工程机构荷载与可靠度设计原理

第一章荷载类型

1.荷载与作用在概念上有何不同？

答：荷载，将有各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力成为荷载。只有直接作用才可称为荷载

作用，将使结构产生效应（结构或构件的内力，应力，位移，应变，裂缝等）的各种因素统称为作用。

2.作用有哪些类型？

答；按时间变异分类有；（1）永久作用（2）可变作用（3）偶然作用按随空间位置的变异性分类；（1）固定作用（2）可动作用

按结构反应分类；（1）静态作用（2）动态作用

第二章重力

1.影响基本雪压的主要因素有哪些？

答；（1）海拔高度，一般山上积雪比附近平原地区的积雪要大，并且随山区地形海拔高度的增加而增大。（2）决定雪压值大小的是雪深和雪重度。

2说明影响屋面雪压的因素和原因。

答；（1）风的影响，在下雪过程中，风会把部分本将落在屋面的雪吹走。当风速较大或屋面处于的别暴风的地位时，部分已落在屋面的积雪被吹走，导致平屋面或小坡度的屋面上的雪压比临近的地面雪压要小。

（2）屋面坡度的影响，一般随坡度的增加而减小，主要原因是风的作用和雪滑移所致。（3）屋面温度的影响，冬季采暖房的屋面积雪比

非采暖房屋面积积雪小，因为屋面散发的热量使部分积雪融化。 3说明车辆荷载和车道荷载的区别、

答；车辆荷载考虑车的尺寸和排列方式以集中荷载的形式作用于车轴的位置；车道荷载不用考虑车的尺寸及排列方式，将车辆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。

第四章 风荷载

1.风是怎样形成的？

答；风是由于空气流动而形成，即空气从气压大地方向气压小的地方流动而形成。

2试述风速和风压之间的关系。

答；风速和风压之间的关系可由流体力学中的伯努利方程得到，自由气流的风速产生的单位面积上的风压力为：

22122w v v g γρ== 式中

w ——单位面积上的风压力（kN/m 2） ρ——空气密度（t/m 3）

γ——空气单位体积重力（kN/m 3）

g —— 重力加速度（m/s 2）

v —— 风速（m/s ）

3基本风压是如何定义的？

答；基本风压是根据规定的高度，规定的地貌，规定的时距和规定的样本时间所确定的最大风速概率分布，按规定的重现期确定的基本风速，然后依据风速和风压关系所定义。

4.影响基本风压的因素。

答；影响风压的主要因素有：

（1）风速随高度而变化，离地表越近，摩擦力越大，因而风速

越小。

（2）与地貌粗糙程度有关，地面粗糙程度高，风能消耗多、风速则低。

（3）与风速时距风有关，常取某一规定时间内的平均风速作为计算标准。

（4）与最大风速重现期有关，风有着它的自然周期，一般取年最大风速记录值为统计样本，对于一般结构，重现期为50年；对于高层建筑、高耸结构及对风荷载比较敏感的结构，重现期应适当提高。

当实测风速高度、时距、重现期不符合标准条件时可进行基本

风压换算。

5. 计算顺风向风效应时，为什么要区分平均风和脉动风？

结构顺向的风作用可分解为平均风和脉动风，平均风的作用可通过基本风压反映，基本风压是根据10min平均风速确定的，虽然它已从统计的角度体现了平均重现期为50年的最大风压值，但它没有反映风速中的脉动成分。

脉动风是一种随机动力荷载，风压脉动在高频段的峰值周期约为1~2min，一般低层和多层结构的自振周期都小于它，因此脉动影响很小，不考虑风振影响也不致于影响到结构的抗风安全性。而对于高耸构筑物和高层建筑等柔性结构，风压脉动引起的动力反应较为明显，

结构的风振影响必须加以考虑。

6. 结构横向风振产生的原因是什么？

建筑物或构筑物受到风力作用时，横风向也能发生风振。横风向风振是由不稳定的空气动力作用造成的，它与结构截面形状和雷诺数

有关。对于圆形截面，当雷诺数在某一范围内时，流体从圆柱体后分离的旋涡将交替脱落，形成卡门涡列，若旋涡脱落频率接近结构横向自振频率时会引起结构涡激共振。

7.在什么条件下需要考虑结构横风向风效应？

答；当横风向风作用引起结构共振时，则需要考虑结构横风向风效应。8解释结构风致驰振现象。

答；在某些情况下，外界激励可能产生负阻尼成分，当负阻尼大于正阻尼时，结构振动将不断增加，直到达到极限幅值而破坏。这种现象称为驰振。

第六章其他作用

1.解释混泥土结构的徐变和收缩变形作用。

答；徐变，混泥土在长期外力作用下产生随时间而增长的变形。通常情况下，混泥土往往与钢筋组成钢筋混泥土构件而共同承受荷载，当构件承受不变荷载的长期作用后混泥土将产生徐变。

收缩，混泥土在空气中凝结硬化时其体积会减小，收缩是混泥土在不受力情况下因体积变化而产生的变形。

第七章荷载的统计分析

1将荷载作为平稳二项随机过程来研究有什么优点?

答；将荷载统一采用平稳二项随机过程来研究的优点是：对各种荷载，其平稳二项随机过程｛Q(t)≥0，t∈[0，T]｝在设计基准期T内最大值Q T的概率分布函数F T(x)均可采用任意时点荷载分布函数F i(x)来描述，这为推导设计基准期最大荷载的概率分布函数和计算组合的最大

荷载效应（综合荷载效应）等带来很多方便。

2荷载有哪些代表值？有何意义？

答；荷载的代表值是在设计表达式中对荷载所赋予的规定值。永久荷载只有标准值；可变荷载可根据设计要求采用标准值、频遇值、准永久值和组合值。

（1）荷载标准值是结构按极限状态设计时采用的荷载基本代表值，是指结构在设计基准期内，正常情况下可能出现的最大荷载值。

（2）荷载频遇值系指在设计基准期内结构上较频繁出现的较大荷载值，主要用于正常使用极限状态的频遇组合中。

（3）荷载准永久值系指在结构上经常作用的荷载值，它在设计基准期内具有较长的总持续时间T x ，其对结构的影响类似于永久荷载，主要用于正常使用极限状态的准永久组合和频遇组合中。

（4）当结构上同时作用有两种或两种以上的可变荷载时，各荷载最大值在同一时刻出现的概率极小。此时，各可变荷载的代表值可采用组合值，即采用不同的组合值系数ψc对各自标准值予以折减后的荷载值ψc Q k。

3荷载效应与荷载有何区别？有何联系？

答；作用在结构上的荷载Q对结构产生不同的反应，称为荷载效应，记作S，一般指结构中产生的内力、应力、变形等。对于线弹性结构或静定结构，荷载效应Q与荷载S之间具有线性关系，但在实际工程的许多情况下，荷载效应与荷载之间并不存在线性关系，而是某种较为复杂的函数关系，但目前进行荷载效应的统计分析时，考虑到应