工程結(jié)構(gòu)荷載與可靠度設(shè)計(jì)原理復(fù)習(xí)提綱

荷載與可靠度PAGE6-第二章重力1.土是由土顆粒、水和氣體組成的三相非連續(xù)介質(zhì)。2.雪壓：?jiǎn)挝幻娣e地面上積雪的自重。3.基本雪壓：當(dāng)?shù)乜諘缙教沟孛嫔细鶕?jù)氣象記錄資料經(jīng)統(tǒng)計(jì)得到的在結(jié)構(gòu)使用期間可能出現(xiàn)的最大雪壓值。（50年）地形空曠平坦；積雪分布均勻；觀察地點(diǎn)與設(shè)計(jì)地點(diǎn)有相同的地形。第三章側(cè)壓力1.根據(jù)擋土墻的位移情況和墻后土體所處的應(yīng)力狀態(tài)，土壓力可分為靜止土壓力、主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力。三種土壓力的受力特點(diǎn)：（1）靜止土壓力：擋土墻在土壓力作用下，不產(chǎn)生任何方向的位移或轉(zhuǎn)動(dòng)而保持原有的位置，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)。（2）主動(dòng)土壓力：擋土墻在土壓力的作用下，背離墻背方向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻后土壓力逐漸減小，當(dāng)達(dá)到某一位移量值時(shí)，墻后土體開始下滑，作用在擋土墻上的土壓力達(dá)到最小值，滑動(dòng)楔體內(nèi)應(yīng)力處于主動(dòng)極限平衡狀態(tài)。（3）被動(dòng)土壓力：擋土墻在外力作用下向墻背方向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻體擠壓土體，墻后土壓力逐漸增大，當(dāng)達(dá)到某一位移時(shí)，墻后土體開始上隆，作用在檔土墻上的土壓力達(dá)到最大值，滑動(dòng)楔體內(nèi)應(yīng)力處于被動(dòng)極限平衡狀態(tài)。2.水對(duì)結(jié)構(gòu)物的力學(xué)作用表現(xiàn)在對(duì)結(jié)構(gòu)物表面產(chǎn)生靜水壓力和動(dòng)水壓力。靜水壓力可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物的滑動(dòng)或傾覆；動(dòng)水壓力，會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生切應(yīng)力和正應(yīng)力，同時(shí)還可能引起結(jié)構(gòu)物的振動(dòng)，甚至使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生自激振動(dòng)或共振。3.（1）凍脹力：在封閉體系中，由于土體初始含水量?jī)鼋Y(jié)，體積膨脹產(chǎn)生向四面擴(kuò)張的內(nèi)應(yīng)力，這個(gè)力稱為凍脹力。（2）凍土：具有負(fù)溫度或零溫度，其中含有冰，且膠結(jié)著松散固體顆粒的土，稱為凍土。（3）凍脹現(xiàn)象：冬季低溫時(shí)結(jié)構(gòu)物開裂、斷裂，嚴(yán)重者造成結(jié)構(gòu)物傾覆等；春融期間地基沉降，對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生形變作用的附加荷載。（4）影響凍土的因素：土顆粒的大小和土顆粒外形。第四章風(fēng)荷載1.基本風(fēng)壓：按規(guī)定的地貌、高度、時(shí)距等量測(cè)的風(fēng)速所確定的風(fēng)壓稱為基本風(fēng)壓。第七章荷載的統(tǒng)計(jì)分析1.平穩(wěn)二項(xiàng)隨機(jī)過程荷載模型的假定為：（1）根據(jù)荷載每變動(dòng)一次作用在結(jié)構(gòu)上的時(shí)間長(zhǎng)短，將設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期等分為個(gè)相等的時(shí)段，或認(rèn)為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載均勻變動(dòng)次。（2）在每個(gè)時(shí)段內(nèi)，荷載出現(xiàn)（即）的概率為，不出現(xiàn)（即）的概率為；（3）在每一時(shí)段內(nèi)，荷載出現(xiàn)時(shí)，其幅值是非負(fù)的隨機(jī)變量，且在不同時(shí)段上概率分布是相同的，記時(shí)段內(nèi)的荷載概率分布（也稱為任意時(shí)點(diǎn)荷載分布）為；（4）不同時(shí)段上的荷載幅值隨機(jī)變量相互獨(dú)立，且與在時(shí)段上是否出現(xiàn)荷載無(wú)關(guān)。2.一般可變荷載有如下代表值：標(biāo)準(zhǔn)值、準(zhǔn)永久值、頻遇值和組合值。3.結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)是指作用在結(jié)構(gòu)上的荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力、變形、應(yīng)變等。第八章結(jié)構(gòu)抗力的統(tǒng)計(jì)分析影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的因素很多，主要因素有三種，即：材料性能的不定性，幾何參數(shù)的不定性，計(jì)算模式的不定性。形成原因：（1）材料性能的不定性是由于材料本身品質(zhì)的差異，以及制作工藝、環(huán)境條件等因素引起的材料性能的變異，導(dǎo)致了材料性能的不定性。（2）幾何參數(shù)的不定性是由于制作和安裝方面的原因，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸會(huì)出現(xiàn)偏差，制作安裝后的實(shí)際結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)中預(yù)期的構(gòu)件幾何特征會(huì)有差異。（3）計(jì)算模式的不定性主要是由抗力計(jì)算中采用的基本假定不完全符合實(shí)際或計(jì)算公式的近似等引起的變異性。第九章結(jié)構(gòu)可靠度分析1.結(jié)構(gòu)可靠度是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間（一般指結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，目前世界上大多數(shù)國(guó)家普通結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期均為50年）內(nèi)，在規(guī)定的條件（指正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用條件，不考慮認(rèn)為錯(cuò)誤或過失因素）下，完成預(yù)定功能的概率。2.結(jié)構(gòu)可靠；結(jié)構(gòu)失效；結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)Z是一個(gè)函數(shù)，R是結(jié)構(gòu)抗力，Ｓ是作用效應(yīng)第十章結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法1.（1）荷載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)式式中—結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)—荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值（題目中會(huì)給出）—結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設(shè)計(jì)值，按不同結(jié)構(gòu)的有關(guān)規(guī)范確定。R可以是力Ｆ，也可以是彎矩Ｍ等。說明：荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值應(yīng)從下列組合值中取最不利值確定：①由可變荷載效應(yīng)控制的組合②由永久荷載效應(yīng)控制的組合上述荷載效應(yīng)組合中的荷載分項(xiàng)系數(shù)，按下列規(guī)定采用：●永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)1）當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)對(duì)由可變荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取1.2；對(duì)由永久荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取1.35；2）當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)一般情況應(yīng)取1.0；對(duì)結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂浮驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)取0.9.●可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)一般應(yīng)取1.4；對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值大于的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活載應(yīng)取1.3.（2）正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式式中—結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件體達(dá)到正常使用要求的規(guī)定限值，例如變形、裂縫、振幅、加速度、應(yīng)力等的限值。說明：對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)組合對(duì)于頻遇組合對(duì)于準(zhǔn)永久組合其中—可變荷載的組合值系數(shù)；—可變荷載的頻遇值系數(shù)；—可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)對(duì)于一般住宅和辦公樓的樓面活荷載，其組合值０.７、頻遇值０.５和永久值系數(shù)０.４；對(duì)于風(fēng)荷載，其組合值０.６、頻遇值０.４和永久值系數(shù)０.2.（1）由于各國(guó)荷載和抗力標(biāo)準(zhǔn)值確定的方式不同，設(shè)計(jì)目標(biāo)可靠度的水準(zhǔn)也有差異，因此不同國(guó)家結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表達(dá)式的分項(xiàng)數(shù)值取值均不一致。（2）各個(gè)國(guó)家的荷載分項(xiàng)系數(shù)、抗力分項(xiàng)系數(shù)和荷載標(biāo)準(zhǔn)值和抗力標(biāo)準(zhǔn)值是配套使用的，它們作為設(shè)計(jì)表達(dá)式中的一個(gè)整體有確定的概率可靠度意義。千萬(wàn)不能采用一個(gè)國(guó)家的荷載標(biāo)準(zhǔn)或抗力標(biāo)準(zhǔn)值，而套用另一個(gè)國(guó)家的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。計(jì)算題1.已知某擋土墻高度=8.0m,墻背豎直、光滑，填土表面水平。墻后填土為無(wú)黏性中砂，重度=18.0,有效內(nèi)摩擦角=30°。試計(jì)算作用在擋土墻上的靜止土壓力和主動(dòng)土壓力。【解】（1）靜止土壓力===288.0點(diǎn)位于距墻底/3=2.67m處。（2）主動(dòng)土壓力===192點(diǎn)位于距墻底/3=2.67m處。2.求Q235沸騰鋼屈服強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)參數(shù)已知：試件材料屈服強(qiáng)度的平均值，標(biāo)準(zhǔn)差。由于加荷速度及上、下屈服點(diǎn)的差別，構(gòu)件中材料的屈服強(qiáng)度低于試件材料的屈服強(qiáng)度，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，兩者比值的均值，標(biāo)準(zhǔn)差。規(guī)范規(guī)定的構(gòu)件材料屈服強(qiáng)度值為。【解】3.已知：一種鋼管的外徑D的均值為，變異系數(shù)，壁厚t的均值，變異系數(shù)。求該鋼管面積的統(tǒng)計(jì)參數(shù)?！窘狻夸摴苊娣e的表達(dá)式為鋼管面積的均值為鋼管面積的方差為因則=而因此鋼管面積的變異系數(shù)為4.一簡(jiǎn)支梁，如圖計(jì)5-1所示。其中P為跨中集中荷載，q為均部荷載，L為梁跨度。則該梁的承載功能函數(shù)為已知：圖計(jì)5-1簡(jiǎn)支梁及其受載。L為常數(shù)，。采用中心點(diǎn)法計(jì)算可靠指標(biāo)