工程结构荷载与可靠度设计原理 第5章 地震作用

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工程结构荷载与可靠度设计原理

工程结构荷载与可靠度设计原理

解决手段:模糊集合理论、模糊随机过程理论。
知识的不完善性:由于(yóuyú)人类认识上的局限性而造成的, 所以又叫主观认识的未确定性,如“人体有多少根头发”等。
解决手段:灰色系统理论。
2022/1/8
在结构(jiégòu)可靠性理论中以随机性为研究重点
第三页,共44页。
结构设计中的不确定性因素(yīn sù)
2022/1/8
第十九页,共44页。
验算(yàn suàn)点法基本原理
正态随机变量的情况
结构(jiégòu) Z gX1, X 2 ,....X n
功能函数
将Z在各变量的验算点X* (X1*, X2*,·····, Xn*)处展开成泰勒级数
Z
g(
X
1
,
X
2 ,,
X
n
)
n
(Xi
i 1
X
可靠度
失效概率
Ps PZ 0
0 f z (Z )dZ
Pf PZ 0
0
f z (Z )dZ
2022/1/8
Ps Pf 1
•结构可靠度满足: Z>0具有相当大的概率或 Z<0 具有相当小的概率; •通常采用失效概率来度量结构的可靠度。
第十页,共44页。
可靠(kěkào)指标
基本概念
i
)
g X i
X*
均值 (jū n
Z
g
(
X
1
,
X
2
,,
X
n
)
0
n
( X i
i 1
X
i
)
g X i
X*
zhí)
2022/1/8

《工程结构荷载与可靠度设计原理》复习题

《工程结构荷载与可靠度设计原理》复习题

《工程结构荷载与可靠度设计原理》复习题第一章荷载类型1.荷载:由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力称为荷载。

2.作用:能使结构产生效应(结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等)的各种因素总称为作用。

3.荷载与作用的区别与联系.区别:荷载不一定能产生效应,但作用一定能产生效应。

联系:荷载属于作用的范畴。

第二章重力1.土是由土颗粒、水和气体组成的三项非连续介质。

2.雪压:单位面积地面上积雪的自重。

3.基本雪压:当地空旷平坦地面上根据气象记录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。

第三章侧压力1.根据挡土墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态,土压力可分为静止土压力、主动土压力和被动土压力。

三种土压力的受力特点:(1)静止土压力:挡土墙在土压力作用下,不产生任何方向的位移或转动而保持原有的位置,墙后土体处于弹性平衡状态。

(2)主动土压力:挡土墙在土压力的作用下,背离墙背方向移动或转动时,墙后土压力逐渐减小,当达到某一位移量值时,墙后土体开始下滑,作用在挡土墙上的土压力达到最小值,滑动楔体内应力处于主动极限平衡状态。

(3)被动土压力:挡土墙在外力作用下向墙背方向移动或转动时,墙体挤压土体,墙后土压力逐渐增大,当达到某一位移时,墙后土体开始上隆,作用在档土墙上的土压力达到最大值,滑动楔体内应力处于被动极限平衡状态。

2.水对结构物的力学作用表现在对结构物表面产生静水压力和动水压力。

静水压力可能导致结构物的滑动或倾覆;动水压力,会对结构物产生切应力和正应力,同时还可能引起结构物的振动,甚至使结构物产生自激振动或共振。

3.(1)冻胀力:在封闭体系中,由于土体初始含水量冻结,体积膨胀产生向四面扩张的内应力,这个力称为冻胀力。

(2)冻土:具有负温度或零温度,其中含有冰,且胶结着松散固体颗粒的土,称为冻土。

(3)冻胀原理:水分由下部土体向冻结锋面迁移,使在冻结面上形成了冰夹层和冰透镜体,导致冻层膨胀,底层隆起。

工程结构荷载与可靠度设计原理

工程结构荷载与可靠度设计原理

工程结构荷载与可靠度设计原理工程结构荷载设计原理是指根据工程所受到的外部荷载及其影响,在设计中合理确定各种荷载的作用方式、计算方法和作用大小,以确保结构的安全可靠性。

在荷载设计原理中,结构荷载主要包括恒载、活载和自重荷载。

恒载是指结构在使用过程中持续存在的荷载,如自重、固定设备和常设荷载等。

活载是指结构所受到的可变荷载,如人员、设备、风荷载和流体荷载等。

自重荷载是指结构自身的重量所引起的荷载。

恒载的设计原理是根据结构本身的质量和统计数据确定荷载的大小。

常见的恒载有自重、固定设备质量、楼板养护荷载等。

活载的设计原理是根据实际使用情况及相关规范给出的活载标准确定荷载的大小。

常见的活载有人员荷载、设备荷载、风荷载和流体荷载等。

自重荷载的设计原理是根据结构的材料和形状确定其自身的重量,并将其作为荷载计算时考虑。

在可靠度设计原理中,考虑工程结构荷载的可靠度是确保结构安全可靠的重要步骤。

可靠度设计原理主要包括可靠度指标的选择、荷载概率分布的确定和可靠度分析方法的应用。

可靠度指标是衡量结构安全可靠性的一个重要指标,常用的指标有可靠系数、可靠指标和可靠指数等。

荷载概率分布是指荷载的大小在一定区间内发生的概率分布情况,常用的分布有正态分布和广义极值分布等。

可靠度分析方法是根据荷载概率分布和结构响应的关系,通过数学模型和统计方法计算结构的可靠度。

常用的可靠度分析方法有可靠指数法、蒙特卡洛模拟法和极限状态法等。

综上所述,工程结构荷载与可靠度设计原理是确保结构安全可靠性的基础。

在设计中,通过合理确定荷载的作用方式、计算方法和作用大小,以及考虑荷载的可靠度指标和概率分布,可以保证结构在荷载作用下具有足够的安全可靠性。

结构可靠度与设计原理期末复习资料

结构可靠度与设计原理期末复习资料

第1章荷载类型1、荷载与作用在概念上有何不同荷载:是由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力。

作用:能使结构产生效应的各种因素总称。

2、说明直接作用和间接作用的区别。

将作用在结构上的力的因素称为直接作用,将不是作用力但同样引起结构效应的因素称为间接作用,如温度改变,地震,不均匀沉降等。

只有直接作用才可称为荷载。

3、作用有哪些类型,请举例说明①随时间的变异分类:永久作用、可变作用、偶然作用②随空间位置变异分类:固定作用、可动作用③按结构的反应分类:静态作用、动态作用。

4、什么是效应,是不是只有直接作用才能产生效应效应:作用在结构上的荷载会使结构产生内力、变形等。

不是。

地震等间接作用也能产生效应。

第2章重力1、说明车列荷载与车道荷载的区别。

车列荷载考虑车的尺寸及车的排列方式,以集中荷载的形式作用于车轴位置; 车道荷载则不考虑车的尺寸及车的排列,将车道荷载等效为均布荷载和一个可作用于任意位置的集中荷载形式。

第5章地震1、地震有哪些类型地震按其产生原因可分为:火山地震、陷落地震、构造地震。

按震源深浅可分为:浅源地震、中源地震、深源地震2、构造地震是怎样产生的构造地震:由于地质构造变化而引起的地震。

(地壳岩层应力累积造成岩层破裂引起的,故震源总是位于岩层最薄弱处)3、世界分布地震有何特征,请解释原因分布特征:集中在两个带状区域上(环太平洋地震带、欧亚地震带)原因:板块与板块之间由于挤压碰撞而在板块边缘上发生地震(板块构造理论是全球地震带状分布现象的解释)。

4、震级和烈度有何差别,有何联系震级:衡量一次地震大小的数量等级。

烈度:某一特定地区遭受一次地震影响的强弱程度。

联系:一次地震只有一个震级,而在不同的地点却会有不同的地震烈度。

定性上震级越大,确定地点上烈度也越大。

5、影响地震反应谱的因素结构阻尼比(阻尼比越小、S越大)地面运动(地面运动幅值:幅值越大、S越大;地面运动频谱)。

6、底部剪力法的计算步骤①先计算地震产生的结构底部最大剪力②将该剪力分配到结构各质点上作为地震作用7、①一次地震只有一个震级,但可以有多个烈度。

荷载与作用

荷载与作用

荷载与结构设计(前六章)知识点熊茂翔(哈尔滨工业大学威海) 摘要:荷载与结构设计课程主要讨论工程荷载特性和研究结构可靠度、稳定性问题。

课程讲解过程主要强调后者,导致学生明白了结构可靠度的问题,却不甚了解工程荷载的种类及其特点的尴尬现状。

此篇论文,以清晰、准确的方式集中归纳了各荷载章节的知识点,补充了老师教学过程中的非主观短板,也可以让同学从基本理论、基本概念、基本模式上理解知识点,打好三基,将认识和理解深入贯彻。

关键词:荷载与结构设计;知识点归纳;地震;风荷载;Load and structural design (the first six chapters) knowledgegeneralizations (Xiongmaoxiang)Abstract: Load and structure design course mainly discuss engineering load characteristics and research structure reliability and stability problem. Course interpretation process, resulting in the latter basically emphasize students understand the structure reliability problems, but does not understand very engineering load species and characteristics of embarrassing situation. This paper, based on clear and accurate manner concentrated summarizes the knowledge of various load chapters, added the teacher in the teaching process of the subjective short board, also can let students from the basic theories, basic concept, the basic mode of knowledge, understanding, will play good sanki deep-going understanding and the understanding.1. 荷载与作用1.1工程结构工程建筑物中以各种工程材料建成的能承受荷载或其他作用的构件的组合体。

工程结构荷载与可靠度设计原理复习资料(doc 8页)

工程结构荷载与可靠度设计原理复习资料(doc 8页)

工程结构荷载与可靠度设计原理复习资料(doc 8页)《工程结构荷载与可靠度设计原理》复习题第一章荷载类型1.荷载:由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力称为荷载。

2.作用:能使结构产生效应(结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等)的各种因素总称为作用。

3.荷载与作用的区别与联系.区别:荷载不一定能产生效应,但作用一定能产生效应。

联系:荷载属于作用的范畴。

第二章重力1.土是由土颗粒、水和气体组成的三项非连续介质。

2.雪压:单位面积地面上积雪的自重。

3.基本雪压:当地空旷平坦地面上根据气象记录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。

第三章侧压力1.根据挡土墙的位移情况和墙后土体所处的应含水量冻结,体积膨胀产生向四面扩张的内应力,这个力称为冻胀力。

(2)冻土:具有负温度或零温度,其中含有冰,且胶结着松散固体颗粒的土,称为冻土。

(3)冻胀原理:水分由下部土体向冻结锋面迁移,使在冻结面上形成了冰夹层和冰透镜体,导致冻层膨胀,底层隆起。

(4)影响冻土的因素:含水量、地下水位、比表面积和温差。

第四章风荷载1.基本风压:按规定的地貌、高度、时距等量测的风速所确定的风压称为基本风压。

通常应符合以下五个规定:标准高度的规定(10m)、地貌的规定(空旷平坦)、公称风速的时距(10分钟)、最大风速的样本时间(1年)和基本风速重现期(30-50年)。

2.风效应可以分为顺风向结构风效应和横风向结构风效应两种。

3.速度为的风流经任意截面物体,都将产生三个力:物体单位长度上的顺风向力p D、横风向力P L以及扭力矩P M。

第五章地震作用1.地震按其产生的原因,可分为火山地震、陷落地震和构造地震。

2.(1)震源:即发震点,是指岩层断裂处。

(2)震中:震源正上方的地面地点。

(3)震源深度:震中至震源的距离。

(4)震中距:地面某处到震中的距离。

(5)震级:衡量一次地震规模大小的数量等级。

(6)地震能:一次地震所释放的能量。

地震作用和结构抗震设计要点

地震作用和结构抗震设计要点

地震作用和结构抗震设计要点1. 地震作用简介地震是地球内部发生的一种自然现象,是地壳的震动。

地震作用对建筑结构会产生不可无视的影响,因此在建筑设计中必须考虑地震作用对结构的影响,合理进行抗震设计。

地震作用主要包括地震波的震动、振荡和地震引起的地表位移等。

地震波可以分为纵波和横波,纵波传播速度较快,而横波产生的水平位移对结构破坏更为严重。

地震波的传播会引起建筑结构的振动,如果结构的抗震能力缺乏,那么可能导致结构的破坏甚至倒塌。

2. 结构抗震设计要点为了确保建筑结构在地震中具备足够的抗震能力,需要在设计过程中注意以下要点:2.1 结构稳定性在进行抗震设计时,结构的稳定性是非常重要的考虑因素。

结构的稳定性包括整体稳定性和局部稳定性两个方面。

整体稳定性主要涉及结构整体的抗倾覆能力和整体的撤除能力。

局部稳定性那么考虑不同构件的局部抗倾覆能力和连接点的抗震性能。

2.2 结构的均匀性和对称性在抗震设计中,结构的均匀性和对称性是确保结构在地震中保持良好性能的关键因素之一。

结构的均匀性和对称性可以有效降低结构的谐振现象,减少结构受到的地震作用的影响。

2.3 结构的刚度和强度结构的刚度和强度是抗震设计中必须考虑的重要因素。

结构的刚度决定了结构在地震中的受力分布和位移响应情况,而结构的强度那么决定了结构的抵抗能力。

通过合理的结构刚度设计和强度设计,可以减小结构在地震中的变形和破坏。

2.4 结构的耗能能力耗能是指结构在地震中吸收和分散能量的能力。

结构的耗能能力直接决定了结构在地震中的破坏程度,合理的耗能设计可以减少地震作用对结构的破坏。

常见的结构耗能方式包括粘滞阻尼和阻尼器等。

2.5 结构的连接设计结构连接的设计是确保结构整体性能的重要环节。

连接的设计要考虑连接部位的刚度和强度,并确保连接部位的可靠性和耐久性。

在地震中,连接部位往往易发生破坏,因此合理的连接设计可以提高结构的整体抗震能力。

2.6 结构的预制和施工工艺结构的预制和施工工艺也会对结构的抗震能力产生影响。

工程结构荷载与可靠度设计原理-完整版

工程结构荷载与可靠度设计原理-完整版
➢ 风对屋面积雪的影响—漂积作用 在下雪过程中,风会把部分本将飘落在屋面上的 雪吹积到附近的地面上或其他较低的物体上,这 种影响称为风的漂积作用。
2021/5/9
§2.3 雪荷载
漂积作用的影响: • 使敞风较好的平屋面或小坡度屋面上的雪压小于
邻近地面上的雪压; • 在高低跨屋面的情况下,在低屋面形成局部较大
其他几种水压力在结构物上的分布模式
§3.2 水压力及流水压力
二、动水压力
➢ 当水流过结构物表面时,会对结构物产生切应力 和正应力。
➢ 切应力只有在水高速流动时,才表现出来。
➢ 正应力=静水压力+动水压力。
即:
p p静 p动
p p静 p动 p'
p动 时段平均动压力(Pa);
p'
2021/5/9
大汽车荷载的概率大小,对荷载效应进行折减。 车道数越多,折减率越大。
2021/5/9
§2.4 车辆荷载 车辆荷载布置图
2021/5/9
单位(m)
§2.4 车辆荷载 ➢ 列车荷载 • 列车荷载应采用中华人民共和国铁路标准活载, 及“中-活载”。
我国城市桥梁设计荷载标准规定的城-A级车道荷载
2021/5/9
hi
i
2021/5/9
第i层土的厚度(m)
第i层土的天然重度,若土层位
于地下水位以下,计算土的自
重应力时应取土的有效重度
' i
§2.1 结构自重
土的有效重度
' i
若土层位于地下水位以下,由于受到水的 浮力作用,单位体积中,土颗粒所受的重 力扣除浮力后的重度称为土的有效重度, 是土的有效密度与重力加速度的乘积
2021/5/9

荷载与地震作用资料课件

荷载与地震作用资料课件

活载
活载是指在结构使用期间 ,其值可能发生变化,如 车辆、人群、风、雪等。
偶然荷载
偶然荷载是指在结构使用 期间,其值较小,但可能 突然发生且值较大的荷载 ,如地震、爆炸等。
荷载的传递路径
竖向传递
竖向传递是指荷载从下往 上传递,通过基础、柱、 梁等构件传递至楼板和墙 体。
横向传递
横向传递是指水平方向的 荷载传递,如风载、地震 作用等通过墙、梁、柱等 构件传递至基础和地面。
由于建筑物倒塌、火灾、水灾等原因 引起的次生灾害,这些灾害可能比地 震本身更具有破坏性。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
04
地震作用计算方法
直接法
直接法是一种基于物理过程的计 算方法,通过建立地震作用与结 构动力特性的直接关系来计算结
构的地震反应。
该方法适用于规则的结构,能够 考虑结构的非线性行为和材料特 性,提供较为精确的计算结果。

地下结构抗震设计
总结词
地下结构的抗震设计是地震工程中的重要应用之一,其目的是提高地下结构的抗震能力,减少地震对地下设施的 影响。
详细描述
地下结构抗震设计主要通过优化地下结构的布局和构造、采用减震和隔震技术等手段,提高地下结构的抗震性能 。设计过程中需要考虑地下结构的埋深、地质条件、周边环境等因素,以确保地下结构在地震中的安全性和稳定 性。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
02
荷载基础知识
荷载定义
荷载定义
荷载是指施加在结构上的集中力 或分布力,是引起结构或非结构 内力和位移的因素。
分类

荷载效应及地震作用效应组合(仅供参考)

荷载效应及地震作用效应组合(仅供参考)

8 荷载效应效应组合本设计所应用到的用于承载能力极限状态下的内力组合公式如下: ①无地震时,由可变荷载效应控制的组合: G GK Q Q QK W W WK S S S S γψγψγ=++式中 S —结构构件荷载效应组合的设计值,包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值; r G 、r Q 、r W —永久荷载、楼面活荷载和风荷载的分项系数;ΨQ 、ΨW —楼面活荷载和风荷载的组合系数,当为第一可变荷载时取1。

S GK 、S Qk 、S Wk —永久荷载、楼面荷载和风荷载效应标准值。

②无地震时,由永久荷载效应控制的组合(根据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 [2]第3.2.3条注3,水平风荷载不参与组合。

但2006版规范中取消了此注,即水平风荷载参与组合,当风荷载效应不大时也可忽略之。

):?G GK Q Q QK S S S γψγ=+③有地震时,即重力荷载与水平地震作用的组合:G GE Eh Ehk S S S γγ=+式中 S —结构构件荷载效应与地震作用效应组合的设计值; r G 、r Eh —重力荷载、水平地震作用的分项系数; S GE 、S Eh —重力荷载代表值、水平地震作用标准值。

用于正常使用极限状态下的内力组合(标准组合)公式如下:? GK Q QK W WK S S S S ψψ=++8.1控制截面及最不利内力类型8.1.1构件的控制截面框架梁的控制截面是支座截面和跨中截面。

在支座截面处,一般产生最大负弯矩(max M -)和最大剪力(m ax V )(水平荷载作用下还有正弯矩产生,故也要注意组合可能出现的正弯矩);跨间截面则是最大正弯矩(max M +)作用处(也要注意组合可能出现的负弯矩)。

因此,框架梁的最不利内力为:梁端截面:max M +、max M -、m ax V 梁跨间截面:max M +由于内力分析的结果是轴线位置处的内力,而梁支座截面的最不利位置应是柱边缘处,因此,在求该处的最不利内力时,应根据梁轴线处的弯矩和剪力计算出柱边缘处梁截面的弯矩和剪力,即:/2M M Vb '=-/2V V qb '=-式中 M '—柱边缘处梁截面的弯矩标准值;V '—柱边缘处梁截面的剪力标准值;M —梁柱中线交点处的弯矩标准值;V —与M 相应的梁柱中线交点处的剪力标准值;b —柱截面高度;q —梁单位长度的均布荷载标准值。

工程结构荷载与可靠度设计原理

工程结构荷载与可靠度设计原理

《工程结构荷载与可靠度设计原理》复习资料一、判断题1.严格地讲,狭义的荷载与直接作用等价,广义的荷载与间接作用等价。

(N)2.狭义的荷载与直接作用等价,广义的荷载与作用等价。

(Y)3.广义的荷载包括直接作用和间接作用。

(Y)4.按照间接作用的定义,温度变化、基础不均匀沉降、风压力、地震等均是间接作用。

(N)5.由于地震、温度变化、基础不均匀沉降、焊接等引起的结构内力变形等效应的因素称为间接作用。

(Y)6.土压力、风压力、水压力是荷载,由爆炸、离心作用等产生的作用在物体上的惯性力不是荷载。

(N)7.由于雪荷载是房屋屋面的主要荷载之一,所以基本雪压是针对屋面上积雪荷载定义的。

(N)8.雪重度是一个常量,不随时间和空间的变化而变化。

(N)9.雪重度并非一个常量,它随时间和空间的变化而变化。

(N)10.虽然最大雪重度和最大雪深两者有很密切的关系,但是两者不一定同时出现。

(Y)12.烈度是指某一地区遭受一次地震影响的强弱程度,与震级和震源深度有关,一次地震有多个烈度。

(Y)14.当楼面活荷载的影响面积超过一定数值需要对均布活荷载的取值进行折减。

(Y)15.土的侧压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的土压力。

(Y)18.在同一大气环境中,各类地貌梯度风速不同,地貌越粗糙,梯度风速越小。

(N)22.朗肯土压力理论中假设挡土墙的墙背竖直、光滑、填土面水平无超载。

(Y)23.在朗肯土压力理论的假设中,墙背与填土之间既无摩擦力也无剪力存在。

(Y)24.在朗肯土压力理论的假设中,墙背与填土之间虽然无摩擦力,但仍有剪力存在。

(N)25.土的自重应力为土自身有效重力在土体中引起的应力。

(Y)26.不但风的作用会引起结构物的共振,水的作用也会引起结构物的共振。

(Y)27.平均风速越大,脉动风的幅值越大,频率越高。

(N)28.风压是指风以一定的速度向前运动受到阻塞时对阻塞物产生的压力。

(Y)29.地震作用中的体波可以分为横波和纵波,两者均可在液体和固体中传播。

工程结构荷载与结构可靠度设计原理

工程结构荷载与结构可靠度设计原理

工程结构荷载与结构可靠度设计原理工程结构荷载是指在结构设计中所考虑的各种外部荷载,包括自重、活载、风荷载、地震荷载等。

这些荷载对于结构的安全性和可靠性有着至关重要的影响。

因此,在结构设计中,必须充分考虑荷载的大小、方向、作用时间等因素,以确保结构的安全性和可靠性。

结构可靠度设计原理是指在结构设计中,要考虑结构的可靠性,即在设计中要充分考虑各种不确定因素,如荷载、材料强度、结构几何形状等因素的不确定性,以确保结构在使用过程中的安全可靠性。

结构可靠度设计原理是结构设计的重要原则之一,它是保证结构安全可靠的基础。

在结构设计中,荷载是影响结构安全可靠性的重要因素之一。

荷载的大小、方向、作用时间等因素都会对结构的安全性和可靠性产生影响。

因此,在结构设计中,必须充分考虑荷载的大小、方向、作用时间等因素,以确保结构的安全性和可靠性。

除了荷载外,材料强度也是影响结构安全可靠性的重要因素之一。

材料强度的不确定性会对结构的安全性和可靠性产生影响。

因此,在结构设计中,必须充分考虑材料强度的不确定性,以确保结构的安全性和可靠性。

此外,结构几何形状也是影响结构安全可靠性的重要因素之一。

结构几何形状的不确定性会对结构的安全性和可靠性产生影响。

因此,在结构设计中,必须充分考虑结构几何形状的不确定性,以确保结构的安全性和可靠性。

综上所述,工程结构荷载与结构可靠度设计原理是结构设计中的重要原则之一。

在结构设计中,必须充分考虑荷载的大小、方向、作用时间等因素,以及材料强度和结构几何形状的不确定性,以确保结构的安全性和可靠性。

只有在结构设计中充分考虑这些因素,才能保证结构在使用过程中的安全可靠性。

《工程荷载与可靠度设计原理》习题解答

《工程荷载与可靠度设计原理》习题解答

《工程荷载与可靠度设计原理》习题解答1 荷载与作用1。

1什么是施加于工程结构上的作用?荷载与作用有什么区别?结构上的作用是指能使结构产生效应的各种原因的总称,包括直接作用和间接作用。

引起结构产生作用效应的原因有两种,一种是施加于结构上的集中力和分布力,例如结构自重,楼面的人群、家具、设备,作用于桥面的车辆、人群,施加于结构物上的风压力、水压力、土压力等,它们都是直接施加于结构,称为直接作用。

另一种是施加于结构上的外加变形和约束变形,例如基础沉降导致结构外加变形引起的内力效应,温度变化引起结构约束变形产生的内力效应,由于地震造成地面运动致使结构产生惯性力引起的作用效应等。

它们都是间接作用于结构,称为间接作用。

“荷载”仅指施加于结构上的直接作用;而“作用”泛指使结构产生内力、变形的所有原因。

1.2结构上的作用如何按时间变异、空间位置变异、结构反应性质分类?结构上的作用按随时间变化可分永久作用、可变作用和偶然作用;按空间位置变异可分为固定作用和自由作用;按结构反应性质可分为静态作用和动态作用。

1.3什么是荷载的代表值?它们是如何确定的?荷载代表值是考虑荷载变异特征所赋予的规定量值,工程建设相关的国家标准给出了荷载四种代表值:标准值,组合值,频遇值和准永久值.荷载可根据不同设计要求规定不同的代表值,其中荷载标准值是荷载的基本代表值,其它代表值都可在标准值的基础上考虑相应的系数得到。

2 重力作用2。

1 成层土的自重应力如何确定?地面以下深度z处的土体因自身重量产生的应力可取该水平截面上单位面积的土柱体的重力,对于均匀土自重应力与深度成正比,对于成层土可通过各层土的自重应力求和得到。

2.2 土压力有哪几种类别?土压力的大小及分布与哪些因素有关?根据挡土墙的移动情况和墙后土体所处应力状态,土压力可分为静止土压力、主动土压力和被动土压力三种类别。

土的侧向压力的大小及分布与墙身位移、填土性质、墙体刚度、地基土质等因素有关。

工程结构荷载与结构可靠度设计原理

工程结构荷载与结构可靠度设计原理

工程结构荷载与结构可靠度设计原理在工程设计中,结构的可靠性是一个非常重要的考虑因素。

结构的可靠性设计能够保证结构在设计寿命内能够安全可靠地承受荷载。

而荷载是指作用在结构上的外力,包括静荷载和动荷载。

本文将介绍工程结构荷载的分类以及结构可靠度设计的原理。

我们来看一下工程结构荷载的分类。

根据荷载的性质和作用方式,可以将工程结构荷载分为以下几类:1. 常规荷载:常规荷载是指在结构设计中必须考虑的荷载,包括自重、活载和风荷载等。

自重是指结构本身的重量,活载是指移动在结构上的荷载,如人员、设备、货物等,而风荷载是指风对结构产生的作用力。

2. 临时荷载:临时荷载是指在特定情况下结构承受的临时荷载,包括施工荷载和地震荷载等。

施工荷载是指在结构施工过程中作用在结构上的荷载,地震荷载是指地震时地震波对结构产生的作用力。

3. 异常荷载:异常荷载是指结构设计中可能遇到的非常规荷载,如爆炸荷载、冲击荷载等。

这些荷载需要特殊考虑和设计,以保证结构的安全可靠性。

接下来,我们来介绍结构可靠度设计的原理。

结构可靠度是指结构在设计寿命内能够安全可靠地承受荷载的能力。

结构可靠度设计的原理包括以下几个方面:1. 设计荷载的确定:设计荷载是指在结构设计中考虑的荷载。

确定设计荷载需要考虑结构所处的环境条件、使用要求和设计寿命等因素,以确保结构在设计寿命内能够承受预期的荷载。

2. 荷载效应的计算:荷载效应是指荷载对结构产生的影响。

荷载效应的计算需要考虑结构的几何形状、材料特性和边界条件等因素,以确定结构在荷载作用下的变形、应力和位移等。

3. 结构的可靠性分析:结构的可靠性分析是指通过对结构的荷载效应和结构的可靠性要求进行综合分析,以确定结构的可靠度。

可靠性分析需要考虑荷载的不确定性和结构的不确定性,以保证结构的可靠性。

4. 结构的可靠性设计:结构的可靠性设计是指根据结构的可靠性分析结果,对结构进行合理的设计和优化。

可靠性设计需要考虑结构的材料、截面形状和连接方式等因素,以保证结构在设计寿命内能够安全可靠地承受荷载。

工程结构荷载与可靠度设计原理-推荐下载

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答:根据超越概率将地震烈度分为以下几类:
多遇地震烈度:在50年内,超越概率为63.2%对应的烈度。

基本烈度:在50年内,超越概率为10%的地震烈度。

每一地区的基本烈度可查《中国地震烈度表》获得。

罕遇地震烈度:在50年内,超越概率为2-3%的地震烈度;
④设防烈度:是是否进行抗震设计的依据,是按国家批准权限审定的作为一个地区抗震设
三层剪切型结构在地震作用下的底
部最大剪力和顶部最大位移。

采用底部剪力法计算地震作用下结
构底部最大剪力和顶部最大位移。

【解】(1)①求有关参数
各阶地震影响系数
各阶振型参与参数
图计2-1 三层剪切型结构。

工程结构荷载与结构设计方法地震作用

工程结构荷载与结构设计方法地震作用
工程结构荷载与设计方法
(地震作用)
日本神户地震对结构物的破坏
日本神户地震对结构物的破坏
日本神户地震对结构物的破坏
日本神户地震对结构物的破坏
日本神户地震对结构物的破坏
日本神户地震对结构物的破坏
日本神户地震对结构物的破坏
日本神户地震对结构物的破坏
日本神户地震对结构物的破坏
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
单质点体系地震作用
单质点体系地震作用
单质点体系地震作用
单质点体系地震作用
单质点体系地震作用
单质点体系地震作用
单质点体系地震作用
单质点体系地震作用
单质点体系地震作用
单质点体系地震作用
单质体系地震作用
一、地球知识
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
地震基本知识
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单质点体系地震作用
多质点体系地震作用
多质点体系地震作用
多质点体系地震作用
多质点体系地震作用
多质点体系地震作用
多质点体系地震作用
多质点体系地震作用
多质点体系地震作用
课后小节与思考
课程提要
地震的有关知识 地震作用 多质点体系的地震作用
思考
地震反应谱的影响因素有哪些?设计用反应谱如何反映这些影响因素? 简述确定结构地震作用的底部剪力法和振型分解反应谱法的基本原理和步 骤。 何谓鞭端效应?地震作用计算时如何考虑这种效应?

荷载第5章地震作用资料

荷载第5章地震作用资料

砖石拱桥对拱腿位移敏感
桥两端的 塔已经倾 斜,桥面 扭曲变形 了,但大 震不倒
底 框 柱 端 破 坏
箍 筋 间 距 很 大, 未 加 密!
柱子突变(刚度突变)处折断
红圈内构件:节点先于梁柱的破坏。可见“强节点”的重要。

对于砖混结构,圈梁、构造柱十分重要。 应该全面取消预制板。 框架箍筋加密区等构造措施重要。 伸缩缝起到了很好的抗震作用。 加固措施应保证与原有建筑完整性。 结构延性对于抗震能力重要
工业厂房震害特点
厂房以排架结构为主,有部分框架、砖混结构。 排架柱一般完好,牛腿到屋顶柱有破坏。 混凝土桁架加混凝土大型屋面板屋盖破坏较重。 厂房维护结构破坏严重。 轻钢屋盖和轻钢维护结构破坏较轻。
结构顶部“鞭梢效应”
建筑物顶部突出部位的“鞭梢效应”被充分证实。 厂房结构顶部维护墙出平面构造、连接较差,出现了较多破坏。 很多建筑的顶部突出部位结构上完全无必要,建筑设计时应尽量避免。
(3) 面波质点的振动方向
瑞雷波(R波):传播时,质点在波的传播方向和地面法线组 成的平面内(xz)作逆向椭圆形运动,而在与xz平面垂直的水平 方向(y)没有振动,质点在地面上呈滚动形式。
洛夫波(L波):传播时,质点只在与传播方向相垂直 的水平方向(y)运动,在地面上呈蛇形运动形式。
面波特点:周期长,振幅大,只在地表附近传播,比体波 衰减慢,能传播到很远的地方。
(2)工程结构的破坏
地震对各类工程结构的破坏按破坏机理划分,主要表现在 承重结构强度不足、结构丧失整体性和地基失效等方面。
2.次生灾害
地震时建筑物或其它设施遭受破坏而导致的一系列继发性 灾害称为次生灾害。
次生灾害中首先是火灾,房屋倒塌后火源失控极易起火, 同时震后消防系统受损,火势得不到有效控制,酿成火灾。

地震作用和结构抗震验算分解共33页文档

地震作用和结构抗震验算分解共33页文档

地震作用和结构抗震验算分解
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵, 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法, 总体上 来说, 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日,便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持,法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例,它们 迅速累 聚,进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律,事物有规律,这是不 容忽视 的。— —爱献 生
Hale Waihona Puke 31、只有永远躺在泥坑里的人,才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭,生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍,就是一下子不要学很多。——洛克
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2. 地震能
一个7级地震,约相当于30枚2万吨TNT的原子弹爆炸所释放的能量。
地震规模增加1.0,则其释放能量增大31.6倍。 E2 / E1 = [1011.8+1.5(M+1)] / (1011.8+1.5M) = 101.5 = 31.6
地震规模与广岛原子弹爆炸威力之比较
地震规模 M
E=1011.8+1.5M
② Sa与阻尼比有关
③ Sa与地面运动( )有关
不同场地条件的地震反应谱图
不同震中条件的地震反应谱图
● 设计反应谱
用于设计应: ① ② ③
地震系数 考虑安全度等因素我国取
结构设计基准期内超越概率为10%的烈度水平
I:基本烈度(设防烈度)
“小震不坏,中震可修,大震不倒”
超越概率为63%
小震烈度 = 基本烈度 - 1.5 超越概率为2~3% 大震烈度 = 基本烈度 + 1
6 惊慌失措,仓皇 损坏—个别砖 0~0.1 河岸和松软土出现裂缝, 63
6
逃出
瓦掉落、墙体 微细裂缝
饱和沙层出现喷沙冒水。 (45~89) (5~9) 地面上有的砖烟囱轻度
裂缝、掉头
7 大多数人仓皇逃 轻度破坏—局 0.11~ 河岸出现塌方,饱和沙 125
13

部破坏、开裂, 0.30 层常见喷沙冒水。松软 (90~177) (10~18)
vsm:场地土平均剪切波速 dov:场地土覆盖层厚度
竖向运动 水平地震力计算
剪切波速小于500m/s 的场地土覆盖层厚度
第二节 单质点体系地震作用
• 单质点体系
当结构的质量相对集中在某一个确定位置 时,可将结构处理成单质点体系。
单质点体系简图
• 单质点体系地震反应
质点上三种力:
惯性力 阻尼力 弹性力
8.1
8.91 1023
1000
9/19/1985墨西哥市地震
3. 烈度
定义:某一特定地区遭受一次地震影响的强烈程度。

人的感觉

1 无感 2 室内个别静止中的人感觉 3 室内少数静止中的人感觉
中国地震烈度表
一般房屋
大多数房屋 平均震 震害程度 害程度
其他现象
参考物理指标
水平加速度 水平速度 (cm/s2) (cm/s)
波 面波:瑞雷波(R波)、洛夫波(L波)
各种波特点
P波
S波
波速

较快Biblioteka 周期 振幅短较短

较小
R波和L波 慢 长 大
32
2. 地震地面运动
对于地面上的某一点,当地震体波到达该点或面波经过该点时,就会引起该点 往复运动,此即地震地面运动。
因波的折射,体波传播到地面时,其行进方向将近似与地面垂直。
P波 → 上下运动 S波 → 前后、左右运动 R波 → 上下、前后运动 L波 → 左右运动
槽形钢骨钢筋混凝土建筑结构 中间层 (第二层)的破坏
日本神户大地震对土木工程结构的破坏
地震破坏的公路
在日本HigashiKobe 轮渡破坏的码头墙
2011年3月11日 日本东北部海域9.0级地震
海啸
日本福岛第一核电站1~4号机组发生核泄漏事故
16
第一节 地震基本知识
一、地震的类型与成因 1. 地震类型
2. 中国地震分布
① 台湾地区 ② 喜马拉雅山地区 ③ 西北地区
④ 天山地区 ⑤ 华北地区
⑥ 东南沿海地区
三、震级与烈度 1. 震级
定义:衡量一次地震规模大小的数量等级。
里氏震级
A:距震中100km处的 最大水平地面位移(µm)
M<2 2<M<4 M>5 M>7 M>8
微震 有感地震 破坏性地震 大地震 特大地震
11
12
严重破坏— 墙体龟裂、 局部倒塌, 复修困难
倒塌—大部 倒塌,不堪 修复
毁灭
0.51~0.70 0.71~0.90 0.91~1.0
干硬土上有许多地方 出现裂缝,基岩上可 能出现裂缝。滑坡、 塌方常见。砖烟囱出 现倒塌。
500 (354~707)
50 (36~71)
山崩和地震断裂出现。 1000
第5章 地震作用
主要内容
• 第一节 地震基本知识 • 第二节 单质点体系地震作用 • 第三节 多质点体系地震作用
汶川地震
时间:08年5月12日14:28 震中:四川汶川县 震级:8.0级
3
学校 破坏
医院 破坏
厂房 破坏
道路 破坏
桥梁 破坏
紫坪铺大坝损坏
(据林皋,2008)
坝顶防浪墙震损
动力系数
根据场地条件和震中距将地震记录分类,计算
每一类记录β(T)和平均谱(T)
• 相近场地及相近震中距的规则化地震反应谱如图 (不同地震记录)
地震影响系数
场地条件 震中距
5Tg
同类地震记录的平均动力系数谱
● 设计地震作用的计算
场地土越软、场地土越厚、 震中距越大,Tg值越大。
第三节 多质点体系地震作用
门、窗轻微 作响
悬挂物微动
4 室内多数人感觉。室外少数 门、窗作响 人感觉。少数人梦中惊醒。
悬挂物明显 摆动,器皿 作响
中国地震烈度表(续一)
5 室内普遍感觉。 门窗、屋顶、 室外多数人感觉。 屋架颤动作响, 多数人梦中惊醒。 灰土掉落,抹 灰出现微细裂 缝。
不稳定物翻倒
31 (22~44)
3 (2~4)
地震导致倾覆的城市高架道路 ( 1969年建成)
日本神户大地震对土木工程结构的破坏
由于液化引起地面的下沉
桥梁钢筋混凝土墩的剪切破坏
日本神户大地震对土木工程结构的破坏
日本Nishinomiya 港口桥震落的桥跨 由于柱的剪切破坏引起的铁路框架桥的坍塌
日本神户大地震对土木工程结构的破坏
普通木结构房屋的典型破坏
● 多质点体系
多质点体系简图
● 多质点体系地震反应
Δ 运动方程
Δ 自由振动特性 特征方程: 特征值方程: 频率: 振型:
振型的正交性: Δ 地震反应的振型分解
振型参与系数
● 振型地震作用
地震影响系数
● 振型组合
Δ 各振型地震作用→振型最大反应 Δ 振型最大反应不在同一时刻发生 Δ 平方和开方法
层数影响系数
n = 1时,χ = 1; n > 1时, χ=0.75~0.90,可近似取χ=0.85。
Δ 地震作用分布 Δ 高阶振型影响
【例5-2】 已知一个三层剪切型结构,如图5-22所示。已知该结构的各阶周期
和振型为 T1 0.433s,T2 0.202s,T3 0.136s,
0.301
100
基岩上的拱桥破坏。 (708~1414) (72~141) 大多数砖烟囱从根部
破坏或倒塌。
地震断裂延续很长。 山崩常见。基岩上拱 桥破坏。
地面剧烈变化、山河 改观
4. 烈度与震级的关系
一次地震只有一个震级,但不同的地点将有不同的烈度。 震中烈度与震级关系:
烈度衰减关系:
∆:震中距
h:震源深度
下游坡面干砌石 块松动并伴有向 下滑移
5-8
隧道的破坏
衬砌厚度30-35cm
5-9
新县城
新北川中学滑坡
老县城
王家岩滑坡
北川滑坡与城市破坏
5-10
(据黄润秋,2008)
日本神户大地震对土木工程结构的破坏
发生日期 : 1995年1月17日 震源深度 : 14 km 震级 : 7.2 破坏的主要原因是抵抗水平 地震力的剪切抗力不足
2
( 0.2 )0.9 0.202
0.16
0.159
3 0.16
T T
2 max 0.4 5 max
5Tg
[作业] 已知一个两层剪切型,如图所示,试分别采用振型分解反
应谱法和底部剪力法求该结构在地震作用下的底部最大剪力和
顶部最大位移。已知设计反应谱的有关参数为:Tg=0.2s、
b=0.9、amax=0.16。
震中附近,体波成分较多,面波成分较少,随着震中距增加,体波成分减 少,面波成分增加。
3. 地面运动强度与烈度的关系
平均关系:
4. 影响地面运动频谱的主要因素
两个因素:震中距、场地条件
土层软弱程度 土层覆盖层厚度
周期短的波在有阻尼介质中传播较易衰减
周期长的波可能发生共振
水平运动
场地特征周期(或卓越周期):
1
0.648
0.676
2.47
1.000
2
0.601
3
2.57
,设计反应谱的有关参数为:
Tg
0.2s,
1.000
1.000
b 0.9, max 0.16 。 采用振型分解反应谱法求该三层剪切型结构在
地震作用下的底部最大剪力和顶部最大位移。
1
(Tg T1
)0.9
max
( 0.2 )0.9 0.16 0.0798 0.433
三向地面运动 上下运动:由P波和R波引起 前后运动:由S波和R波引起 左右运动:由S波和L波引起
5-34
地震地面运动的记录
地震地面运动加速度记录
地面运动三要素:强度、频谱、强震时间
强弱程度
频率成分
对结构反复作用次数
一般两个方向水平地面运动的强度相等,而竖向地面运动的 强度一般小于 水平地面运动的强度。
相当于广岛原子弹 (20KT TNT)之个数
附注
4.0
6.31 1017
-
5.0
2.00 1019
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