第1章 荷载与作用
2012荷载作业
第一章荷载类型1、荷载与作用的概念?2、说明直接作用与间接作用的区别?3、作用(或荷载)的分类? 5、结构设计的目标是什么?4、按随时间的变异分类,作用可分为永久作用、可变作用和偶然作用,说明每一种作用具体包括哪些作用?(p2)第二章重力1、土的重度与有效重度有何区别?2、影响基本雪压的主要因素有哪些?3、说明影响屋面雪压的主要因素?4、概念:基本雪压土的自重应力雪压楼面活荷载5、我国是按年一遇确定的基本雪压分布图。
6、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对均布活荷载取值加以折减?7、车辆荷载的标准形式有哪两种? 8、影响雪重度的因素?注:要求会计算双坡屋面的雪荷载标准值,会计算传递到梁墙柱上的楼面活荷载标准值的大小。
第三章侧压力1、土的侧压力的定义。
2.根据挡土墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态,土压力可分为哪几类?并说明他们各自的定义。
3、侧压力包括哪些力?第四章风荷载1、说明风速与风压的关系?2、概念:风压基本风压风剖面(p44)3、基本风压通常应符合哪五项规定?4、说明影响基本风压的主要因素?5、顺风向平均风与脉动风的联系与区别?(p21)6、顺风向总风压的表达式并说明表达式中各字母的含义。
7、说明风载体型系数、风压高度变化系数、风振系数的意义。
8、在什么条件下需考虑结构横风向风效应?9、解释结构风致驰震现象。
10、计算题:教材例4-1和例4-3、4-4。
注:要求会计算风荷载标准值(p180)第五章地震作用1、地震有哪些类型?2、构造地震是怎样产生的?3、震级与烈度的概念?4、震级与烈度的关系?(P75)5、表征地面运动特征的主要物理量有哪些?(p78)6、影响地面运动频谱的主要因素有哪些?(p79)7、地震反应谱的实质是什么?(p82)8、影响地震反应谱的主要因素有哪些?9、我国设防烈度、基本烈度的定义9、说明振型分解反应谱法的主要理论基础。
10、说明底部剪力法的计算基本假定。
荷载与与结构设计原则复习
荷载与与结构设计原则复习第一章荷载类型1.荷载类型:1.荷载与作用:荷载、直接作用、间接作用、效应2.作用的分类:按随时间的变异、随空间位置的变异和结构的反应分类例如:1、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、由各种环境因素产生的间接作用在结构上的各种力称为荷载。
(×)3、什么是荷载? (荷载的定义是什么?)?)答:由各种环境因素产生的直接作用在结构的各种力称为荷载。
4、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不是荷载。
(×)5、什么是效应?答:作用在结构上的荷载使结构产生的内力、变形、裂缝等就叫做效应。
6、什么是作用?直接作用和间接作用?答: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。
可归结为作用在结构上的力的因素称为直接作用;不是作用力但同样引起结构效应的因素称为间接作用。
7、只有直接作用才能引起结构效应,间接作用并不能引起结构效应。
(×)8、严格意义上讲,只有直接作用才能称为荷载。
(√)9、以下几项中属于间接作用的是C C10、预应力属于 A 。
温度变化属于 B 。
A、永久作用B、静态作用C、直接作用D、动态作用第二章重力1.重力(静载)1)结构自重2)土的自重应力3)雪荷载(基本雪压、雪重度、屋面的雪压)例如:1、基本雪压是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。
(√)2、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3、虽然最大雪重度和最大雪深两者有很密切的关系,但是两者不一定是同时出现。
(√)4、造成屋面积雪与地面积雪不同的主要原因有:风、屋面形式和屋面散热等。
2.重力(活载)1)车辆荷载:公路车辆荷载(车道荷载、车列荷载)、列车荷载2)楼面活荷载例如:1、车列荷载与车道荷载有什么区别?答:车列荷载是把大量经常出现的汽车荷载排列成车列的形式作为设计荷载。
工程荷载习题答案
《荷载与设计原则》习题答案第1章荷载与作用一、填空题1.作用是施加在结构上的一组集中力或分布力,或引起结构外加变形或约束变形的原因。
2.作用是使结构或构件产生效应的各种原因。
3.结构上的作用可分为直接作用和间接作用,荷载是直接作用。
4.施加在结构上的集中力或分布力称为直接作用,与结构本身性能无关;引起结构外加变形或约束的原因称为间接作用,该作用的大小与结构自身的性质有关.5.土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。
它既指工程建设的对象,也指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等专业技术。
6.土木工程结构是指由若干个构件组成的受力体系,是土木工程的骨架,也是它们赖以存在的基础。
它的主要功能是承受工程在使用期间可能出现的各种荷载并将它们传递给地基。
7.现代土木工程的建造必须经过论证策划、设计、施工 3个主要环节。
8.土木工程设计包括功能设计和结构设计 . 功能设计是实现工程建造的目的、用途;结构设计是决定采用怎样形式的骨架将其支撑起来,怎样抵御和传递作用力,各部分尺寸如何,用什么材料制造等等。
9.工程结构设计是在工程结构的可靠与经济、适用与美观之间,选择一种最佳的合理的平衡,使所建造的结构满足预定的各项功能要求 .10.工程结构的“功能要求”是指工程结构安全性、适用性和耐久性 ,统称为可靠性。
11.荷载效应和结构抗力之间最佳的合理的平衡,就是使工程结构既经济又具有一定的可靠度。
二、多项选择1、下列作用属于直接作用的为( A、B、E )A.自重 B.土压力 C.混凝土收缩徐变 D.焊接变形 E、桥梁上的车辆重量2、下列作用属于间接作用的为( A、C、D )A.地基变形B.水压力C.温度变化D.地震作用E.水中漂浮物对结构的撞击力3、荷载效应是指(A、C、D、E )A.内力B.温度C.位移D.裂缝E.应力三、单项选择1、工程结构的“功能要求"(或“可靠性”)是指工程结构的( B )A.可靠、经济、适用、美观B.安全性、适用性和耐用性C.安全性、经济、适用D.可靠、耐用、美观2、荷载取值和荷载计算正确与否直接影响( C )的计算A.结构抗力B.结构可靠度C.荷载效应D.结构尺寸四、简答题1、荷载与作用对土木工程设计有何意义?工程结构设计是在工程结构的可靠与经济、适用与美观之间,选择一种最佳的合理的平衡,使所建造的结构能满足预定的各项功能要求。
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。
建筑力学(第二版)第1章至第13章知识点节选
绪论部分荷载:直接施加在结构上的力,在工程上统称荷载。
结构:在建筑物中承受和传递荷载而起骨架作用的部分。
构件:组成结构的每一个部分。
平衡状态:建筑的结构及组成结构的各构件,都相对于地面保持着静止状态,这种状态在工程上称为平衡状态。
要保证构件的正常工作,必须同时满足三个要求:1)在荷载作用下构件不发生破坏,即应具有足够的强度2)在荷载作用下构件所产生的变形在工程的允许范围内,即应具有足够的刚度3)承受荷载作用时,构件在其原有形状下应保持稳定,即应具有足够的稳定性※构件的强度、刚度和稳定性统称为构件的承载能力建筑力学的任务是:研究和分析作用在结构(或构件)上力与平衡的关系,结构(或构件)的内力、应力、变形的计算方法以及构件的强度、刚度与稳定条件,为保证结构(或构件)既安全可靠又经济合理提供计算理论依据。
杆系结构:由杆件组成的结构。
建筑力学:是由研究建筑结构的力学计算理论和方法的一门科学。
第一章静力学的基本概念力的定义:力是物体间的相互机械运动。
用一个带有箭头的有向线段来表示一个力(注意作用点的位置)物体在受到力的作用后,产生的效应可以分成两种:外效应,也称为运动效应,使物体的运动状态发生改变。
内效应,也称为变形效应,使物体的形状发生变化。
力的三要素:大小、方向、作用点力的大小反应物体之间的相互机械作用的强弱程度力的方向包含力的作用线在空间的方位和指向力的作用点是指力在物体的作用位置当接触面面积很小时,则可以将微小面积抽象为一个点,这个点称为力的作用点。
该作用力称为集中力;反之,如果接触面积较大而不能忽略时,则力在整个接触面上分布作用,此时的作用力称为分布力。
分布力的大小用单位面积上的力的大小来度量,称为荷载集度。
力是矢量,记作F刚体:在外力的作用下,不发生形变的物体。
平衡:在外力作用下,物体相对于地球保持静止或匀速直线运动状态,我们就称物体在外力作用下保持平衡。
力系分类汇交力系:力系中各力作用线汇交于一点力偶系:力系中各力可以组成若干力偶或力系由若干力偶组成平行力系:力系中各力作用线相互平行一般力系:力系中各力作用线既不完全交于一点,也不完全相互平行等效力系:若某一力系对物体产生的效应,可以用另一个力系来代替,则这两个力系称为等效力系。
第1章荷载与作用
第一章 荷载与作用 第一节 工程结构荷载与作用
荷载确定不当或结构抗力不 足就会导致结构倒塌破坏
第一章 荷载与作用 第一节 工程结构荷载与作用
工程结构设计的目的: 确定外界作用对结构产生的效应(应力、位移、应变等) 确定结构本身的抵抗能力(承载能力、刚度、延性等) 结构的抗力
>
外力
保证结构具有足够的承载能力,将结构变形控制 在满足正常使用的范围内。
在地震区的工程结构:承受地震作用。
第一章 荷载与作用 第一节 工程结构荷载与作用
结构设计的第一步就是要确定结构上的作用。 结构上的作用——指能使结构产生效应(内力、应力、位移、 应变、裂缝等)的各种原因的总称。
第一章 荷载与作用 第一节 工程结构荷载与作用
结构上的作用分类 (1)直接作用: 直接以力的不同集结形式(集中力和分 布力)作用于结构,例如:结构自重、 风荷载等; 不是直接以力出现(外加变形和约束变 形),但对结构产生内力,例如:基础 沉降、温度变化等。
第一章 荷载与作用 第二节 作用分类
四、按作用方向分类
竖向作用(例如结构自重、楼面荷载等) 水平作用(例如风荷载、水平地震作用等) 作用按时间的变异分类
最主要的分类 (应用最多)
第一章 荷载与作用 第三节 荷载代表值
在设计时为了便于取值,考虑荷载变异的统计特征赋予 一个规定的量值,称为荷载代表值。
第一章 荷载与作用 第三节 荷载代表值
(3)荷载准永久 值 ——可变荷载在结构使用期间经常达到和超过的值。 可变荷载准永久值通过标准值乘以准永久值系数得到。
(4)荷载频遇值 ——可变荷载在结构上频繁出现且量值较大的值。可变 荷载频遇值可通过标准值乘以频遇值系数得到。
工程结构荷载与可靠度设计原理第1章荷载类型
本章介绍了工程结构的各种荷载类型,包括静态荷载、动态荷载、水平荷载、 竖向荷载、温度荷载、自然灾害荷载以及其他荷载类型。
荷载概述
结构荷载
工程结构所承受的所有荷载,如 自重、人工荷载和环境荷载。
建筑荷载
对建筑物结构产生作用的各种荷 载,如人员活动荷载和家具设备 荷载。
淤水荷载
建筑物承受的水下淤泥的竖向 荷载。
温度荷载
温度变化荷载
结构因温度变化而引起的体积膨 胀而产生的热量作 用。
热辐射荷载
结构表面吸收和辐射的热量产生 的荷载。
自然灾害荷载
1 地震荷载
地震引起的结构振动和地 表位移所产生的荷载。
2 风暴荷载
暴风雨引起的风荷载和风 压荷载。
自重荷载
工程结构自身的重量所产生的荷 载。
静态荷载
恒载
恒定作用在结构上的荷载, 如自重和常设荷载。
变动荷载
按一定规律或时变作用在结 构上的荷载,如雪荷载和螺 旋桨作用荷载。
颤动荷载
由于机械或气动装置的振动 引起的周期性变动荷载。
动态荷载
冲击荷载 振动荷载
存在瞬间冲击的荷载,如爆炸或地震引起的冲击。
频率较高的动态荷载,如车辆通过桥梁引起的振 动。
水平荷载
1
风荷载
风对建筑物和结构产生的水平荷载。
水流荷载
2
水流对桥梁和海洋工程结构产生的荷载。
3
震荡荷载
地震引起的结构振荡产生的水平荷载。
竖向荷载
人工荷载
对建筑物结构产生的竖向荷载, 如人员活动和家具设备荷载。
雪荷载
积雪对建筑物和结构产生的竖 向荷载。
3 洪水荷载
第一章 荷载与作用
3、偶然作用(accidental action)
在结构设计基准期内,不一定出现,但一旦出现,其量值很大且持续时间 较短的作用。
【例如】 地震作用、爆炸、船舶或漂流物的撞击作用、汽车撞击作用等。
§1.2 作用的分类 【注意】
由于可变作用的变异性比永久作用的变异性大, 可变作用的相对取值应比永久作用的相对取值大;
构上的集中力和分布力引起的直接作用有明显的变异性,在 设计时为了便于取值,通常是考虑荷载的统计特征赋予一个 规定的量值,这个量值称为荷载代表值。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;
荷载标准值(standard value) :荷载在结构使用期间
可能出现的最大值,是荷载的基本代表值。
另外由于偶然作用的出现概率较小,结构抵抗偶然
作用的可靠度要求可比抵抗永久作用和可变作用的
可靠度低。
§1.2 作用的分类
二、按随空间位置的变异分类—固定作用、自由作用
1、固定作用(fixation action)
在结构空间位置上具有固定的分布,其值可能具有随机性。
【例如】工业与民用建筑楼面上的固定设备荷载、结构构件自重等。
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结构工程基础知识
结构工程专门知识
§1.1 工程荷载与作用
工程结构(Engineering Structures):采用建筑材料(混 凝土、钢、木等)建造的能够承受各种作用的结构体系 (房屋、道路、桥梁、隧道、堤坝等工程设施)。
首先应满足自身功能要求; 其次工程结构需要形成一个坚实的骨架,承受使用过程中可能出 现的各种环境作用。
§1.3 荷载代表值
对一些可以放松正常使用功能控制要求的,例
如二级裂缝控制等级的预应力构件,可采用荷 载效应准永久组合;在控制钢筋混凝土受弯构 件挠度时,也要考虑荷载效应准永久组合对刚 度有降低的影响,此时可以通过荷载效应标准 组合和准永久组合弯矩设计值的比值确定刚度 的折减系数;
工程结构荷载与可靠度设计原理-完整版
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§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。
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§1.1 荷载与作用
直接作用
作用
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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
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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
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§2.1 结构自重
土的有效重度
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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
《工程结构荷载与可靠度分析》李国强(第四版)课后习题答案
第一章荷载类型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?请举例说明哪些是直接作用?哪些是间接作用?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。
第二章重力1、结构自重如何计算?将结构人为地划分为许多容易计算的基本构件,先计算基本构件的重量,然后叠加即得到结构总自重。
2、土的重度与有效重度有何区别?成层土的自重应力如何计算?土的天然重度即单位体积中土颗粒所受的重力。
如果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。
3、何谓基本雪压?影响基本雪压的主要因素有哪些?基本雪压是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。
主要因素:雪深、雪重度、海拔高度、基本雪压的统计。
4、说明影响屋面雪压的主要因素及原因。
主要因素:风的漂积作用、屋面坡度对积雪的影响(一般随坡度的增加而减小,原因是风的作用和雪滑移)、屋面温度(屋面散发的热量使部分积雪融化,同时也使雪滑移更易发生)。
5、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。
第三章侧压力1.什么是土的侧压力?其大小与分布规律与哪些因素有关?土的侧向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。
土木工程荷载复习
第一章荷载与作用何谓作用?施加在结构上的一组集中力或分部力,或引起结构外加变形或约束变形的原因,统称为结构上的作用。
什么是直接作用和间接作用?例子施加在结构上的集中力和分部力成为直接作用。
例如,各种土木工程结构的自重、土压力、水压力、风压力、积雪重。
房屋建筑中的楼面上人群和加剧等重量,路面和桥梁上的车辆重量引起结构外加变形或约束变形的原因成为间接作用。
例如,地基变形、混凝土收缩徐变,温度变化、焊接变形、地震作用等。
(不是以外家里的形式直接施加在就够上)第二章土木工程荷载的分类及代表值可变作用和偶然作用?例子可变作用,在设计基准期内量值随时间变化,且变化与平均值相比不可忽略。
例如:风荷载、雪荷载、温度变化、冰荷载、波浪荷载、水位变化的水压力,路桥结构上的车辆荷载、人群荷载、房屋建筑中的楼面活荷载、积灰荷载、厂房吊车荷载、港口的堆货荷载。
偶然作用,在设计基准期内不一定出现,而一旦出现,其量值可能很大且持续时间短。
例如:爆炸力、撞击力、龙卷风、罕遇地震、活在。
罕遇洪水。
什么是固定作用和自由作用?例子固定作用,在结构上具有固定分布的作用。
例如:结构自重、楼面均布活荷载、结构上固定的设备自重等。
自由作用,在结构上一定范围内可以任意分布的作用,其出现的位置及量值都有可能是随机的。
例如:桥梁结构上的车辆荷载、工业厂房中的吊车荷载。
什么是静态作用和动态作用?例子静态作用,对结构或构件不产生加速度,或者所产生的加速度可以忽略不计的荷载。
例如:结构的自重、房屋楼面活荷载等。
动态作用,使结构或构件产生的加速度不可忽略的荷载。
例如:地震、爆炸力、船舶撞击力、设备的震动、工业厂房中的吊车荷载、以一定的速度通过桥梁的汽车火车荷载、作用于高耸结构上的风荷载。
永久作用和可变作用各有哪些代表值?永久荷载只有一个代表值:标准值可变荷载一般有三个代表值:标准值、频遇值和准永久值。
第三章地震作用什么是震级和地震烈度?震级是表明地震本身强度的大小和释放出能量的多少的等级。
工程结构荷载复习题
1作用随时间变化可分为(永久作用、可变作用、偶然作用):按空间位置变异分为(固定作用、自由作用);按结构反应分类分为(静态作用、动态作用)2造成屋面积雪与地面积雪不同的主要原因是(风的漂积作用、屋面形式、屋面散热)等3在公路桥梁设计中人群荷载一般取值(3KN/㎡)市郊行人密集区域一般取值为(3.5KN/㎡)4土压力可以分为(静止土压力、主动土压力、被动土压力)5一般图的侧向压力计算采用(郎肯土压力理论)和(库仑土压力理论)6波浪按波发生的位置不同可分为(表面波、内波)7根据冻土存在时间可将其分为(多年冻土、季节冻土、瞬时冻土)8冻土的基本成分有四种(固态土颗粒、冰、液态水、气体和水汽)9冻土是一种复杂的(多相天然复合体)结构构造也是一种非均质(各向异性)的多空介质。
10土体产生冻胀的三要素是(水分、土质、负温度)11冻土的冻胀力可分为(切向冻胀力、法向冻胀力、水平冻胀力)12水平向冻胀力根据它的形成条件和作用特点可以分为(对称和非对称)13根据风对地面或海面物体的影响程度,常将风分为(13 )等级14我国荷载规定以(10m)高为标准高度,并定义(标准高度处的最大风速)为基本风速15基本风压是根据(规定的高度),规定的地貌,规定的时距,规定的样本时间确定最大风速的概率分布,按规定的(重现期)确定的基本风速,然后根据风速与风压的关系所定义的。
16山风力产生的(结构位移、速度、加速度)响应称为结构风效应17(脉动风)是引起结构振动的主要原因18在地面粗糙度大的上空,平均风速小,脉动风的幅度大,且频率高19脉动风速的均方差也可根据其(功率谱密度函数的积分)得20横向风可能会产生很大的动力效应,即(风振)21横向风振是由不稳定的空气动力特征形成的,它与(结构截面形状及雷诺数)有关22在空气流动中,对流体质点要作用的是两种力(惯性力、粘性力)23根据气流涡旋脱落的三段现象,工程上将筒式结构分三个临界范围,即(亚临界范围,超临界范围,跨临界范围)24地震按产生的原因,可以分为(火山地震陷落地震构造地震)25由于地下空洞突然塌陷而引起的地震叫(陷落地震)而由于地质构造运动而引起的地震则称为(构造地震)26(地幔的热对流)是引起地震的主要原因。
工程荷载习题答案
《荷载与设计原则》习题答案第1章荷载与作用一、填空题1.作用是施加在结构上的一组集中力或分布力,或引起结构外加变形或约束变形的原因。
2.作用是使结构或构件产生效应的各种原因。
3.结构上的作用可分为直接作用和间接作用,荷载是直接作用。
4.施加在结构上的集中力或分布力称为直接作用,与结构本身性能无关;引起结构外加变形或约束的原因称为间接作用,该作用的大小与结构自身的性质有关。
5.土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。
它既指工程建设的对象,也指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等专业技术。
6.土木工程结构是指由若干个构件组成的受力体系,是土木工程的骨架,也是它们赖以存在的基础。
它的主要功能是承受工程在使用期间可能出现的各种荷载并将它们传递给地基。
7.现代土木工程的建造必须经过论证策划、设计、施工 3个主要环节。
8.土木工程设计包括功能设计和结构设计。
功能设计是实现工程建造的目的、用途;结构设计是决定采用怎样形式的骨架将其支撑起来,怎样抵御和传递作用力,各部分尺寸如何,用什么材料制造等等。
9.工程结构设计是在工程结构的可靠与经济、适用与美观之间,选择一种最佳的合理的平衡,使所建造的结构满足预定的各项功能要求。
10.工程结构的“功能要求”是指工程结构安全性、适用性和耐久性,统称为可靠性。
11.荷载效应和结构抗力之间最佳的合理的平衡,就是使工程结构既经济又具有一定的可靠度。
二、多项选择1、下列作用属于直接作用的为( A、B、E )A.自重 B.土压力 C.混凝土收缩徐变 D.焊接变形 E、桥梁上的车辆重量2、下列作用属于间接作用的为( A、C、D )A.地基变形B.水压力C.温度变化D.地震作用E.水中漂浮物对结构的撞击力3、荷载效应是指(A、C、D、E )A.内力B.温度C.位移D.裂缝E.应力三、单项选择1、工程结构的“功能要求”(或“可靠性”)是指工程结构的(B )A.可靠、经济、适用、美观B.安全性、适用性和耐用性C.安全性、经济、适用D.可靠、耐用、美观2、荷载取值和荷载计算正确与否直接影响(C )的计算A.结构抗力B.结构可靠度C.荷载效应D.结构尺寸四、简答题1、荷载与作用对土木工程设计有何意义?工程结构设计是在工程结构的可靠与经济、适用与美观之间,选择一种最佳的合理的平衡,使所建造的结构能满足预定的各项功能要求。
荷载
震源深度——震源至地面的垂直距离称之。
震中距——地面某处至震中的距离。
地震序列:在一定时间内(几时天至数月)相继发生在相
近地区的一系列大小地震称为地震序列。
主震:在某一地震序列中,最大的一次地震叫做主震;
前震:主震之前发生的地震叫做前震;
余震:主震之后发生的地震叫做余震。
4、根据震源深度不同分
装饰物和玻璃幕墙因较大的局部风压而破坏; 高层建筑的顶部大幅度摆动,使居住者感到不适和不安。
k z s z 0
式中:
s 为风荷载体型系数;
z
为高度z处的风振系数;
z 为风压高度变化系数,与高度、地形有关;
0 为基本风压,单位为
KN m2
四、地震作用
1、地震和地震作用
浅源地震(震源深度小于60km)
中源地震(震源深度介于60km至300km)
深源地震(震源深度大于300km) 震源越浅,破坏性越大,但波及范围越小;反之,震源越 深,破坏性越小,但波及范围却越大。
5、震级和地震烈度
震级——表明地震本身强度的大小和释放能量的多少的等级, 以地震仪测定的每次地震活动释放的能量多少来确定的。
4、按荷载作用方向分: 1)竖向荷载:由重力作用引起的; 2)侧向荷载(水平荷载):由风荷载、地震力以及土 压力、水压力引起。 在进行结构设计时,需要分别考虑抵抗水平荷载和竖 向荷载的受力体系。
第二节 建筑结构荷载的种类
一、永久荷载
指建筑结构构件的自重,在设计建筑结构的地下部分时,
有时要计算土的自重。
缝等。
荷载标准值——结构设计时采用的荷载的基本代表值。 荷载设计值=荷载标准值×荷载分项系数,用于承载能力 计算。
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平均值
Qk
QT
第1章 荷载与作用
荷载代表值
➢ 每个数都不仅代表 它自己,背后都有 统计工作和复杂运 算
➢ 他不是一个人
第1章 荷载与作用
荷载代表值的分类
➢ 进行结构或构件设计时,要根据不同的设计目 的和要求,对荷载采用不同的代表值,以便更 准确地反映它在设计中的特点。
第1章 荷载与作用
荷载代表值的分类
第1章 荷载与作用
作用分类—按作用方向分类
➢ 竖向作用 ➢ 水平作用
第1章 荷载与作用
荷载代表值 ➢ 准确地确定荷载需要用统计学方法 ➢ ①麻烦②数据不全③没必要 ➢ 规定一些具体的数:混凝土自重25kN/m3 ➢ 这些具体的数就是代表值
Q(t)
fQT
p 1, r 50, 1
pk
o
Tt O
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异:可变作用
➢ 工业 厂房 的行 车
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异:可变作用
➢ 公路 车辆 荷载
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异:可变作用
➢ ③风载:风是由大气压力不等引起的空气运动。 ➢ 由风的运动而施加在墙面或结构上的压力称为
风载。
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异:偶然作用 ➢ (3)偶然荷载:在使用期间不一定出现,一旦
出现,其值很大且持续时间很短的荷载。
➢ 包括:地震作用、 爆炸力、台风、 船只或漂流物等
➢ 美国世贸中心大 厦(撞击起火倒 塌)
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异:偶然作用
➢ 佛山九 江大桥 被撞
➢ 百米桥 面坠入 江中
QT
概率分布曲线
第1章 荷载与作用
荷载代表值的分类-标准值
➢ ②重现期Tk取值法: ➢ 荷载值保证率 pk (重现期50年)
p
年最大雪压的 概率分布曲线
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异:可变作用 ➢ (2)活载(可变荷载):指在使用期间施加在
结构上,其值可随时间变化或移动的荷载。 ➢ ①使用活载:包括楼面活载、屋面活载。
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异:可变作用
➢ ②车辆活载:主要是铁路或公路车辆的荷载, 包括工业厂房的行车(俗称天车)。
函数; ➢ ②在这个函数上取一个分位值。
第1章 荷载与作用
荷载代表值的分类-标准值 ➢ 样本(每年一个最大雪荷载)
F
50个样本
p 年最大雪压的
概率分布曲线
设计基准期内最大 雪压的概率分布曲线
pk
O
TO
年最大雪压的 平均值
基本雪压
设计基准期内最 大雪压的平均值
最大雪压
第1章 荷载与作用
荷载代表值的分类-标准值 ➢ 一般情况
作用、爆炸力
➢ 两点说明: ➢ 动态作用更不利,设计时×动力系数 ➢ 划分静态作用和动态作用的原则,不在于作用 本身是否具有动力特征,而主要在于它是否使 结构产生不可忽略的加速度。
第1章 荷载与作用
判断下列作用属于动态的还是静态的 ➢ 停在桥中间的汽车 ➢ 在桥梁上呼啸而过的火车 ➢ 吹在砖混结构上的风 ➢ 吹在高耸结构上的风
➢ 《荷载规范》规定: ➢ 对永久荷载应采用标准值作为代表值; ➢ 对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合
值、频遇值或准永久值作为代表值;
➢ 对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代 表值。
第1章 荷载与作用
荷载代表值的分类-标准值
➢ 荷载标准值:荷载的基本代表值,为设计基准 期内最大荷载统计分布的特征值。
第1章 荷载与作用
第1章 荷载与作用
结构设计原理
➢独 木 桥 的 启 示
第1章 荷载与作用
结构设计原理
荷载效应S≤结构抗力R
各专业 课程学习
荷载
材料抗力
荷载分 项系数
可靠度设计法
材料分项系数
第1章 荷载与作用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 结构设计过程
➢ 建立合理的力学计算模型(手算简化模型或者 有限元建模)
第1章 荷载与作用
荷载-直接作用
➢ 防护 堤(防 浪墙)
第1章 荷载与作用
间接作用
➢ 间接作用:引起结构外加变形或约束变形的原 因称为间接作用。
间接作用
第1章 荷载与作用
➢ 温度 变化 的变 形作 用
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异:永久作用
➢ (1)恒载(永久荷载):指使用期间永久施加 在结构上,其值不随时间变化的荷载。
➢ 概率分布曲线(阴影面积为保证率) ➢ 一般取95%保证率的荷载值为标准值
Q(t)
fQT
p 1, r 50, 1
pk
o
Tt O
平均值
Qk
QT
第1章 荷载与作用
荷载代表值的分类-标准值 ➢ 取值方法 ➢ ①分位值取值法:标准值为设计基准期内最大
作用概率分布的某一分位值。
➢ 荷载标准值是通过两个步骤得到的: ➢ ①根据设计基准期内的最大荷载给出概率分布
第1章 荷载与作用
荷载与作用
➢ 从定义来看,作用包括两类:一个是力(集中 力或分布力),另一个是引起结构变形的原因 (外加变形或约束变形)。
第1章 荷载与作用
荷载-直接作用
➢ 直接作用:直接施加在结构上的集中力和分布 力。
第1章 荷载与作用
荷载-直接作用
➢ 车辆 荷载
第1章 荷载与作用
结构设计过程 ➢ 合理准确地确定计算模型上的荷载 ➢ 计算荷载效应(如内力、变形、裂缝等) ➢ 根据具体情况对所计算的内力进行组合和调整
(如强柱弱梁) ➢ 进行承载力计算并采取适当的构造措施 ➢ 绘制施工图
第1章 荷载与作用
荷载与作用
➢ 施加在结构上的一组集中力或分布力,或引起 结构外加变形或约束变形的原因,统称为结构 上的作用。
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异:偶然作用
➢ 台北101 大楼
➢ 竹节结构
第1章 荷载与作用
作用分类—按时间变异:偶然作用
➢ 新加坡 华侨银行
➢ 巨型 框架结构
第1章 荷载与作用
作用分类—按空间位置变异分类
➢ 固定作用 ➢ 自由作用
第1章 荷载与作用
作用分类—按结构动力反应分类 ➢ 静态作用:自重、土压力、雪荷载 ➢ 动态作用:以一定速度通过桥梁的汽车、地震
p
➢ QT:结构设计基 准期内荷载的最
fQT pk
大值,随机变量;
➢ fQT:QT的概率
分布函数;
O
平均值 Qk
QT
概率分布曲线
第1章 荷载与作用
荷载代表值的分类-标准值 ➢ 一般情况
p
➢ Qk :某一(偏于
不利的)分位值;
pk
fQT
➢ pk : Qk不被超 越的概率,即标
准值的保证率; O
平均值 Qk