工程结构荷载与可靠度设计原理
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1、背景介绍在工程领域中，结构可靠度设计是一项非常重要的任务。
结构可靠度设计原理是指在工程结构设计过程中，通过合理的荷载计算和结构分析，确保工程结构在预定使用寿命内能够满足安全可靠的要求。
本文将详细探讨工程结构荷载与结构可靠度设计原理的相关内容。
2、工程结构荷载的分类2.1 永久荷载永久荷载是指不随时间变化的静态荷载，包括结构自重、固定设备和附加设备的重量等。
在结构设计过程中，需要准确计算永久荷载的大小，以便正确评估结构的强度和稳定性。
2.2 变动荷载变动荷载是指随时间变化的荷载，包括活荷载、温度荷载、风荷载等。
这些荷载会对结构产生不同程度的影响，因此在设计中需要合理估计和考虑这些荷载的作用。
2.3 异常荷载异常荷载是指不常见但可能发生的荷载，如地震荷载、爆炸荷载等。
这些荷载通常具有较高的能量，并可能导致结构发生破坏。
在结构可靠度设计中，需要对这些异常荷载进行详细的分析和评估，以确保结构能够承受其作用。
3、工程结构荷载计算方法3.1 荷载标准工程结构荷载的计算需要依据相应的荷载标准。
不同国家和地区的荷载标准可能有所不同，设计者需要根据实际情况选择合适的荷载标准进行计算。
常见的荷载标准包括国家标准、行业标准和国际标准等。
3.2 荷载计算原理荷载计算是工程结构设计的关键步骤之一。
荷载计算的原理是根据结构的力学性质和荷载作用原理，通过建立合适的数学模型和计算方法，确定结构所受荷载的大小和作用方式。
在荷载计算过程中，需要合理选择荷载组合，并考虑荷载的不确定性因素，如荷载的变化范围、荷载作用时间等。
4、结构可靠度设计原理4.1 可靠度概念结构可靠度是指结构在使用寿命内满足安全可靠的要求的能力。
结构可靠度设计的目的是使结构在设计寿命内具有足够的可靠性，能够承受荷载的作用而不发生失效。
可靠度的计算可以采用不同的方法，如概率方法、极限状态设计方法等。
4.2 可靠度分析方法可靠度分析是结构可靠度设计的重要工具之一。
工程荷载与可靠度设计原理
工程荷载与可靠度设计原理1. 引言工程荷载与可靠度设计原理是工程设计中的重要内容，它涉及到工程结构的安全性和可靠性。
本文将从工程荷载和可靠度设计原理两个方面进行探讨，并介绍其在工程设计中的应用。
2. 工程荷载设计原理2.1 荷载类型工程荷载可以分为静载和动载两种类型。
静载是指固定在结构上的荷载，如自重、建筑物的永久荷载等；动载是指在结构上产生的变动荷载，如风荷载、地震荷载等。
2.2 荷载计算方法荷载计算是工程设计中的重要环节，它涉及到结构的稳定性和安全性。
常用的荷载计算方法有确定性设计方法和概率设计方法。
确定性设计方法是根据规范中给出的荷载数值进行计算，它适用于荷载具有确定性的情况。
概率设计方法则考虑了荷载的不确定性，通过概率统计的方法来确定荷载的设计值。
2.3 荷载标准荷载标准是指规范中对荷载进行规定的标准。
不同类型的工程有不同的荷载标准，如建筑物的荷载标准、桥梁的荷载标准等。
荷载标准的制定是为了保证工程结构的安全性和可靠性。
3. 可靠度设计原理3.1 可靠度概念可靠度是指工程结构在设计使用寿命内不发生失效的概率。
可靠度设计是为了保证工程结构在使用寿命内具有足够的可靠性。
3.2 可靠度设计方法可靠度设计方法主要有确定性设计方法和概率设计方法。
确定性设计方法是根据规范中给出的设计要求进行设计，它适用于可靠度要求较低的情况。
概率设计方法则考虑了结构的不确定性，通过概率统计的方法来确定结构的可靠度。
3.3 可靠度评估可靠度评估是对工程结构进行可靠度分析和评估，以确定其可靠性是否满足设计要求。
常用的可靠度评估方法有静态可靠度分析、动态可靠度分析等。
4. 工程荷载与可靠度设计的应用4.1 建筑结构设计在建筑结构设计中，工程荷载与可靠度设计是不可或缺的环节。
通过合理计算荷载和确定可靠度要求，可以保证建筑物的结构安全可靠。
4.2 桥梁设计桥梁是工程结构中的重要组成部分，其设计需要考虑荷载和可靠度。
合理计算桥梁荷载和进行可靠度评估，可以确保桥梁的安全性和使用寿命。
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是工程设计中非常重要的一个环节，它直接关系到工程结构的安全性和可靠性。
在工程结构设计中，荷载是指作用在结构上的外部力和力矩，而可靠度设计原理则是指在结构设计中考虑结构的荷载和材料的强度等因素，从而确保结构在使用过程中能够满足安全可靠的要求。
首先，工程结构荷载包括静荷载和动荷载两种类型。
静荷载是指作用在结构上的恒定力或力矩，如自重、建筑物本身的重量、墙体的荷载等；动荷载是指作用在结构上的变化力或力矩，如风荷载、地震荷载、交通荷载等。
在设计工程结构时，需要对不同类型的荷载进行准确的计算和分析，以确保结构在受到各种荷载作用时能够保持稳定和安全。
其次，可靠度设计原理是指在结构设计中考虑结构的荷载和材料的强度等因素，从而确保结构在使用过程中能够满足安全可靠的要求。
在工程结构设计中，需要对结构的荷载、材料的强度、结构的变形、破坏机制等因素进行全面的分析和计算，以确定结构的安全系数和可靠度水平。
通过合理的设计和施工措施，可以提高工程结构的安全性和可靠性，减少事故的发生概率，保障人员和财产的安全。
此外，工程结构荷载与可靠度设计原理还涉及到结构的设计标准、设计规范和检验方法等方面。
在设计工程结构时，需要严格遵守相关的设计标准和规范，对结构的荷载和可靠度进行评估和检验。
同时，需要采用先进的计算方法和分析工具，对结构的受力性能和可靠度进行全面的评估和验证，以确保结构在使用过程中能够满足安全可靠的要求。
总之，工程结构荷载与可靠度设计原理是工程设计中至关重要的一个环节，它直接关系到工程结构的安全性和可靠性。
只有充分理解和应用这些设计原理，才能够设计出安全可靠的工程结构，为人们的生活和生产提供更加稳定和可靠的保障。
因此，在工程设计中需要高度重视工程结构荷载与可靠度设计原理，不断提高设计水平和技术水平，为社会的可持续发展做出积极的贡献。
工程结构荷载与可靠度设计原理知识点
工程结构荷载与可靠度设计原理知识点荷载：由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力，如重力、土压力、水压力、风压力。
效应：结构的内力、位移、变形、应力、应变、裂缝、速度、加速度等。
作用：将能使结构产生效应的各种因素称为作用。
直接作用：直接作用在各种结构上的各种荷载。
间接作用：能够引起结构内力，变形效应的非直接作用因素，如地震、温度变化、基础不均匀沉降。
作用的分类：随时间的变异分：永久作用、可变作用、偶然作用。
随空间位置的变异：固定作用、可变作用。
结构的反应分类：静态作用、动态作用。
注：1.严格意义上讲，只有直接作用才能称为荷载。
2.土压力、风压力和水压力是荷载，由爆炸、离心作用等产生的作用在物体上的惯性力也是荷载。
3.按照间接作用的定义，温度变化、基础不均匀沉降为间接作用。
4.直接作用和间接作用都能引起结构效应。
雪荷载：单位面积地面上积雪的自重。
基本雪压：指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。
（基本雪压是针对地面上的积雪荷载定义的）雪重度是一个随时间和空间变化的量。
最大雪深和最大雪重度不同时出现。
屋面血压影响因素:风、屋面形式、屋面散热。
汽车荷载：包括车辆荷载和车道荷载。
汽车荷载：考虑车的排列方式，以集中荷载形式作用于车轴位置。
车道荷载：不考虑车的排列方式，等效为均布荷载。
公路桥涵上的车辆荷载有车列荷载和车道荷载两种形式。
风压：当以一定速度向前运动遇到阻碍时，对阻碍物产生的压力。
基本风压：按规定的高度、地貌、时距、等量测的风速所确定的风压称为基本风压。
基本风压规定：1.标准高度：10m2.地貌:空旷平坦3.公称风速时距：10min4.最大风速的样本时间：1年5.基本风速的重现期：一般为几十年横向风风力系数：注：1.我国现行《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012规定基本风压的标准高度为10m。
2.地面越粗糙，风速变化越慢，梯度风高度越高；反之，风速变化越快，梯度风高度越小。
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。
《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 什么就是施加于工程结构上的作用？荷载与作用有什么区别？结构上的作用就是指能使结构产生效应的各种原因的总称,包括直接作用与间接作用。
引起结构产生作用效应的原因有两种,一种就是施加于结构上的集中力与分布力,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,它们都就是直接施加于结构,称为直接作用。
另一种就是施加于结构上的外加变形与约束变形,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。
它们都就是间接作用于结构,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、可变作用与偶然作用;按空间位置变异可分为固定作用与自由作用;按结构反应性质可分为静态作用与动态作用。
1、3 什么就是荷载的代表值？它们就是如何确定的？荷载代表值就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,频遇值与准永久值。
荷载可根据不同设计要求规定不同的代表值,其中荷载标准值就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与得到。
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与墙后土体所处应力状态,土压力可分为静止土压力、主动土压力与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。
2023年工程结构荷载与可靠度设计原理复习概要(最新版整理)
工程结构荷载与可靠度设计原理复习概要1.设计基准风速：桥梁所在地区开阔平坦的条件下，地面以上10m高度、重现期100年、10min平均的年最大风速。
2.涡激共振：风经过结构时产生漩涡脱落，当漩涡脱落频率与结构的自振频率接近或相等时，由涡激力所激发出得结构的一种共振现象。
3.颤振：振动的桥梁或构件由于气流的反馈作用不断吸取能量，扭转振幅逐步或突然增大的发散性自激振动失稳现象。
4.抖振：在风的脉动力、上游构造物尾流的脉动力或风绕流结构的紊流脉动力的作用下，结构或构件发生的一种随机振动现象。
5.风雨激振：拉索或吊索在风和雨的作用下发生的一种驰振现象。
6.结构延性：延性抗震设计时，允许发生塑性变形的构件。
7.常规桥梁：包括单跨跨径不超过150m的圬工或混凝土拱桥、下部结构为混凝土的桥梁。
8.时程分析：由结构基本运动方程输入地震加速度记录进行积分，求得整个时间历程内结构地震作用效应的一种结构动力计算方法。
9.能力设计：为确保延性抗震设计桥梁可能出现塑性铰的桥墩的非塑性铰区、基础和上部结构构件不发生塑性变形和剪切破坏，必须对上述部位、构件进行加强设计，以保证非塑性铰区的弹性能力高于塑性铰区。
10.可靠度:指结构可靠性概率量度，结构在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的概率。
11.结构耐久性:在设计确定的环境作用和养护、使用条件下，结构及其构件在设计年限内保持其安全性和适用性的能力。
12.承载能力极限状态：对应于结构或构件达到最大承载能力或不适于继承的变形的状态。
13.正常使用极限状态：对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值状态。
14.作用的设计值:作用的代表值与作用分项系数的乘积。
15.作用的代表值：极限状态设计采用的作用值。
可以是作用的标准值或可变作用的伴随值。
16.荷载效应及作用组合:作用在结构上的荷载Q对结构产生的内力变形和裂缝等的总称，称为荷载效应。
在不同作用的同时影响下，为验证某一极限状态的结构可靠度而采用的一组作用设计值为作用组合。
工程荷载与可靠度设计原理
工程荷载与可靠度设计原理
工程荷载是指在工程建设过程中，作用在结构物上的各种力、力矩和反力。
在工程设计中，合理地确定工程荷载是确保工程结构安全可靠的重要因素。
可靠度设计则是指在进行工程设计时，考虑到各种可能出现的不确定因素，通过一定的数学方法和技术手段，使工程结构的可靠度达到规定的要求。
在工程设计中，确定工程荷载的过程是十分复杂的。
因为在实际工程中，荷载的大小和作用的方式往往是不确定的，而且还受到环境、材料和施工等多种因素的影响。
因此，在确定工程荷载时，需要考虑到可能的不确定因素和风险，以及可能的荷载变化情况。
在此基础上，通过一定的计算方法和技术手段，确定工程结构所需的荷载，以保证工程结构的安全可靠性。
而可靠度设计则是指在进行工程设计时，考虑到各种不确定因素和风险因素，以及工程结构的可靠度要求，确定工程设计方案。
在可靠度设计中，需要进行可靠度分析，以评估工程结构的可靠度。
可靠度分析通常采用概率统计方法，通过对各种因素和风险的计算和分析，确定工程结构的可靠度，并进行相应的设计调整和优化。
总之，工程荷载和可靠度设计是工程设计中不可或缺的两个方面，它们的确定和分析对于工程结构的安全可靠性至关重要。
通过合理地确定工程荷载和进行可靠度设计，可以有效地提高工程结构的安全性和可靠性，确保工程的长期稳定运行。
工程荷载与可靠度设计原理9 结构可靠度分析与计算
Z
Z } Z
此时转化为标准正态分布
第一节 结构可靠度基本原理
令
Y Z Z
Z
Z Z
1 (1 p f )
有
p f P{Y } ( ) 1 ( )
式中 （）——标准正态分布函数； -1（）——标准正态 分布函数的反函数。 将 代替pf作为度量结构 可靠性的数量指标（可靠 指标）
第一节 结构可靠度基本原理
（2）正常使用极限状态 对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规 定限值。该状态为： 1）影响正常使用或外观的变形； 2）影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）； 3）影响正常使用的振动； 4）影响正常使用的其他特定状态。 按不同的极限状态采用相应的可靠度水平进行结构设计。
第一节 结构可度基本原理
失效概率计算
已知R和S的联合概率密度函数为fRS（r，s），则结 构的失效概率为
p f P{Z 0} P{R S 0} f RS (r，s)drds
r s
假定R、S相互独立，相应的概率密度函数为fR（r） 及fS（s），则有
pf f（s）drds [ f（r）
第一节 结构可靠度基本原理
三、功能函数和极限状态方程 结构某一功能对应的结构功能函数为
Z g（X 1，X 2， ，X n）
其中Xi（i=1,2,…,n）表示影响该功能的基本变量（如各 种作用、材料性能、几何参数等）等。 该功能函数可简化为
Z g（R，S） RS
S——作用效应方面的基本变量组合成的综合作用效应； R——抗力方面的基本变量组合成的综合抗力。
第一节 结构可靠度基本原理
可靠指标 和失效概率pf 之间的对应关系
工程结构荷载与可靠度设计原理复习提纲
2）当其效应对结构有利时 >一般情况应取；对结构的倾覆、滑移或漂浮验算时，应取. ●可变荷载的分项系数Qi γ 一般应取；对标准值大于24/kN m 的工业房屋楼面结构的活载应取. （2）正常使用极限状态设计表达式S C ≤ 式中 C —结构或结构构件体达到正常使用要求的规定限值，例如变形、裂缝、振幅、加速度、应力等的限值。
说明： :（1）对于标准组合 12nGk Q k ciQiki S S S S ϕ==++∑（2）对于频遇组合 112nGk f Q k qiQik i S S S S ϕϕ==++∑（3）对于准永久组合 1nGk qiQik i S S S ϕ==+∑其中 ci ϕ—可变荷载i Q 的组合值系数；1f ϕ—可变荷载i Q 的频遇值系数；qi ϕ—可变荷载i Q 的准永久值系数对于一般住宅和办公楼的楼面活荷载，其组合值、频遇值和永久值系数分别为、、；对于风荷载，其组合值、频遇值和永久值系数分别为、、0.2.（1）由于各国荷载和抗力标准值确定的方式不同，设计目标可靠度的水准也有差异，因此不同国家结构设计表达式的分项数值取值均不一致。
（2）各个国家的荷载分项系数、抗力分项系数和荷载标准值和抗力标准值是配套使用的，它们作为设计表达式中的一个整体有确定的概率可靠度意义。
千万不能采用一个国家的荷载标准或抗力标准值，而套用另一个国家的设计表达式进行结构设计。
*计算题1.已知某挡土墙高度H =8.0m,墙背竖直、光滑，填土表面水平。
墙后填土为无黏性中砂，重度γ=3/m kN ,有效内摩擦角ϕ=30°。
试计算作用在挡土墙上的静止土压力0E 和主动土压力a E 。
【解】（1）静止土压力0E =0221K H γ=2118.08(1cos 30)2⨯⨯⨯-=m kN /0E 点位于距墙底H /3=2.67m 处。
（2）主动土压力a E =a K H 221γ=)23045(tan 80.182122-⨯⨯⨯=192m kN / a E 点位于距墙底H /3=2.67m 处。
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
工程荷载与可靠度设计原理工程荷载与可靠度设计原理1. 引言工程荷载与可靠度设计原理是在工程设计中非常重要的一部分。
在工程中，荷载是指在结构体上作用的力、力矩或其他外部作用。
可靠度设计原理是指在工程设计中考虑到结构的可靠性和安全性的设计原则。
本文将对工程荷载与可靠度设计原理进行解释。
2. 工程荷载工程荷载是指在工程中作用在结构体上的力、力矩或其他外部作用。
工程荷载包括静载荷和动载荷两种类型。
静载荷是指作用在结构上的静态力、力矩或其他力的作用，如自重、外部荷载等。
动载荷是指作用在结构上的动态力、力矩或其他力的作用，如风荷载、地震荷载等。
3. 荷载的分类荷载可以按照不同的分类方式进行划分，常见的分类方式有静态荷载和动态荷载，永久荷载和可变荷载等。
静态荷载是指在结构体上作用的静态力、力矩或其他外部作用。
静态荷载是恒定的，不会随时间变化。
动态荷载是指在结构体上作用的动态力、力矩或其他外部作用。
动态荷载是随时间变化的，如风荷载、地震荷载等。
永久荷载是指在结构体上永久存在的荷载，如自重、地基压力等。
永久荷载在结构设计中需要充分考虑，因为它们对结构的稳定性和承载能力有重要影响。
可变荷载是指在结构体上随时间变化的荷载，如人员活动荷载、交通荷载等。
可变荷载在结构设计中也需要考虑，因为它们会对结构的疲劳性能和动力响应产生影响。
4. 荷载计算与规范荷载计算是指根据工程实际情况和规范要求，对结构体上的荷载进行计算和分析的过程。
荷载计算需要考虑结构的承载能力、安全性和可靠性等因素。
荷载计算需要参考相关的规范和标准，如国家标准、行业标准等。
这些规范和标准提供了荷载计算的方法和要求，以确保结构的安全性和可靠性。
在荷载计算中，通常需要考虑不同荷载的组合作用，如永久荷载和可变荷载的组合、静态荷载和动态荷载的组合等。
这些组合荷载需要根据规范要求进行计算和分析。
5. 可靠度设计原理可靠度设计原理是指在工程设计中考虑结构的可靠性和安全性的设计原则。
工程结构荷载与可靠度设计原理-完整版
2021/3/4
§2.4 车辆荷载
➢ 公路车辆荷载 • 汽车荷载分为两个等级：公路Ⅰ级和公路Ⅱ级； • 对于桥梁结构的整体计算，汽车荷载采用车道荷
载；对于桥梁的局部加载； • 对于涵洞、桥台和挡土墙压力等的计算，汽车荷
载采用车辆荷载。 • 对于多车道桥涵，可根据多个车道上同时出现最
变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计。例 如，结构自重、土压力、水压力、预加应力、基 础沉降、焊接等。 （2）可变作用：在结构设计基准期内其值随时间变 化，且其变化与平均值相比不可忽略。例如，车 辆重力、人员设备重力、风荷载、雪荷载、温度 变化等。 （3）偶然作用：在结构设计基准期内不一定出现而 一旦出现其量值很大且持续时间较短。例如，地 震。
• 作用—能使结构产生效应的各种因素总称为作用；
• 直接作用—直接作用在结构上的各种荷载； • 间接作用—能引起结构内力、变形等效应的非直接
作用因素，如地震、温度变化、基础不均匀沉降等。
2021/3/4
§1.1 荷载与作用
直接作用
作用
2021/3/4
间接作用
狭义荷载
广义荷载
§1.2 作用的分类
1. 按随时间的变异分类 （1）永久作用：在结构设计基准期内其值不随时间
hi
i
2021/3/4
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
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第五版
工程结构荷载与可靠度设计原理第五版工程结构荷载与可靠度设计原理是结构工程领域的重要课题，其设
计原理是建立在对荷载和可靠度分析的基础上的。
本书第五版详细介
绍了工程结构荷载和可靠度的设计原理，涵盖了以下内容：
一、荷载设计原理
1. 荷载的种类和类型：本书对静力荷载和动力荷载进行了详尽的阐述，如静力荷载包括自重荷载、活荷载和附加荷载，动力荷载包括风荷载、地震荷载和水荷载等。
2. 荷载参数的计算方法：包括荷载的作用点、作用方向、强度等参数
的计算方法，以保证对荷载的准确描述。
3. 荷载的组合：本书介绍了不同荷载的组合方式，如极限状态荷载组
合和现行规范荷载组合等，以满足不同设计要求的需要。
二、可靠度设计原理
1. 可靠度基础知识：本书阐述了可靠度的基础知识，包括可靠度的定义、评估方法、可靠度指标和可靠度设计的概念等。
2. 可靠度分析方法：针对不同的结构，本书介绍了可靠度分析方法，
如试验数据法、统计数据法、分析法等，以分析结构可靠度。
3. 可靠性指标的确定：介绍了确定可靠性指标的方法，包括可靠指标的计算、核定方法以及对极限状态下的可靠性指标的分析等。
4. 可靠度优化设计：在满足结构安全性的前提下，本书介绍了如何通过可靠度优化设计，使结构更为经济、合理。
其中包括对可靠性指标的优化和对结构参数的优化等。
综上所述，工程结构荷载与可靠度设计原理第五版是一本详尽阐述工程结构荷载和可靠度设计原理的专业书籍，对于结构工程领域的专业人士和学生具有重要的参考价值。
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《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。
（N）二．选择题1.车辆荷载属于（2）（4）（7）。
风荷载属于（2）（4）（7）。
地震属于（3）（5）（7）。
基础沉降属于（1）（6）。
（1）永久作用（2）可变作用（3）偶然作用（4）直接作用（5）间接作用（6）静态作用（7）动态作用2.下面几个物理量中，表征地面运动强弱程度的有（1）（2）（3）（4）。
（1）强度（2）频谱（3）强烈振动的持续时间（4）最大振幅3.在相同基本风压和高度的前提下，哪一种地理环境下风压最大（1）。
（1）海岸、湖岸、海岛地区（2）中小城市（3）大城市市郊（4）大城市市区5.当结构处在（1）（3）围，结构会发生横向共振。
（1）亚临界围（2）超临界围（3）跨临界围（4）上述三种围均会发生6.结构可靠度定义中所说的结构规定的时间应为（4）。
（1）10年（2）30年（3）40年（4）50年8.混凝土的徐变是（4）沿着受力方向发生的塑性变形。
（1）在交变荷载作用下（2）在冲击荷载作用下（3）在振动荷载作用下（4）在长期静荷载作用下10.测得某次地震的震级为M=3，则下列哪一种说法是正确的？（3）（1）震中处的地面运动幅值为0.001m（2）距震中100Km处的地面运动幅值为0.001m（3）距震中100Km处的最大水平地面运动幅值为0.001m（4）距震中100Km处的最大竖向地面运动幅值为0.001m11．预应力属于（A B C）。
温度变化属于（B）。
A永久作用B静态作用C直接作用D 动态作用12.我国建筑结构荷载规规定的基本风压的地貌为（C）。
A 空旷的山地丘陵B 中小城镇B空旷平坦地面C大城市市区14.以下几项中属于间接作用的是（C）A 土压力B离心力C地震D风压力14.以下几项中属于间接作用的是（D）A 风压力B离心力C土压力D温度变化16.车辆荷载属于（B C）。
基础沉降属于（A D）A永久作用B 可变作用C直接作用D间接作用17.设防烈度一般定义为设计基准期超越概率为（B）的水平A 5％B 10％C 15％D 30％18.一般情况下，地下室外墙所受的土压力为（C）A 主动土压力B 被动土压力C 静止土压力D 不能确定20.以下几项中属于间接作用的有（C）A 离心力B 土压力C 基础不均匀沉降D 水压力21.我国基本雪压分布图是按照（C）一遇的重现期确定的。
A 10年B 30年C 50年D 100年22.地震属于（B）。
风荷载属于（C D）。
A 永久作用B 偶然作用C 可变作用D 直接作用23.当结构设计基准期为（D）时，中震即为基本烈度地震影响。
A 10年B 30年C 40年D 50年24.我国建筑结构荷载规规定基本风压的标准高度为（B）。
A 5mB 10 mC 15 mD 20 m26．在相同基本风压和高度的前提下，（C）地理环境下的风压最小。
A 海岸、湖岸、海岛地区B 中小城镇C 大城市中心D大城市市郊27.地震属于（B E F），风荷载属于（C D E）。
A 永久作用B 偶然作用C 可变作用D 直接作用E动态作用F间接作用G 静态作用28.当（B）波的周期与场地土的特征周期一致时，会发生共振反应。
A 纵波B 横波C 瑞雷波D洛夫波E以上四种波三．填空题1.我国“建筑荷载规”规定：基本风压的标准高度为10ｍ，标准地貌为空旷平坦地貌，标准时距为10分钟，最大风速的样本时间为1年，重现期为50年。
2.世界上主要的地震带主要环太平洋地震带和欧亚地震带，这种地震带状分布可以通过板块构造理论来解释。
3.爆炸的空气冲击波对结构产生的荷载主要有冲击波超压和冲击波动压4.土的侧向压力分为静止土压力、主动土压力和被动土压力。
地下室外墙产生静止土压力，拱桥桥台背后的土产生被动土压力，基坑开挖时，围护结构背后的土产生主动土压力。
5．一般直墙上的波浪荷载应按三中波浪进行设计，这三种波分别是立波、近区破碎波和远区破碎波。
7.地震波可以分为体波和面波，其中，体波又分为纵波和横波，面波分为瑞雷波和洛夫波。
8.按照结构的反应分类，作用可以分为静态作用和动态作用。
9．车辆重力荷载标准有两种形式：分别为车列荷载和车道荷载。
10.造成屋面雪压与地面积雪不同的主要原因有风对屋面积雪的影响、屋面坡度对积雪的影响和屋面温度对积雪的影响。
11.基本风压通常应符合以下五个规定：标准高度的规定、地貌的规定、公称风速的规定、最大风速的样本时间和基本风速的重现期。
12.表征地面运动特征的主要物理量主要有：强度、频谱和强震持续时间。
14.按荷载随时间的变异，可把荷载分为永久作用、可变作用和偶然作用三种。
15.按荷载随空间位置的变异，可把荷载分为固定作用和可动作用。
四．简答题1.荷载与作用在概念上有何不同？2.计算楼面活荷载效应时，为什么当活荷载影响面积超过一定数值需要对均布活荷载取值加以折减？3.基本风压是如何定义的？4.说明影响基本风压的主要因素。
5.计算顺风向风效应时，为什么要区分平均风与脉动风？6.说明风载体型系数、风压高度变化系数、风振系数的意义。
7.解释横风向风振产生的原因。
8.在什么条件下需要考虑结构横风向风效应？10.震级与烈度有何差别？有何联系？11.地震反应谱的实际是什么？12.影响地震反应谱的主要因素有哪些？1.简要回答地震震级和烈度的差别与联系答：①地震震级是衡量一次地震规模大小的数量等级。
②地震烈度是某一特定地区遭受一次地震影响的强弱程度。
③一次地震发生，震级只有一个，然而在不同地点却会有不同的地震烈度，但确定地点上的烈度是一定的，且定性上震级越大，确定地点上的烈度也越大。
④震中一般是一次地震烈度最大的地区，其烈度与震级有关。
在环境条件基本相同的情况下，震级越大，震中烈度越高⑤震中烈度与震级近似关系：0321I M ⋅+=；非震中区，烈度与震级的关系： ()1lg 323210+∆⋅⋅+⋅+=h C I M 。
3.简要说明结构的荷载与荷载效应有何区别与联系答：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。
效应：作用在结构上的荷载使结构产生力、变形。
例：应力、应变、位移、速度。
4.说明基本风压应符合的规定答：基本风压通常应符合以下五个规定。
①标准高度的规定。
我国《建筑结构荷载规》规定以10m高为标准高度。
②地貌的规定。
我国及世界上大多数规定，基本风速或基本风压按空旷平坦地貌而定。
③公称风速的时距。
规定的基本风速的时距为10min。
④最大风速的样本时间。
我国取1年作为统计最大风速的样本时间。
⑤基本风速的重现期。
我国规定的基本风速的重现期为30年。
6.直接荷载与间接荷载的区别答：①能使结构产生效应得各种因素总称为作用；将作用在结构上的因素称为直接作用；②不是作用，但同样引起结构效应的因素称为间接作用；③直接荷载为狭义的荷载，广义的荷载包括直接荷载和间接荷载。
7.简述屋面形式对雪压的影响答：风对屋面积雪的影响：①漂积作用：在下雪过程中，风会把部分将飘落在屋顶上的雪积到附近的地面上或其它较低的物体上。
②具有高低跨屋面的情况下，高屋面的雪吹落在较低屋面上。
在低屋面上形成局部较大的漂积荷载。
屋面坡度对积雪的影响：由于风的作用和雪的滑移特征，坡度越大，滑落的雪越多，雪压越小。
受日照时间的不同，引进屋面积雪分布系数不同。
屋面温度对鸡血的影响。
8.土压力的影响因素答：墙体的形式与刚度，墙背竖直、墙背倾斜受压力形式不同。
①不同刚度的墙体抵抗土压力产生的变形不同；②墙后土体的性质，墙后土体的重度不同，产生的应力不同；③填土面的形式，水平和倾斜不同，相当于水平地面上加一附加压力；④外施荷载的形式，均布荷载，基坑侧向地面上有已建建筑不同；例如：局部均布荷载，在基坑侧的地面局部布建筑；可变荷载，地面施工机械、车辆荷载；集中荷载，山坡建水塔，雷达站。
9.静止土压力、主动土压力形成机理答：静止土压力：支挡结构在土压力作用下不产生任何方向的位移或转动，保持原有位置，墙后土体没有破坏，土体处于弹性平衡状态。
此时墙背土压力为静止土压力。
主动土压力：支挡结构在土压力作用下，向墙移动或转动，墙后土压力逐渐减小，当达到某一位置时，墙后土体压力减小，当达到某一位移时，墙后土体开始下滑，作用在挡土墙上的土压力最小，滑动契体体应力处于主动极限平衡状态，此时作用在墙背上的土压力成为主动土压力。
10.朗肯土压力理论的基本假设答：朗肯土压力理论的基本假设:①对象为弹性半空间土体；②地基土具有水平界面，一定的深度和广度；③假定土体为弹性介质，符合广义虎克定律；④不考虑挡土墙及回填土的施工因素，不扰动土体，不改变其自然的应力状态；挡土墙墙背竖直，光滑，填土面水平，无超载。
墙背与土体不产生摩擦力，无剪应力作用，无超载，水平向无剪应力，使土体在竖向和水平向应力的主应力状态。