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：10m

2.地貌:空旷平坦

3.公称风速时距：10min

4.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。

3.平均风速越小，脉动风的幅值越大，频率越高。

4.截面为圆形的物体不会发生呢驰振，非圆形或圆形截面上再附加其他形式的截面，才可能发生驰振。

地震灾害：

分类：直接灾害、此生灾害、诱发灾害。

地震术语：

震源：发震点。

震中：震源正上方的地面点。

震源深度：震中到震源的距离。

震中距：地面某处到震中的距离。

地震按震源深度分类：浅源地震、中源地震、深源地震

地震震级：衡量一次地震规模大小的数量等级。

地震烈度：某地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。

影响烈度的因素：震级、震中距、震源深度、地质构造和地基条件。（通常距震中越近，地震影响越大，烈度越高。）

地震波：

纵波：介质质点的震动方向与波的传播方向一致。（周期短，振幅小）^建筑物上下颠簸

横波：介质质点的震动方向与波的传播方向垂直。（周期长，振幅大，只能在固体中传播）^建筑产生水平摇晃

各种波的特点P波S波R波和L波波速快较快慢

周期短较短长

振幅小较小大

面波：建筑产生上下颠动和水平摇动。

场地卓越周期：引起建筑场地震动最显著的某条或某类地震波的一个谐波分量的周期。

振型分解反应谱法：利用地震反应谱计算各振型地震作用，以此按静力分析方法计算得到结构各振型反应最大值，再由各振型反应最大值估计结构地震反应最大值的一种实用方法。荷载的统计分析：

荷载分类：永久荷载、持久荷载、短时荷载。

结构抗力：指结构承受外加作用的能力。

影响结构抗力因素：材料性能的不定性、几何参数的不定性、计算模式的不定性。

结构可靠度基本概念：

结构功能的要求：

1.能承受在正常施工个正常使用下可能出现的各种作用。

2.在正常使用时具有良好的工作性能。

3.在正常维护下具有足够的耐久性。

4.在偶然事件具有良好的整体稳定性。

结构极限状态包括：承载能力极限状态、正常使用极限状态。

注：

1.一次地震只有一个震级，但可以有多个烈度。

2.地震波中的体波可以分为横波和纵波，横波只能在固体中传播。

3.地震竖向地面运动强度一般小于水平地面运动强度。

4.刚刚

5.结构的荷载效应是指作用在结构上的荷载所产生的内力、变形、应变等。

6.考虑到荷载不可能同时达到最大，所以在实际工程设计时，当出现两个或两个以上荷载时，应采用其荷载组合值。

7.目前结构设计所用材料强度值是具有一定保证率的材料强度值。

8.从使用上可以认为，无论随机变量为何种分布，结构构件抗力R均近似服从对数正态分布。

9.结构可靠指标越大，结构的可靠度越大，失效概率越小，结构越可靠。

10.对于超静定结构，挡结构的时效形态不唯一时，体系结构可靠度总小于或等于构件的可靠度。

11.当结构为串联模型时，结构中任意构件失效，则整个结构体系失效。

12.计算荷载效应时，永久荷载分项系数的取值应是其效应对结构不利且由可变荷载效应控制时取1.2.

13.核反应堆、大坝、海上采油平台宜采用概率可靠度的直接设计法。