《工程結(jié)構(gòu)荷載與可靠度設(shè)計(jì)原理》復(fù)習(xí)題

《工程構(gòu)造荷載與可靠度設(shè)計(jì)原理》復(fù)習(xí)題《工程構(gòu)造荷載與可靠度設(shè)計(jì)原理》復(fù)習(xí)題8/8《工程構(gòu)造荷載與可靠度設(shè)計(jì)原理》復(fù)習(xí)題合用文檔《工程構(gòu)造荷載與可靠度設(shè)計(jì)原理》復(fù)習(xí)題第一章荷載種類1.荷載：由各種環(huán)境因素產(chǎn)生的直接作用在構(gòu)造上的各種力稱為荷載。2.作用：能使構(gòu)造產(chǎn)見(jiàn)效應(yīng)（構(gòu)造或構(gòu)件的內(nèi)力、應(yīng)力、位移、應(yīng)變、裂縫等）的各種因素總稱為作用。3.荷載與作用的差別與聯(lián)系.差別：荷載不用然能產(chǎn)見(jiàn)效應(yīng)，但作用必然能產(chǎn)見(jiàn)效應(yīng)。聯(lián)系：荷載屬于作用的范圍。第二章重力1.土是由土顆粒、水平和體組成的三項(xiàng)非連續(xù)介質(zhì)。2.雪壓：?jiǎn)挝幻娣e地面上積雪的自重。3.基本雪壓：當(dāng)?shù)乜諘缙教沟孛嫔弦勒諝庀笥涗涃Y料經(jīng)統(tǒng)計(jì)獲取的在構(gòu)造使用時(shí)期可能出現(xiàn)的最大雪壓值。第三章側(cè)壓力1.依照擋土墻的位移情況和墻后土體所處的應(yīng)力狀態(tài)，土壓力可分為靜止土壓力、主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力。三種土壓力的受力特點(diǎn)：1）靜止土壓力：擋土墻在土壓力作用下，不產(chǎn)生任何方向的位移或轉(zhuǎn)動(dòng)而保持原有的地址，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)。2）主動(dòng)土壓力：擋土墻在土壓力的作用下，背叛墻背方向搬動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻后土壓力逐漸減小，當(dāng)達(dá)到某一位移量值時(shí)，墻后土體開始下滑，作用在擋土墻上的土壓力達(dá)到最小值，滑動(dòng)楔體內(nèi)應(yīng)力處于主動(dòng)極限平衡狀態(tài)。3）被動(dòng)土壓力：擋土墻在外力作用下向墻背方向搬動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻體擠壓土體，墻后土壓力逐漸增大，當(dāng)達(dá)到某一位移時(shí)，墻后土體開始上隆，作用在檔土墻上的土壓力達(dá)到最大值，滑動(dòng)楔體內(nèi)應(yīng)力處于被動(dòng)極限平衡狀態(tài)。2.水對(duì)構(gòu)造物的力學(xué)作用表現(xiàn)在對(duì)構(gòu)造物表面產(chǎn)生靜水壓力和動(dòng)水壓力。靜水壓力可能以致構(gòu)造物的滑動(dòng)或推翻；動(dòng)水壓力，會(huì)對(duì)構(gòu)造物產(chǎn)生切應(yīng)力和正應(yīng)力，同時(shí)還可能引起構(gòu)造物的振動(dòng)，甚至使構(gòu)造物產(chǎn)生自激振動(dòng)或共振。3.（1）凍脹力：在封閉系統(tǒng)中，由于土體初始含水量?jī)鼋Y(jié)，體積膨脹產(chǎn)生向周圍擴(kuò)大的內(nèi)應(yīng)力，這個(gè)力稱為凍脹力。2）凍土：擁有負(fù)溫度或零溫度，其中含有冰，且膠結(jié)著松弛固體顆粒的土，稱為凍土。3）凍脹原理：水分由下部土體向凍結(jié)鋒面遷移，使在凍結(jié)面上形成了冰夾層和冰透鏡體，以致凍層膨脹，基層隆起。4）影響凍土的因素：含水量、地下水位、比表面積和溫差。第四章風(fēng)荷載1.基本風(fēng)壓：按規(guī)定的地貌、高度、時(shí)距等量測(cè)的風(fēng)速所確定的風(fēng)壓稱為基本風(fēng)壓。平時(shí)應(yīng)吻合以下五個(gè)規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)高度的規(guī)定（10m）、地貌的規(guī)定(空曠平坦)、公稱風(fēng)速的時(shí)距（10分鐘）、最暴風(fēng)速的樣本時(shí)間（1年）和基本風(fēng)速重現(xiàn)期（30-50年）。2.風(fēng)效應(yīng)能夠分為順風(fēng)向構(gòu)造風(fēng)效應(yīng)和橫風(fēng)向構(gòu)造風(fēng)效應(yīng)兩種。3.速度為的風(fēng)流經(jīng)任意截面物體，都將產(chǎn)生三個(gè)力：物體單位長(zhǎng)度上的順風(fēng)向力pD、橫風(fēng)向力PL以及扭力矩PM。標(biāo)準(zhǔn)合用文檔第五章地震作用1.地震按其產(chǎn)生的原因，可分為火山地震、塌陷地震和構(gòu)造地震。2.（1）震源：即發(fā)震點(diǎn)，是指巖層斷裂處。2）震中：震源正上方的地面地址。3）震源深度：震中至震源的距離。4）震中距：地面某處到震中的距離。5）震級(jí)：衡量一次地震規(guī)模大小的數(shù)量等級(jí)。6）地震能：一次地震所釋放的能量。7）烈度：某一特定地區(qū)受到一次地震影響的強(qiáng)弱程度。8）地震波：流傳地震能量的波3.地震波分為在地球內(nèi)部流傳的體波和在地面周邊流傳的面波。第七章荷載的統(tǒng)計(jì)解析1.平穩(wěn)二項(xiàng)隨機(jī)過(guò)程荷載模型的假定為：（1）依照荷載每變動(dòng)一次作用在構(gòu)造上的時(shí)間長(zhǎng)短，將設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期T均分為r個(gè)相等的時(shí)段，或認(rèn)為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期T內(nèi)荷載平均變動(dòng)rT/次。（2）在每個(gè)時(shí)段內(nèi)，荷載Q出現(xiàn)（即Q0）的概率為p，不出現(xiàn)（即Q0）的概率為q1p；（3）在每一時(shí)段內(nèi)，荷載出現(xiàn)時(shí)，其幅值是非負(fù)的隨機(jī)變量，且在不相同時(shí)段上概率分布是相同的，記時(shí)段內(nèi)的荷載概率分布（也稱為任意時(shí)點(diǎn)荷載分布）為Fi(x)P[Q(t)x,t]；（4）不相同時(shí)段上的荷載幅值隨機(jī)變量相互獨(dú)立，且與在時(shí)段上可否出現(xiàn)荷載沒(méi)關(guān)。2.一般可變荷載有以下代表值：標(biāo)準(zhǔn)值、準(zhǔn)永久值、頻遇值和組合值。3.構(gòu)造荷載效應(yīng)是指作用在構(gòu)造上的荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力、變形、應(yīng)變等。第八章構(gòu)造抗力的統(tǒng)計(jì)解析影響構(gòu)造構(gòu)件抗力的因素很多，主要因素有三種，即：資料性能的不定性Xm，幾何參數(shù)的不定性XA，計(jì)算模式的不定性Xp。形成原因：1）資料性能的不定性Xm是由于資料自己質(zhì)量的差別，以及制作工藝、環(huán)境條件等因素引起的資料性能的變異，以致了資料性能的不定性。2）幾何參數(shù)的不定性XA是由于制作和安裝方面的原因，構(gòu)造構(gòu)件的尺寸會(huì)出現(xiàn)偏差，制作安裝后的實(shí)質(zhì)構(gòu)造與設(shè)計(jì)中預(yù)期的構(gòu)件幾何特點(diǎn)會(huì)有差別。（3）計(jì)算模式的不定性Xp主若是由抗力計(jì)算中采用的基本假定不完好吻合實(shí)質(zhì)或計(jì)算公式的近似等引起的變異性。標(biāo)準(zhǔn)合用文檔第九章構(gòu)造可靠度解析1.構(gòu)造可靠度是指構(gòu)造在規(guī)定的時(shí)間（一般指構(gòu)造設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，目前生界上大多數(shù)國(guó)家一般構(gòu)造的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期均為50年）內(nèi)，在規(guī)定的條件（指正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用條件，不考慮認(rèn)為錯(cuò)誤或過(guò)失因素）下，完成預(yù)定功能的概率。3.中心點(diǎn)法的優(yōu)缺點(diǎn)：P1464.可靠指標(biāo)和功能函數(shù)（P138-P139）5.構(gòu)造系統(tǒng)無(wú)效模型（P152）第十章構(gòu)造概率可靠度設(shè)計(jì)法1.2.（1）由于各國(guó)荷載和抗力標(biāo)準(zhǔn)值確定的方式不相同，設(shè)計(jì)目標(biāo)可靠度的水平也有差別，因此不相同國(guó)家構(gòu)造設(shè)計(jì)表達(dá)式的分項(xiàng)數(shù)值取值均不一致。（2）各個(gè)國(guó)家的荷載分項(xiàng)系數(shù)、抗力分項(xiàng)系數(shù)和荷載標(biāo)準(zhǔn)值和抗力標(biāo)準(zhǔn)值是配套使用的，它們作為設(shè)計(jì)表達(dá)式中的一個(gè)整體有確定的概率可靠度意義。千萬(wàn)不能夠采用一個(gè)國(guó)家的荷載標(biāo)準(zhǔn)或抗力標(biāo)準(zhǔn)值，而套用另一個(gè)國(guó)家的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)。計(jì)算題1.已知某擋土墻高度H=8.0m,墻背豎直、圓滑，填土表面水平。墻后填土為無(wú)黏性中砂，重度=18.0kN/m3,有效內(nèi)摩擦角=30°。試計(jì)算作用在擋土墻上的靜止土壓力E0和主動(dòng)土壓力Ea?！窘狻浚?）靜止土壓力E0=1H2K0=12(1cos30)kN/m218.082E0點(diǎn)位于距墻底H處。（2）主動(dòng)土壓力Ea=1H2Ka=118.082tan2(4530)=192kN/m222Ea點(diǎn)位于距墻底H處。2.已知一個(gè)三層剪切型構(gòu)造，如圖計(jì)2-1所示。已知該構(gòu)造的各階段周期和振型為T10.433s、T20.202s、T3、{1}、{2}0.601、{3}2.57，設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的有關(guān)參數(shù)為Tg0.2s，b0.9，amax0.16。（1）采用振型分解反應(yīng)譜法求該三層剪切型構(gòu)造在地震作用下的底部最大剪力和頂部最大位移。（2）采用底部剪力法計(jì)算地震作用下構(gòu)造底部最大剪力和頂部最大位移。標(biāo)準(zhǔn)合用文檔【解】(1)①求有關(guān)參數(shù)各階地震影響系數(shù)Tg1maxT10.90.1620.2023各階振型參加參數(shù)11M1mi1i=Mmi2111i1121120.648222圖計(jì)2-1三層剪切型構(gòu)造2②各階振型地震作用第一振型地震作用F11G111110.07980.669kNF12F13第二振型地震作用F211.074kNF220.716kNF23第三振型地震作用F310.697kNF32F330.141kN③求最大底部剪力各振型地震作用產(chǎn)生的底部剪力為V11F11F12F13V21F21F22F23V31F31F32F330.309kN經(jīng)過(guò)振型組合求最大底部剪力V1222VVV若只取前兩階振型反應(yīng)組合，可得V1V112V212V1④求最大頂部位移各振型地震作用產(chǎn)生的頂部位移為標(biāo)準(zhǔn)合用文檔u13F21F12F13F12F13F13k1k2k318001200600103mu13F21F22F23F22F23F23103k1k2k3mu33F31F32F33F32F33F333mk1k2k310經(jīng)過(guò)振型組合求最大頂部位移u3u2u2u2103m132333若只取前兩階振型反應(yīng)組合，可得u3u132u232103mu3（2）①求底部剪力Tg1maxT1

構(gòu)造總重力荷載為GE因構(gòu)造質(zhì)點(diǎn)數(shù)n=3>1，近似取0.85，則V1FEkGE1②各質(zhì)點(diǎn)地震作用不考慮高階振型影響，則G1H1FEk25F1259GjHj13F29F3135913592213③頂部位移FEkF2F3F3u3k1233m103.求Q235沸騰鋼信服強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)參數(shù)已知：試件資料信服強(qiáng)度的平均值fy280.3N/mm2，標(biāo)準(zhǔn)差fy21.3N/mm2。由于加荷速度及上、下信服點(diǎn)的差別，構(gòu)件中資料的信服強(qiáng)度低于試件資料的信服強(qiáng)度，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，兩者比值X0的均值X00.92，標(biāo)準(zhǔn)差X00.032。規(guī)范規(guī)定的構(gòu)件資料折服強(qiáng)度值為k0fk240N/mm2。標(biāo)準(zhǔn)合用文檔【解】fyfyfyX0X0X0fyX0fs1.076k0fk2402222fyX0fy4.已知：一種鋼管的外徑D的均值為D30.2cm，變異系數(shù)D0.03，壁厚t的均值t1.25cm，變異系數(shù)t0.05。求該鋼管面積的統(tǒng)計(jì)參數(shù)?！窘狻夸摴苊娣e的表達(dá)式為A22t(Dt)[D(D2t)]4鋼管面積的均值為t(D)1.25)2At鋼管面積的方差為A2A222|m2A|mtDtD因A（D-2t）AttD則At）|m=（D-2tAt=|mD而tttDDD因此

222224A鋼管面積的變異系數(shù)為AA

5.一簡(jiǎn)支梁，如圖計(jì)5-1所示。其中P為跨中集中荷載，q為均部荷載，L為梁跨度。則該標(biāo)準(zhǔn)合用文檔梁的承載功能函數(shù)為Z1PL1210kN,qkN2m/M(qL)已知：p48M18kNm;p0.10,q0.15,M。L為常數(shù)，L4m。采用中心點(diǎn)法計(jì)算可靠指標(biāo)?！窘狻縵

L12412MpLq1810424kNm4848pppqqq圖計(jì)5-1簡(jiǎn)支梁及其受載MMM

1.0kN20.150.3kN/m180.050.90kNm22

22ZM

L4

2

L8

2q222=2424248由此計(jì)算可靠度指標(biāo)zL

46.一簡(jiǎn)支梁如圖計(jì)6-1所示。此時(shí)梁的承受功能函數(shù)為11243ZWpf4PLqL已知：wp0.910m,82040.04,f。P、q的統(tǒng)計(jì)參數(shù)同5L為隨機(jī)量，f10kN/m;w題。此時(shí)L4m,L0.05。采用中心點(diǎn)法計(jì)