯度風(fēng)速度流淌。不同地表粗糙度有不同的梯度風(fēng)高度，地面粗糙度小，風(fēng)速變化快，其梯度風(fēng)高度比地面粗糙度大的地區(qū)為低；反之，地面粗糙度越大，梯度風(fēng)高度將越高?！逗奢d標準》是如何劃分和度量地面粗糙度的？《荷載標準》將地面粗糙度分為A、B、C、D四類，分類狀況及相應(yīng)的地面粗糙度指數(shù)和梯度HT如下：A類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)，取A

=0.12，H

=300m；TAB

=0.16，H B TB

=350m；HT0HC類指有密集建筑群的城市市區(qū)，取

C=0.22，H

=400m；TCD類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)，取D4.8什么是風(fēng)載體型系數(shù)？它是如何確定的？

=0.30，H

=450m。T0建筑物處于風(fēng)流場中，風(fēng)力在建筑物外表上的分布是不均勻的，風(fēng)作用在建筑物外表的不同部位將引起不同的風(fēng)壓值，此值與來流風(fēng)壓之比稱為風(fēng)載體型系數(shù)。有關(guān)。目前要完全從理論上確定受風(fēng)力作用的任意外形物體的壓力分布尚做不到，一般均通過風(fēng)洞試驗確定風(fēng)載體型系數(shù)。高層建筑為什么要考慮群體間風(fēng)壓相互干擾？如何考慮？使得房屋局部風(fēng)壓顯著增大，設(shè)計時可將單體建筑物的體型系數(shù)us乘以相互干擾增大系數(shù)加以考慮。計算順風(fēng)向風(fēng)效應(yīng)時，為什么要區(qū)分平均風(fēng)和脈動風(fēng)？構(gòu)造順向的風(fēng)作用可分解為平均風(fēng)和脈動風(fēng)，平均風(fēng)的作用可通過根本風(fēng)壓反映，根本風(fēng)壓是依據(jù)10min50風(fēng)速中的脈動成分。脈動風(fēng)是一種隨機動力荷載，風(fēng)壓脈動在高頻段的峰值周期約為1~2min，一般低層和多層構(gòu)造的自振周期都小于它，因此脈動影響很小，不考慮風(fēng)振影響也不致于影響到構(gòu)造的抗風(fēng)安全性。而對于高聳構(gòu)筑物和高層建筑等柔性構(gòu)造，風(fēng)壓脈動引起的動力反響較為明顯，構(gòu)造的風(fēng)振影響必需加以考慮。工程設(shè)計中如何考慮脈動風(fēng)對構(gòu)造的影響？對于高聳構(gòu)筑物和高層建筑等柔性構(gòu)造，風(fēng)壓脈動引起的動力反響較為顯著，必需考慮構(gòu)造風(fēng)振影T1大于0.25s的工程構(gòu)造，如房屋、屋蓋及各種高聳結(jié)30m且高寬比大于1.5的高柔房屋，應(yīng)考慮風(fēng)壓脈動對構(gòu)造產(chǎn)生的順風(fēng)向風(fēng)振。構(gòu)造風(fēng)振影響可通過風(fēng)振系數(shù)計算：z

1

zz

，式中脈動增大系數(shù)可由隨機振動理論導(dǎo)出，此時脈動風(fēng)輸入達文波特〔Davenport〕建議的風(fēng)譜密度閱歷公式，也可查表確定。構(gòu)造振型系數(shù) 可z依據(jù)構(gòu)造動力學(xué)方法計算，也可承受近似公式或查表確定。脈動影響系數(shù)v主要反響風(fēng)壓脈動相關(guān)性對構(gòu)造構(gòu)造橫向風(fēng)振產(chǎn)生的緣由是什么？建筑物或構(gòu)筑物受到風(fēng)力作用時，橫風(fēng)向也能發(fā)生風(fēng)振。橫風(fēng)向風(fēng)振是由不穩(wěn)定的空氣動力作用造成的，它與構(gòu)造截面外形和雷諾數(shù)有關(guān)。對于圓形截面，當(dāng)雷諾數(shù)在某一范圍內(nèi)時，流體從圓柱體后分別的旋渦將交替脫落，形成卡門渦列，假設(shè)旋渦脫落頻率接近構(gòu)造橫向自振頻率時會引起構(gòu)造渦激共振。什么叫鎖定現(xiàn)象？在構(gòu)造產(chǎn)生橫向共振反響時，假設(shè)風(fēng)速增大，旋渦脫落頻率仍維持不變，與構(gòu)造自振頻率保持全都，這一現(xiàn)象稱為鎖定。在鎖定區(qū)內(nèi)，旋渦脫落頻率是不變的。只有當(dāng)風(fēng)速大于構(gòu)造共振風(fēng)速約1.3倍時，旋渦脫落才重按的頻率激振。什么狀況下要考慮構(gòu)造橫風(fēng)向風(fēng)振效應(yīng)？如何進展橫風(fēng)向風(fēng)振驗算？應(yīng)依據(jù)雷諾數(shù)ReRe≥3.5×106，風(fēng)速進入跨臨界范圍時，消滅規(guī)章的周期性旋渦脫落，一旦旋渦脫落頻率與構(gòu)造橫向自振頻率接近，構(gòu)造將發(fā)生猛烈渦激共振，有可能導(dǎo)致構(gòu)造損壞，危及構(gòu)造的安全性，必需進展橫向風(fēng)振驗算。zj的等效風(fēng)荷載可由以下公式確定：w czj

v2j cr

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(kN/m2)j式中——計算系數(shù)； ——在z高處構(gòu)造的j振型系數(shù)；——第j振型的阻尼比。j zj j橫風(fēng)向風(fēng)振主要考慮的是共振影響，因而可與構(gòu)造不同振型發(fā)生共振效應(yīng)。對跨臨界的強風(fēng)共振，設(shè)計時必需按不同振型對構(gòu)造予以驗算。一般認為低振型的影響占主導(dǎo)作用。只需考慮前4個振型即可滿足要求。大路《橋規(guī)》中是如何考慮橋梁橫向風(fēng)力作用的？大路《橋規(guī)》按靜力方法計算橫向風(fēng)力作用，即考慮根本風(fēng)速、設(shè)計風(fēng)速重現(xiàn)期換算系數(shù)、風(fēng)載阻力系數(shù)、風(fēng)速高度變化修正系數(shù)、地形和地理條件系數(shù)以及陣風(fēng)風(fēng)速系數(shù)后，按橫向風(fēng)壓乘以迎風(fēng)面積獲得橫向風(fēng)力。什么是橋梁靜力風(fēng)荷載的三分力系數(shù)？阻力荷載，即通常所說的橫風(fēng)向力；此外，當(dāng)升力與阻力的合力作用點與橋梁截面的形心不全都時，還會產(chǎn)生對形心的扭矩。三分力系數(shù)即是上述靜氣動力系數(shù)，反映橋梁截面在均勻流中承受的靜風(fēng)荷載大小。該系數(shù)通常是在風(fēng)軸坐標系下，由節(jié)段模型風(fēng)洞試驗測定獲得。橋梁風(fēng)振有哪些振動形式？對構(gòu)造會產(chǎn)生怎樣的影響?橋梁構(gòu)造風(fēng)致振動大致可分為兩類，一類是自激發(fā)散振動，例如顫振和馳振，振動構(gòu)造可以不斷從氣流中獵取能量，抵消阻尼對振動的衰減作用，從而使振幅不斷加大，導(dǎo)致構(gòu)造風(fēng)毀，這實際上是一種空氣動力失穩(wěn)現(xiàn)象，對橋梁危害最大。另一類是限幅振動，例如渦激振動和抖振，渦激振動是由構(gòu)造尾流中產(chǎn)生的周期性交替脫落的旋渦引起，當(dāng)一個構(gòu)造物處于另一個構(gòu)造物的渦列之中，還會激發(fā)出不規(guī)章的強迫振動，即抖振。渦振和抖振均可在低風(fēng)速下發(fā)生，雖不具破壞性，但會對桿件接頭等連接部位造成疲乏破壞，設(shè)計時可通過構(gòu)造措施解決。地震作用試述構(gòu)造地震成因的局部機制和宏觀背景？動之中，原始水平狀的巖層在地應(yīng)力作用下發(fā)生形變；當(dāng)?shù)貞?yīng)力使巖層產(chǎn)生彎曲變形積存的應(yīng)力超過本身強度極限時，巖層就發(fā)生突然斷裂和猛烈錯動，巖層中原先積存的應(yīng)變能全部釋放，并以彈性波的形式傳到地面，地面隨之振動，形成地震。構(gòu)造地震成因的宏觀背景可以借助板塊構(gòu)造學(xué)說來解釋。板塊構(gòu)造學(xué)說認為，地殼和地幔頂部厚約70~100km的巖石組成了全球巖石圈，巖石圈由大大小小的板塊組成，板塊下面是塑性物質(zhì)構(gòu)成的軟流層。軟流層中的地幔物質(zhì)以巖漿活動的形式涌出海嶺，推動軟流層上的大洋板塊在水平方向移動，并在海溝四周向大陸板塊之下俯沖，返回軟流層。各板塊邊緣由于地幔對流而相互擠壓、碰撞，在板塊的交界地區(qū)就會產(chǎn)生連綿不斷的地震。什么地震波？地震波包含了哪幾種波？它們的傳播特點是什么？對地面運動影響如何？地震引起的振動以波的形式向震源向各個方面?zhèn)鞑ゲ⑨尫拍芰?，這就是地震波。地震波是一種彈性波，它包括在地球內(nèi)部傳播的體波和在地面四周傳播的面波。體波可分為兩種形式的波，即縱波〔P波〕和橫波〔S波?？v波在傳播過程中，其介質(zhì)質(zhì)點的振動方向與波的前進方向全都?？v波又稱壓縮波，其特點是周期較短，振幅較小。橫波在傳播過程中，其介質(zhì)質(zhì)點的振動方向與波的前進方向垂直。橫波又稱剪切波，其特點是周期較長，振幅較大。面波是體波經(jīng)地層界面屢次反射形成的次生波，它包括兩種形式的波，即瑞雷波〔R波〕和樂甫波〔L波。瑞雷波傳播時，質(zhì)點在波的前進方向與地外表法向組成的平面內(nèi)作逆向橢圓運動；樂甫波傳播時，質(zhì)點在與波的前進方向垂直的水平方向作蛇形運動。水平晃動，當(dāng)橫波和面波都到達時振動最為猛烈。一般狀況下，橫波產(chǎn)生的水平振動是導(dǎo)致建筑物破壞的主要因素。什么是地震烈度？震級與烈度兩者有何關(guān)聯(lián)？12等級劃分的地震烈度表。地震震級與地震烈度是兩個不同的概念，震級表示一次地震釋放能量的大小，烈度表示某地區(qū)患病地震影響的強弱程度。震級和烈度只在特定條件下存在大致對應(yīng)關(guān)系。對于淺源地震〔震源深度在10~30km〕I0MM0.58I01.5。什么是地震作用？怎樣可以確定地震作用？時，構(gòu)造所承受的“地震荷載”實際上是地震驚輸入構(gòu)造后產(chǎn)生的動態(tài)作用。依據(jù)現(xiàn)行國家標準規(guī)定，荷載僅指直接作用，地震對構(gòu)造施加的影響屬間接作用，應(yīng)把構(gòu)造承受的“地震荷載”稱為地震作用。地震系數(shù)和動力系數(shù)的物理意義是什么？g地震系數(shù)k是地面運動最大加速度與重力加速度的比值，即kg

max

/g。動力系數(shù)大加速度比地面最大加速度的放大倍數(shù)，即Sa

/g

。max影響地震反響譜的因素有哪些？設(shè)計用反響譜是如何反映這些因素的影響的？影響反響譜外形的因素主要有場地條件、震級大小和震中距遠近，其中場地條件影響最大。場地土質(zhì)松軟，長周期構(gòu)造反響較大，譜曲線峰值右移；場地土質(zhì)堅硬，短周期構(gòu)造反響較大，譜曲線峰值左移。另外震級和震中距對譜曲線也有影響，在烈度一樣的狀況下，震中距較遠時，加速度反響譜的峰點偏向較長周期，曲線峰值右移；震中距較近時，峰點偏向較短周期，曲線峰值左移。設(shè)計用反響譜為反映這種影響，依據(jù)場地類別和設(shè)計地震分組的不同分別給出反響譜參數(shù)。簡述確定構(gòu)造地震作用的底部剪力法和振型分解反響譜法的根本原理和步驟？振型分解反響譜法的根本原理和步驟對于多質(zhì)點彈性體系建立動力平衡方程，利用振型的正交性，承受以振型為基底的廣義坐標，可將聯(lián)立的運動方程解耦，轉(zhuǎn)化為n個獨立方程，再比照單質(zhì)點體系的求解方法，即可得到多質(zhì)點體系在地n個相應(yīng)的單自由度體系相對位移反響與相應(yīng)振型的線性組合。利用振型分解反響譜法可確定多質(zhì)點體系在地震作用下相應(yīng)于j振型i質(zhì)點的水平地震最大作用：F ji j

X Gj ji i再按“平方之和再開方”的組合公式確定水平地震作用效應(yīng)，即：SS2jEK底部剪力法和振型分解反響譜法的根本原理和步驟對于高度不超過40m，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的構(gòu)造，可承受底部剪力法計算水平地震作用。底部剪力法僅考慮根本振型先算出作用于構(gòu)造底部的總剪力，然后將此總剪力按某一規(guī)律安排到各個質(zhì)點。構(gòu)造底部總剪力按下式計算：各質(zhì)點水平地震作用：

F EK

G1 eqGHF i i

F )i nGH EK nj jj1什么叫鞭端效應(yīng)？設(shè)計時如何考慮這種效應(yīng)？地震作用下突出建筑物屋面的附屬小建筑物，如電梯間、女兒墻、附墻煙囪等由于重量和剛度突然變小，高振型影響較大，會產(chǎn)生鞭端效應(yīng)。3。放大系數(shù)是針對突出屋面的小建筑物強度驗算承受的，局部放大作用不往下傳。什么叫構(gòu)造的剛心和質(zhì)心？構(gòu)造的扭轉(zhuǎn)地震效應(yīng)是如何產(chǎn)生的？水平地震力的合力通過構(gòu)造的質(zhì)心，而構(gòu)造抗側(cè)力的合力通過構(gòu)造的剛心，質(zhì)心和剛心的偏離使得構(gòu)造除產(chǎn)生平移振動外，還圍繞剛心作扭轉(zhuǎn)振動，形成平扭耦聯(lián)振動，會加重構(gòu)造的震害，有時還會成為導(dǎo)致構(gòu)造的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。哪些構(gòu)造需要考慮豎向地震作用？如何確定豎向地震作用？在高烈度區(qū)，對于高聳構(gòu)造、高層建筑和大跨及長懸臂構(gòu)造等對豎向運動敏感的構(gòu)造物需要考慮豎對于大跨度構(gòu)造及長懸臂構(gòu)造可將其重力荷載代表值放大某一比例即認為已考慮了豎向地震作用?？拐鹪O(shè)計中如何考慮構(gòu)造的地震作用，依據(jù)的原則是什么？地震時地面會發(fā)生水平運動和豎向運動，從而引起構(gòu)造的水平振動和豎向振動，當(dāng)構(gòu)造體型簡潔、質(zhì)心和剛心不重合時，還會引起構(gòu)造扭轉(zhuǎn)振動。一般狀況下，水平地震作用對構(gòu)造起把握作用，對于明顯不均勻，不對稱的構(gòu)造應(yīng)考慮水平地震作用引起的扭轉(zhuǎn)影響；高烈度區(qū)的高聳及高層構(gòu)造、大跨及長懸臂構(gòu)造應(yīng)考慮豎向地震作用。在抗震設(shè)計中，各類建筑構(gòu)造的地震作用，應(yīng)按以下原則考慮：通常認為地面運動水平重量較大，而構(gòu)造抗側(cè)力氣有限，一般狀況下，水平地震作用對構(gòu)造起把握作用，可在建筑構(gòu)造的兩個主軸方向分別計算水平地震作用并進展抗震驗算，各方向的水平地震作用全部由該方向抗側(cè)力構(gòu)件擔(dān)當(dāng)。有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的構(gòu)造，當(dāng)相交角度大于15°時，應(yīng)考慮與各抗側(cè)力構(gòu)件平行的方向上的水平地震作用。對于質(zhì)量和剛度在同一平面內(nèi)或者沿高度方向明顯不均勻、不對稱的構(gòu)造，應(yīng)考慮水平地震作用引起的扭轉(zhuǎn)影響，或承受調(diào)整地震作用效應(yīng)的方法計入扭轉(zhuǎn)影響?！?〕89度區(qū)的大跨度構(gòu)造、長懸臂構(gòu)造、高聳構(gòu)造及9度區(qū)的高層構(gòu)造，應(yīng)考慮豎向地震作用。5.14什么是橋梁的延性抗震設(shè)計？什么是力氣保護構(gòu)件和延性構(gòu)件？《橋梁抗震細則》承受兩水平設(shè)防、兩階段設(shè)計。第一階段的抗震設(shè)計，承受彈性抗震設(shè)計；其次階段的抗震設(shè)計，承受延性抗震設(shè)計方法，并引入力氣保護設(shè)計原則。通過第一階段的抗震設(shè)計，保證構(gòu)造具有必要的承載力氣。通過其次階段的抗震設(shè)計，保證構(gòu)造具有足夠的延性力氣，確保構(gòu)造的延性力氣。即為延性抗震設(shè)計。差異，保證構(gòu)造能形成一個適當(dāng)?shù)乃苄院哪軝C制。通過強度和延性設(shè)計，確保潛在塑性鉸區(qū)域截面的延性力氣，確保預(yù)期消滅彎曲塑性鉸的構(gòu)件不發(fā)生脆性破壞模式，確保脆性構(gòu)件和不宜用于耗能的力氣保護構(gòu)件處于彈性工作范圍。6其它作用6.1試述溫度應(yīng)力產(chǎn)生的緣由及產(chǎn)生的條件？溫度作用不僅取決于構(gòu)造物環(huán)境溫度變化，它還與構(gòu)造或構(gòu)件受到的約束條件有關(guān)。變形。例如混凝土框架構(gòu)造的根底梁嵌固在兩柱基之間，根底梁的伸縮變形受到柱基約束，沒有變形余地。另一類是構(gòu)件內(nèi)部各單元體之間相互制約，不能自由變形。例如簡支屋面梁，在日照作用下屋面溫度上升，而室內(nèi)溫度相對較低，簡支梁受到不均勻溫差作用，在梁中引起應(yīng)力。地基不均勻沉降對構(gòu)造產(chǎn)生什么樣的影響？舉例說明。假設(shè)體系為超靜定構(gòu)造，多余約束會限制構(gòu)造自由變形，使得上部構(gòu)造產(chǎn)生附加變形和附加應(yīng)力。生不均勻沉降。假設(shè)體系為超靜定構(gòu)造，多余約束會限制構(gòu)造自由變形，使得上部構(gòu)造產(chǎn)生附加變形和附加應(yīng)力，嚴峻時房屋開裂。便產(chǎn)生裂縫。對于長寬比較大的磚混構(gòu)造，當(dāng)中部沉降比兩端大時產(chǎn)生八字形裂縫，當(dāng)兩端沉降比中部大時產(chǎn)生倒八字形裂縫。圖示單層廠房，因地面大面積堆載造成根底偏移，柱消滅傾斜趨勢，由于受到屋蓋支撐，柱傾斜受阻，在柱頭產(chǎn)生較大附加水平力，使柱身在彎矩作用下開裂，裂縫多集中在柱底彎矩最大處或柱身變截面處；柱身傾斜還會影響吊車正常運行，引起滑車和卡軌現(xiàn)象。下沉下沉下沉砌體構(gòu)造中部沉降過大引起的正八字裂縫 單層廠房大面積堆載根底下沉引起混凝土收縮的緣由是什么？會對構(gòu)造產(chǎn)生什么影響？身材料的制約不能自由收縮，則在混凝土內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，并導(dǎo)致構(gòu)件開裂。為什么要對混凝土構(gòu)造伸縮縫最大間距作出限制？承受哪些措施可以適當(dāng)放寬限制？樓蓋中部消滅橫向裂縫，此類裂縫往往消滅在樓蓋相對薄弱部位，如樓蓋收進處、樓梯間處等。等方法，抵銷收縮變形、降低溫度應(yīng)力，可以適當(dāng)放寬限制。試述土的凍脹力產(chǎn)生的緣由及產(chǎn)生的條件？含有水份的土體溫度降低到凍結(jié)溫度時，土體凍結(jié)體積增大，當(dāng)土體膨脹受到約束時產(chǎn)生凍脹力，約束越強凍脹力越大。凍脹力作用在根底或構(gòu)造上，引起構(gòu)造產(chǎn)生變形發(fā)生內(nèi)力。地基土的凍脹與當(dāng)?shù)貧夂驐l件有關(guān)，還與土的類別和含水量有關(guān)。土體凍結(jié)體積增大，土體膨脹變相當(dāng)于對地基的凍脹變形施加約束，使得地基土不能自由膨脹產(chǎn)生凍脹力。土的凍脹力有哪些作用方式？對構(gòu)造物產(chǎn)生什么影響？切向凍脹力平行于構(gòu)造物根底側(cè)面，使根底隨土體凍脹變形產(chǎn)生上拔力；法向凍脹力垂直于構(gòu)造物根底底面，土體凍結(jié)膨脹時根底有被頂起的趨勢；水平凍脹力垂直于根底或擋土墻的側(cè)面，類似于土壓力的作用效應(yīng)。爆炸有哪些種類？各以什么方式釋放能量？對四周介質(zhì)施加高壓。依據(jù)爆炸發(fā)生氣理和作用性質(zhì)，可分為物理爆炸、化學(xué)爆炸、燃氣爆炸和核爆炸等多種類型。物理爆炸過程中，爆炸物質(zhì)的形態(tài)發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，而化學(xué)成份沒有變化。鍋爐爆炸屬物理爆炸，鍋爐內(nèi)的水加熱后快速變?yōu)樗魵猓阱仩t中形成很高的壓力，當(dāng)鍋爐材料承受不了這種高壓而裂開時就會發(fā)生爆炸?；瘜W(xué)爆炸過程中不僅有物質(zhì)形態(tài)的變化，還有物質(zhì)化學(xué)成份的變化。炸藥爆炸屬化學(xué)爆炸，爆炸過程在極短時間完成，且具有極高的速度，是一個爆轟過程。爆炸的引發(fā)與四周環(huán)境無關(guān)，不需要氧氣助燃。爆炸伴有大量氣體產(chǎn)物，生成巨大高壓。爆炸物質(zhì)高度分散，多為固態(tài)，屬分散相爆炸。燃氣爆炸也是一種化學(xué)爆炸，爆炸發(fā)生與四周環(huán)境親熱相關(guān)，且需要氧氣參與。燃氣爆炸實質(zhì)上是可燃氣體快速燃燒的過程，可燃氣體燃燒速度取決于可燃氣體與空氣混合后的濃度比，當(dāng)濃度比到達濃度最優(yōu)值，燃燒速度可達最高。這個濃度值表征了該種燃氣與氧氣充分反響的力氣，也是最簡潔發(fā)生爆炸的濃度值。粉塵爆炸和燃氣爆炸相像，懸浮在空氣中的霧狀粉塵到達確定濃度，在外界摩擦、碰撞、火花作用不斷加速擴大，就會形成爆炸。燃氣爆炸和粉塵爆炸的介質(zhì)分散在四周介質(zhì)之中，屬分散相爆炸。核爆炸是由于核裂變〔原子彈〕和核聚變〔氫彈〕反響釋放能量所形成的爆炸。核爆炸釋放的能量比一般炸藥爆炸放出的能量要大得多。核爆炸時在爆炸中心形成數(shù)十萬到數(shù)百萬兆帕的高壓，同時還有很強的光輻射、熱輻射和放射性粒子輻射。它是眾多爆炸中能量最高、破壞力最強的一種。試述燃爆對構(gòu)造的影響？如何實行措施減輕燃爆對建筑物的破壞？內(nèi)各外表施加擠壓力，作用效應(yīng)相當(dāng)于靜壓。爆炸對構(gòu)造產(chǎn)生破壞作用，其破壞程度與爆炸的性質(zhì)和爆炸物質(zhì)的數(shù)量有關(guān)。爆炸發(fā)生的環(huán)境或位置不同，其破壞作用也不同，在封閉的房間、密閉的管道內(nèi)發(fā)生的爆炸其破壞作用比在構(gòu)造外部發(fā)生的爆炸要嚴峻的多?？砂咽覂?nèi)燃氣爆炸對構(gòu)造的作用當(dāng)作靜力作用。燃氣爆炸大都發(fā)生在生產(chǎn)車間、居民廚房等室內(nèi)環(huán)境，一旦爆炸發(fā)生，常常是窗玻璃被壓碎，屋蓋被氣浪掀起，導(dǎo)致室內(nèi)壓力下降，起到泄壓保護作用。易爆建筑物在設(shè)計時需要對壓力峰值作出估算，以確定泄爆面積，基于不同的假設(shè)條件和根本理論可給出壓力峰值近似計算方法。汽車沖擊力產(chǎn)生的緣由是什么？與哪些因素有關(guān)？橋梁設(shè)計應(yīng)如何考慮？車輛以確定速度在橋上行駛，由于橋面不平坦、車輪不圓以及發(fā)動機抖動等緣由，引起車體上下振動，使得橋跨構(gòu)造受到動力作用，橋梁構(gòu)造在車輛動荷載作用下產(chǎn)生的應(yīng)力和變形要大于車輛在靜止狀態(tài)用。與計l成反比。鑒于目前對沖擊作用尚不能從理論上作出符合實際的具體計算，一般可依據(jù)試驗和實測結(jié)果，近似地將汽車荷載乘以一個沖擊系數(shù)映動力作用。車輛在橋上行駛由于路面不公正緣由會引起車身上下抖動，使橋跨構(gòu)造受到動力作用，沖試述廠房吊車縱向和橫向水平制動力產(chǎn)生緣由及作用方式？為吊車縱向水平制動力和橫向水平制動力。吊車縱向水平制動力由吊車橋架沿廠房縱向運行時制動引起，吊車橫向水平制動力由吊車小車和起吊物沿橋架在廠房橫向運行時制動產(chǎn)生。為什么要在構(gòu)造或構(gòu)件中建立預(yù)加力？先張法和后張法是如何在構(gòu)件中建立預(yù)加力的？件剛度減小使用荷載下?lián)隙?。先張法是在澆筑混凝土前張拉鋼筋，并將鋼筋用錨具臨時固定在臺座或鋼模上，然后澆筑混凝土。待混凝土到達確定強度后，放松預(yù)應(yīng)力鋼筋。當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼筋回縮時，將壓縮混凝土，從而使混凝土獲得預(yù)加力。承受先張法時，預(yù)應(yīng)力的建立主要依靠鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力。后張法是先澆筑混凝土構(gòu)件，并在設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼筋的部位預(yù)留孔道，待混凝土到達確定強度后，在孔道中穿入預(yù)應(yīng)力鋼筋，利用構(gòu)件本身作為施加預(yù)應(yīng)力的臺座，用液壓千斤頂張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，并同時預(yù)應(yīng)力的建立主要依靠構(gòu)件兩端的錨固裝置。工程構(gòu)造荷載的統(tǒng)計分析什么是平穩(wěn)二項隨機過程?將荷載作為平穩(wěn)二項隨機過程來爭論有什么優(yōu)點?平穩(wěn)二項隨機過程概率模型將荷載的樣本函數(shù)模型化為等時段的矩形波函數(shù)，其定義為：依據(jù)荷載每變動一次作用在構(gòu)造上的時間長短，將設(shè)計基準期Tr個相等的時段，=T/r；在每個時段內(nèi)，荷載消滅〔即Q(t)＞0〕的概率均為p，不消滅〔即Q(t)=0〕的概率為q=1-p〔pq為常數(shù)；i在每個時段內(nèi)，荷載消滅時，其幅值是非負的隨機變量，且在不同時段上的概率分布是一樣的，記時段內(nèi)的荷載概率分布〔也稱為任意時點荷載的概率分布〕函數(shù)為F(x)=P[Q(t)≤x，t∈]；i不同時段上的荷載幅值隨機變量是相互獨立的，且與在時段上是否消滅荷載無關(guān)。設(shè)荷載在T年內(nèi)的平均消滅次數(shù)為，則m=p。對各種荷載，平穩(wěn)二項隨機過程Q)≥∈[，T]｝TQ

F(x)F(x)mT T i此，平穩(wěn)二項隨機過程的三要素為：①荷載在Tr或變動一次的時間；②在每個時段內(nèi)QpFi(x)。將荷載統(tǒng)一承受平穩(wěn)二項隨機過程來爭論的優(yōu)點是：對各種荷載，其平穩(wěn)二項隨機過程｛Q(t)≥0，TQ

F(x)F(x)來描T T i述，這為推導(dǎo)設(shè)計基準期最大荷載的概率分布函數(shù)和計算組合的最大荷載效應(yīng)〔綜合荷載效應(yīng)〕等帶來很多便利。荷載統(tǒng)計時是如何處理荷載隨機過程的?幾種常遇荷載各有什么統(tǒng)計特性?荷載隨機過程的樣本函數(shù)是格外簡潔的，它隨荷載的種類不同而異。目前對各類荷載隨機過程的樣本函數(shù)及其性質(zhì)了解甚少。荷載統(tǒng)計時，對于常見的永久荷載、樓面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、大路及橋梁人群荷載等，一般承受平穩(wěn)二項隨機過程模型；而對于車輛荷載，則常用濾過泊松過程模型。幾種常遇荷載的統(tǒng)計特性如下：永久荷載〔如構(gòu)造自重〕取值在設(shè)計基準期T內(nèi)根本不變，從而隨機過程就轉(zhuǎn)化為與時間無關(guān)的隨機變量G)=G∈[T=T，在設(shè)計基準期內(nèi)的時段數(shù)r=T=1p=1。對于可變荷載〔如樓面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載等的時間＜Tr＞1T內(nèi)至少消滅一次，所以平均消滅次數(shù)m=pr≥1。不同的可變荷載，其統(tǒng)計參數(shù)、p以及任意時點荷載的概率分布函數(shù)F(x)都是不同的。i對于大路橋梁構(gòu)造的人群荷載，由于行人頂峰期在設(shè)計基準期內(nèi)變化很大，短期實測值難以保證到達設(shè)計基準期內(nèi)的最大值，故近似取每一年消滅一次荷載最大值。大路橋梁構(gòu)造的設(shè)計基準期T100Tm=100。荷載有哪些代表值?它們各有什么意義?分別用于什么場合?荷載的代表值是在設(shè)計表達式中對荷載所賜予的規(guī)定值。永久荷載只有標準值；可變荷載可依據(jù)設(shè)計要求承受標準值、頻遇值、準永久值和組合值。荷載標準值是構(gòu)造按極限狀態(tài)設(shè)計時承受的荷載根本代表值，是指構(gòu)造在設(shè)計基準期內(nèi)，正常狀況下可能消滅的最大荷載值。荷載頻遇值系指在設(shè)計基準期內(nèi)構(gòu)造上較頻繁消滅的較大荷載值，主要用于正常使用極限狀態(tài)的頻遇組合中。荷載準永久值系指在構(gòu)造上常常作用的荷載值它在設(shè)計基準期內(nèi)具有較長的總持續(xù)時間T ，x其對構(gòu)造的影響類似于永久荷載，主要用于正常使用極限狀態(tài)的準永久組合和頻遇組合中。當(dāng)構(gòu)造上同時作用有兩種或兩種以上的可變荷載時，各荷載最大值在同一時刻消滅的概率極c

對各自標準值予以折減后的荷載值Q。c k荷載的標準值是如何確定的?依據(jù)概率極限狀態(tài)設(shè)計方法的要求，荷載標準值應(yīng)按設(shè)計基準期TF〔x〕T的某一分位值確定，使其在T內(nèi)具有不被超越的概率p，即F〔Q〕=P｛Q ≤Q｝=p。目前，各國k T k T k kp沒有統(tǒng)一的規(guī)定。我國對于不同荷載的標準值，其相應(yīng)的p也不全都。k k什么是荷載效應(yīng)?它與荷載有什么關(guān)系?QS，一般指構(gòu)造中產(chǎn)生的內(nèi)力、QS之間具有線性關(guān)系，但在實際工程的很多狀況下，荷載效應(yīng)與荷載之間并不存在線性關(guān)系，而是某種較為簡潔的函數(shù)關(guān)系，但目前進展荷載效應(yīng)的統(tǒng)計分析時，考慮到應(yīng)用簡便，不管構(gòu)造材料是線性的還是非線性的、構(gòu)造是靜定的還是超靜定SQ樣可以大大簡化荷載效應(yīng)的統(tǒng)計分析，便利工程應(yīng)用。如何理解荷載效應(yīng)組合?構(gòu)造在設(shè)計基準期內(nèi)，可能常常會遇到同時承受永久荷載及兩種以上的可變荷載，如活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載等。這幾種可變荷載在設(shè)計基準期內(nèi)以其最大值相遇的概率是不大的，例如，最大風(fēng)載與最大雪載同時消滅的可能性很小。爭論荷載效應(yīng)組合問題，實質(zhì)上是求解多個荷載效應(yīng)隨機過程以不同規(guī)章組JCSS規(guī)章和Turkstra，不便于實際應(yīng)用。因此，我國各類工程構(gòu)造設(shè)計標準都依據(jù)不同的設(shè)計要求，承受了較為簡潔的荷載效應(yīng)組合形式，并結(jié)合工程閱歷，經(jīng)綜合分析后給定各種可變荷載的組合值系數(shù)。構(gòu)造構(gòu)件抗力的統(tǒng)計分析什么是構(gòu)造構(gòu)件的抗力?我國目前實行什么方法進展抗力的統(tǒng)計分析?構(gòu)造構(gòu)件的抗力指構(gòu)件承受各種外加作用的力氣，它與構(gòu)件的作用效應(yīng)SR。當(dāng)構(gòu)造設(shè)計所考慮的作用效應(yīng)為作用內(nèi)力時，對應(yīng)的抗力為構(gòu)件承載力氣；而考慮的作用效應(yīng)為作用變形時，抗力則為構(gòu)件抵抗變形的力氣，即剛度，因此剛度也是一種構(gòu)造的抗力。直接對各種構(gòu)造構(gòu)件的抗力進展統(tǒng)計分析，并確定其統(tǒng)計參數(shù)和分布類型格外困難。目前對抗力的統(tǒng)計分析一般承受間接方法，即首先對影響構(gòu)件抗力的各種主要因素分別進展統(tǒng)計分析，確定其統(tǒng)計參數(shù)；然后通過抗力與各有關(guān)因素的函數(shù)關(guān)系，從各種因素的統(tǒng)計參數(shù)推求出構(gòu)件抗力的統(tǒng)計參數(shù)。構(gòu)件抗力的概率分布類型，可依據(jù)各主要影響因素的概率分布類型，應(yīng)用概率理論或閱歷推斷加以確定。影響構(gòu)造構(gòu)件抗力主要有哪些因素?影響構(gòu)造構(gòu)件抗力的不定性因素歸納起來主要有三大類，即：材料性能的不定性、幾何參數(shù)的不定性和計算模式的不定性。這些影響因素都是隨機變量，而構(gòu)造構(gòu)件的抗力則是這些隨機變量的函數(shù)。什么構(gòu)造構(gòu)件材料性能的不定性?如何得出其統(tǒng)計參數(shù)?構(gòu)造構(gòu)件由于受材料品質(zhì)、制作工藝、受荷狀況、環(huán)境條件等因素的影響，引起材料性能的變異，導(dǎo)致了材料性能的不定性。構(gòu)造構(gòu)件材料性能的不定性，應(yīng)包括標準試件材料性能的不定性和試件材料性能換算為構(gòu)件材料性能的不定性兩局部。f 構(gòu)造構(gòu)件材料性能的不定性可承受隨機變量來表示，而f

0 fs，

，因此只要

〔為反映構(gòu)造構(gòu)件材料性能與試件材料性能差異20202fs0 ks的隨機變量、f〔為試件材料性能值〕s

的統(tǒng)計參數(shù)。目前，

0的統(tǒng)計參數(shù)很f難由實測得出，一般還是憑閱歷估量，而fs的統(tǒng)計參數(shù)則較簡潔得到，這方面已做了相當(dāng)多的調(diào)查與統(tǒng)f計工作。構(gòu)造構(gòu)件計算模式的不定性反映了什么問題?試舉例說明。不準確等引起的變異性，有時被稱為“計算模型誤差”。例如，在建立構(gòu)造構(gòu)件計算公式時，往往承受理想彈性〔或塑性、勻質(zhì)性、各向同性、平截面變形等假定；也常承受矩形、三角形等簡潔的截面應(yīng)力圖形來替代實際的曲線應(yīng)力分布圖形；還常承受簡支、固定支座等抱負邊界條件代替實際邊界條件；也還常承受線性化方法來簡化分析或計算等。全部這些近似化處理，必定會導(dǎo)致構(gòu)造構(gòu)件的計算抗力與實際抗力之間的差異。構(gòu)造構(gòu)件抗力的統(tǒng)計參數(shù)如何計算?其概率分布類型如何確定?計算構(gòu)造構(gòu)件抗力的統(tǒng)計參數(shù)時，按單一材料組成的構(gòu)件和多種材料組成的構(gòu)件兩種狀況，分別建立構(gòu)件抗力和各種不定性之間的函數(shù)關(guān)系，利用的材料性能、幾何參數(shù)及計算模式不定性的統(tǒng)計參數(shù)，得出構(gòu)件抗力的統(tǒng)計參數(shù)。構(gòu)造構(gòu)件抗力R力R布函數(shù)。概率論中的中心極限定理指出，假設(shè)隨機變量序列X1，X2，…，Xn中的任何一個都不占優(yōu)勢，當(dāng)1 2 n充分大時無論XX…X具有怎樣的分布只要它們相互獨立并滿足定理條件則Yn 1 2 ii112 近似聽從正態(tài)分布。如Y=XXX，則lnY12 i1

lnX n充分大時，lnY也近似聽從正態(tài)分布，則i123 12 3 YRR=XXX…R=XX＋XXX5＋X6X7＋…等形式，因此有用上可近似認為，無論X1，X2，…，X123 12 3 9 構(gòu)造牢靠度分析與計算構(gòu)造的功能要求有哪些?房屋建筑、大路、橋梁等構(gòu)造必需滿足的功能要求可概括為以下三方面：安全性。在正常施工和正常使用時，構(gòu)造應(yīng)能承受可能消滅的各種外界作用〔如各類外加荷載、溫度變化、支座移動、根底沉降、混凝土收縮、徐變等；在估量的偶然大事〔炸、撞擊、龍卷風(fēng)等〕發(fā)生時及發(fā)生后，構(gòu)造仍能保持必需的整體穩(wěn)定性，不致發(fā)生連續(xù)倒塌。適用性。構(gòu)造在正常使用時應(yīng)具有良好的工作性能，其變形、裂縫或振動性能等均不超過規(guī)定的限度。如吊車梁變形過大則影響運行，水池開裂便不能蓄水。耐久性。構(gòu)造在正常使用、維護的狀況下應(yīng)具有足夠的耐久性能。如混凝土保護層不得過薄、裂縫不得過寬而引起鋼筋銹蝕，混凝土不得風(fēng)化、不得在化學(xué)腐蝕環(huán)境下影響構(gòu)造預(yù)定的設(shè)計使用年限等。構(gòu)造在預(yù)定的期限內(nèi)，在正常使用條件下，假設(shè)能同時滿足上述要求，則稱該構(gòu)造是牢靠的。因此，可以將構(gòu)造的安全性、適用性和耐久性統(tǒng)稱為構(gòu)造的牢靠性。構(gòu)造的極限狀態(tài)分為哪幾類?試舉例說明其主要內(nèi)容。我國建筑《統(tǒng)一標準》和大路《統(tǒng)一標準》都將極限狀態(tài)分為承載力氣極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類。承載力氣極限狀態(tài)。這類極限狀態(tài)對應(yīng)于構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件到達最大承載力氣或不適于連續(xù)承載的變形。當(dāng)構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件消滅以下狀態(tài)之一時，即認為超過了承載力氣極限狀態(tài)：整個構(gòu)造或構(gòu)造的一局部作為剛體失去平衡〔如雨棚、煙囪傾覆、擋土墻滑移等；構(gòu)造構(gòu)件或其連接因超過材料強度而破壞〔包括疲乏破壞，如軸心受壓構(gòu)件中混凝土到達軸心抗壓強度、構(gòu)件鋼筋因錨固長度缺乏而被拔出等，或者由于過度的塑性變形而不適于連續(xù)承受荷載；使其幾何外形發(fā)生顯著轉(zhuǎn)變，這時雖未到達最大承載力氣，但已徹底不能使用，故應(yīng)屬于到達這類極限狀態(tài)。由于某些截面或構(gòu)件的破壞而使構(gòu)造變?yōu)闄C動體系；構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件喪失穩(wěn)定〔如壓屈等；地基喪失承載力氣而破壞〔如失穩(wěn)等。正常使用極限狀態(tài)。這類極限狀態(tài)對應(yīng)于構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件到達正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。當(dāng)構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件消滅以下狀態(tài)之一時，即認為超過了正常使用極限狀態(tài)：影響正常使用或有礙外觀的變形；影響正常使用或耐久性能的局部損壞〔包括裂縫過寬等；影響正常使用的振動；影響正常使用的其他特定狀態(tài)〔如混凝土腐蝕、構(gòu)造相對沉降量過大等。何謂構(gòu)造的牢靠性和牢靠度?如何表征構(gòu)造牢靠度?構(gòu)造的牢靠性是安全性、適用性和耐久性的統(tǒng)稱，可定義為：構(gòu)造在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的力氣。構(gòu)造牢靠度是對構(gòu)造牢靠性的定量描述，亦即概率度量。構(gòu)造牢靠性也可用pf牢靠性越高；反之，失效概率p越大，則構(gòu)造的牢靠性越低。實際在計算分析時，通過直接積分方法計f算出pf標代替失效概率來度量構(gòu)造的牢靠性。牢靠指標與失效概率有什么關(guān)系?說明牢靠指標的幾何意義。牢靠指標和失效概率一樣，可作為度量構(gòu)造牢靠性的一個指標，牢靠指標和失效概率之間存在著對應(yīng)關(guān)系。以最簡潔的兩個隨機變量狀況為例，假定在功能函數(shù)Z=R-S中，RS均聽從正態(tài)分布且相互獨立，其平均值和標準差分別為、R S

和、R

，則構(gòu)造的失效概率為pf

=P{Z＜0}=PZ ＜ Z0PZZ

Z Y

ZZ

，Z

則可獲得牢靠指標和失效概率之間的關(guān)系式為p = f Z Z Z ZfPY＜}=〔=1-〕=-〔1-p ，式〕為標準正態(tài)分布函數(shù)-〕為準正態(tài)分布函數(shù)的反函數(shù)。f

之間的關(guān)系見以以下圖1，圖中曲線為功能函數(shù)Z的概率密度函數(shù)f〔，平均值f Z Z Z 距坐標原點的距離為=。如標準差 保持不變，值越小，陰影局部的面積就越大，即失效概Z Z Z Zp越大；反之亦然。f牢靠指標的幾何意義：

pf的關(guān)系當(dāng)構(gòu)造的功能函數(shù)包含兩個相互獨立的正態(tài)隨機變量時，牢靠指標的幾何意義為：標準化正態(tài)坐標系中原點到極限狀態(tài)方程直線的最短距離。當(dāng)構(gòu)造的功能函數(shù)包含多個相互獨立的正態(tài)隨機變量時，牢靠指標的幾何意義為：標準化正態(tài)坐標系中原點到極限狀態(tài)曲面的最短距離。承受中心點法分析構(gòu)造牢靠度有什么特點?中心點法不考慮根本變量的實際分布，直接按其聽從正態(tài)或?qū)?shù)正態(tài)分布，導(dǎo)出構(gòu)造牢靠指標的計算公式，分析時承受了泰勒級數(shù)在中心點〔均值〕開放。雖然中心點法的最大特點是計算簡便，概念明確，但仍存在以下缺乏：該方法沒有考慮有關(guān)隨機變量的實際概率分布，而只承受其統(tǒng)計特征值進展運算。當(dāng)變量分布不是正態(tài)或?qū)?shù)正態(tài)分布時，計算結(jié)果與實際狀況有較大出入。對于非線性功能函數(shù)，在平均值處按泰勒級數(shù)開放不太合理，而且開放后只保存了線性項，這樣勢必造成較大的計算誤差。對于同一問題，如承受不同形式的功能函數(shù)，牢靠指標計算值可能不同，有時甚至相差