工程结构荷载与可靠度设计原理复习资料copz.docx

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1、工程结结构荷载载与可靠靠度设计计原理复复习题第一章 荷载类类型1.荷载载：由各各种环境境因素产产生的直直接作用用在结构构上的各各种力称称为荷载载。2.作用用：能使使结构产产生效应应（结构构或构件件的内力力、应力力、位移移、应变变、裂缝缝等）的的各种因因素总称称为作用用。3.荷载载与作用用的区别别与联系系.区别：荷荷载不一一定能产产生效应应，但作作用一定定能产生生效应。联系：荷荷载属于于作用的的范畴。第二章 重力1.土是是由土颗颗粒、水水和气体体组成的的三项非非连续介介质。2.雪压压：单位位面积地地面上积积雪的自自重。3.基本本雪压：当地空空旷平坦坦地面上上根据气气象记录录资料经经统计得得到的在

2、在结构使使用期间间可能出出现的最最大雪压压值。第三章 侧压力力1.根据据挡土墙墙的位移移情况和和墙后土土体所处处的应力力状态，土土压力可可分为静静止土压压力、主主动土压压力和被被动土压压力。三种土压压力的受受力特点点：（1）静静止土压压力：挡挡土墙在在土压力力作用下下，不产产生任何何方向的的位移或或转动而而保持原原有的位位置，墙墙后土体体处于弹弹性平衡衡状态。（2）主主动土压压力：挡挡土墙在在土压力力的作用用下，背背离墙背背方向移移动或转转动时，墙墙后土压压力逐渐渐减小，当当达到某某一位移移量值时时，墙后后土体开开始下滑滑，作用用在挡土土墙上的的土压力力达到最最小值，滑滑动楔体体内应力力处于主

3、主动极限限平衡状状态。（3）被被动土压压力：挡挡土墙在在外力作作用下向向墙背方方向移动动或转动动时，墙墙体挤压压土体，墙墙后土压压力逐渐渐增大，当当达到某某一位移移时，墙墙后土体体开始上上隆，作作用在档档土墙上上的土压压力达到到最大值值，滑动动楔体内内应力处处于被动动极限平平衡状态态。2.水对对结构物物的力学学作用表表现在对对结构物物表面产产生静水水压力和和动水压压力。静静水压力力可能导导致结构构物的滑滑动或倾倾覆；动动水压力力，会对对结构物物产生切切应力和和正应力力，同时时还可能能引起结结构物的的振动，甚甚至使结结构物产产生自激激振动或或共振。3.（11）冻胀胀力：在在封闭体体系中，由由于土

4、体体初始含含水量冻冻结，体体积膨胀胀产生向向四面扩扩张的内内应力，这这个力称称为冻胀胀力。（2）冻冻土：具具有负温温度或零零温度，其其中含有有冰，且且胶结着着松散固固体颗粒粒的土，称称为冻土土。（3）冻冻胀原理理：水分分由下部部土体向向冻结锋锋面迁移移，使在在冻结面面上形成成了冰夹夹层和冰冰透镜体体，导致致冻层膨膨胀，底底层隆起起。（4）影影响冻土土的因素素：含水水量、地地下水位位、比表表面积和和温差。第四章 风荷载载1.基本本风压：按规定定的地貌貌、高度度、时距距等量测测的风速速所确定定的风压压称为基基本风压压。通常常应符合合以下五五个规定定：标准准高度的的规定（110m）、地地貌的规规定(

5、空空旷平坦坦)、公公称风速速的时距距（100分钟）、最最大风速速的样本本时间（11年）和和基本风风速重现现期（330-550年）。2.风效效应可以以分为顺顺风向结结构风效效应和横横风向结结构风效效应两种种。3.速度度为的风风流经任任意截面面物体，都都将产生生三个力力：物体体单位长长度上的的顺风向向力pDD、横风风向力PPL以及扭扭力矩PPM。第五章 地震作作用1.地震震按其产产生的原原因，可可分为火火山地震震、陷落落地震和和构造地地震。2.（11）震源源：即发发震点，是是指岩层层断裂处处。（2）震震中：震震源正上上方的地地面地点点。（3）震震源深度度：震中中至震源源的距离离。（4）震震中距：地

6、面某某处到震震中的距距离。（5）震震级：衡衡量一次次地震规规模大小小的数量量等级。（6）地地震能：一次地地震所释释放的能能量。（7）烈烈度：某某一特定定地区遭遭受一次次地震影影响的强强弱程度度。（8）地地震波：传播地地震能量量的波3.地震震波分为为在地球球内部传传播的体体波和在在地面附附近传播播的面波波。第七章 荷载的的统计分分析1.平稳稳二项随随机过程程荷载模模型的假假定为：（1）根根据荷载载每变动动一次作作用在结结构上的的时间长长短，将将设计基基准期等等分为个个相等的的时段，或或认为设设计基准准期内荷荷载均匀匀变动次次。（2）在在每个时时段内，荷荷载出现现（即）的的概率为为，不出出现（即即

7、）的概概率为；（3）在在每一时时段内，荷荷载出现现时，其其幅值是是非负的的随机变变量，且且在不同同时段上上概率分分布是相相同的，记记时段内内的荷载载概率分分布（也也称为任任意时点点荷载分分布）为为；（4）不不同时段段上的荷荷载幅值值随机变变量相互互独立，且且与在时时段上是是否出现现荷载无无关。2.一般般可变荷荷载有如如下代表表值：标标准值、准准永久值值、频遇遇值和组组合值。3.结构构荷载效效应是指指作用在在结构上上的荷载载所产生生的内力力、变形形、应变变等。第八章 结构抗抗力的统统计分析析影响结构构构件抗抗力的因因素很多多，主要要因素有有三种，即即：材料料性能的的不定性性，几何何参数的的不定性

8、性，计算算模式的的不定性性。形成成原因：（1）材材料性能能的不定定性是由由于材料料本身品品质的差差异，以以及制作作工艺、环环境条件件等因素素引起的的材料性性能的变变异，导导致了材材料性能能的不定定性。（2）几几何参数数的不定定性是由由于制作作和安装装方面的的原因，结结构构件件的尺寸寸会出现现偏差，制制作安装装后的实实际结构构与设计计中预期期的构件件几何特特征会有有差异。（3）计计算模式式的不定定性主要要是由抗抗力计算算中采用用的基本本假定不不完全符符合实际际或计算算公式的的近似等等引起的的变异性性。第九章 结构可可靠度分分析1.结构构可靠度度是指结结构在规规定的时时间（一一般指结结构设计计基准

9、期期，目前前世界上上大多数数国家普普通结构构的设计计基准期期均为550年）内内，在规规定的条条件（指指正常设设计、正正常施工工、正常常使用条条件，不不考虑认认为错误误或过失失因素）下下，完成成预定功功能的概概率。2. 33.中心心点法的的优缺点点：P11464.可靠靠指标和和功能函函数（PP1388-P1339）5.结构构体系失失效模型型（P1152）第十章 结构概概率可靠靠度设计计法1.2.（11）由于于各国荷荷载和抗抗力标准准值确定定的方式式不同，设设计目标标可靠度度的水准准也有差差异，因因此不同同国家结结构设计计表达式式的分项项数值取取值均不不一致。（2）各各个国家家的荷载载分项系系数、

10、抗抗力分项项系数和和荷载标标准值和和抗力标标准值是是配套使使用的，它它们作为为设计表表达式中中的一个个整体有有确定的的概率可可靠度意意义。千千万不能能采用一一个国家家的荷载载标准或或抗力标标准值，而而套用另另一个国国家的设设计表达达式进行行结构设设计。计算题1.已知知某挡土土墙高度度=8.0m,墙背竖竖直、光光滑，填填土表面面水平。墙墙后填土土为无黏黏性中砂砂，重度度=188.0,有效内内摩擦角角=30。试计计算作用用在挡土土墙上的的静止土土压力和和主动土土压力。【解】（11）静止止土压力力=2288.0点位于距距墙底/3=22.677m处。（2）主主动土压压力=1192点位于距距墙底/3=2

11、2.677m处。2.已知知一个三三层剪切切型结构构，如图图计2-1所示示。已知知该结构构的各阶阶段周期期和振型型为、，设计计反应谱谱的有关关参数为为，。（11）采用用振型分分解反应应谱法求求该三层层剪切型型结构在在地震作作用下的的底部最最大剪力力和顶部部最大位位移。（22）采用用底部剪剪力法计计算地震震作用下下结构底底部最大大剪力和和顶部最最大位移移。图计2-1 三层剪切型结构【解】(1)求有关关参数各阶地震震影响系系数=0.116各阶振型型参与参参数=各阶振振型地震震作用第一振型型地震作作用第二振型型地震作作用第三振型型地震作作用求最大大底部剪剪力各振型地地震作用用产生的的底部剪剪力为通过振

12、型型组合求求最大底底部剪力力若只取前前两阶振振型反应应组合，可可得求最大大顶部位位移各振型地地震作用用产生的的顶部位位移为通过振型型组合求求最大顶顶部位移移若只取前前两阶振振型反应应组合，可可得（2）求底部部剪力结构总重重力荷载载为因结构质质点数=311，近似似取，则则各质点点地震作作用不考虑高高阶振型型影响，则则顶部位位移3.求QQ2355沸腾钢钢屈服强强度的统统计参数数已知：试试件材料料屈服强强度的平平均值，标标准差。由由于加荷荷速度及及上、下下屈服点点的差别别，构件件中材料料的屈服服强度低低于试件件材料的的屈服强强度，经经统计，两两者比值值的均值值，标准准差。规规范规定定的构件件材料屈屈

13、服强度度值为。【解】4.已知知：一种种钢管的的外径DD的均值值为，变变异系数数，壁厚厚t的均均值，变变异系数数。求该该钢管面面积的统统计参数数。【解】钢钢管面积积的表达式式为钢管面积积的均值值为钢管面积积的方差差为因则=而因此钢管面积积的变异异系数为为5.一简简支梁，如如图计55-1所所示。其其中P为为跨中集集中荷载载，q为为均部荷荷载，LL为梁跨跨度。则则该梁的的承载功功能函数数为 已知：图计5-1 简支梁及其受载。L为常常数，。采采用中心心点法计计算可靠靠指标。【解】=1.4733由此计算算可靠度度指标6.一简简支梁如如图计66-1所所示。此此时梁的的承受功功能函数数为 已已知：。P、qq的统计计参数同同5题。此此时L为为随机量量，。采采用中心心点法计计算可靠靠度指标标。图计6-1 简支梁及其受载【解】则则可靠指指标为