质心,刚心,规范

质心,刚心,规范篇一：规范阅读报告读书报告 摘要：在毕业之际，学院为了使四年来我们所学的专业知识更系统化，更专业，同时也为了能更好的了解公路桥梁结构的知识，更好的完成毕业设计。学生自己需要阅读了大量的书籍和资料。通过这一期间的学习，不管从结构的概念设计、结构设计、还是抗震设计都有了进一步的理解。特别是对抗震的设计有了进一步的深刻的了解。 关键词：公路工程桥梁工程 抗震 全世界每年大约发生 500 万次地震，其中绝大多数地震都很小，只有用非常灵敏的仪器才能测量到，但还是有 1%的地震是人们能够感觉得到的，而更少的地震会造成严重的破坏。虽然能造成破坏的地震比较少，但给人类社会带来严重的灾难，造成人身伤亡和经济损失。所以作为我们道路桥梁技术人员，就要研究如何防止和减少道路桥梁由于地震造成的破坏。 在国内外抗震设防的目标是要求建筑在使用期间，对不同频率和强度的地震，应具有不同的抵抗能力，即“小震不坏，中震可修，大震不倒” 。道路桥梁在使用期间对不同强度的地震应具有不同的抵抗能力。当设计基准期为 50年时，则 50 年内众值烈度的超越概率为%，这就是第一水准的烈度。50 年内超越概率约 10%的烈度大体上相当于现行地震区划图规定的基本烈度，将它定义为第二水准的烈度。罕遇地震烈度是罕遇的地震，它所产生的烈度在 50 年内的超越概率为 2%，可作为第三水准的烈度。 抗震规范提出了二阶段设计方法以实现上述 3 个烈度水准的抗震的设防要求。第一阶段的设计是在放方案布置符合抗震设计原则的前提下，按与基本烈度相对应的众值烈度的地震动参数，用弹性反应谱法求得结构在弹性状态下的地震作用标准 值和相应的地震作用效应，然后与其他荷载效应按一定的组合系数进行组合，并对结构构件截面进行承载力验算，以控制其侧向变形不要过大。这样，既满足第一水准下必要的承载力可靠度，又可以满足第二水准的设防要求。除了进行第一阶段的设计外，还要进行第二阶段的设计，即按与基本烈度相对应的罕遇烈度验算结构的弹塑性层间变形是否符合规范要求，如果有变形过大的薄弱层，则应修改设计或采取相应的构造措施，以使其能够满足第三水准的设防要求。抗震设计包括计算设计和概念设计，计算设计只是定性的分析结构的受力，不能很好考虑到地震的复杂性和不确定性。而概念设计指在进行结构设计时,首先着眼于结构的总体地震反应,按照结构的破坏机制和破坏过程,灵活运用抗震设计准则,全面合理地解决结构设计中基本问题,既注意总体布置上的大原则,又顾及到关键部位的细节,从根本上提高结构的抗震能力;有时需要运用工程判断解决或处理具体问题。由于地震作用不确定性,以及结构计划假定与实际情况的差异,使“设计计算,”很难有效地控制结构在地震作用下的薄弱环节,因此,对结构抗震设计来说,“概念设计”比“计算设计”更为重要。场地的选择、建筑选型与“强节弱杆、强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的抗震设计准则以及充分考虑结构的延性和 P-效应。当充分考虑到上述内容后,道路桥梁在中震情况下破坏不是很严重以及在大震（罕遇地震）不至于倒塌。这也就是抗震设计的最终目的。 选择工程场址时，应该进行详细的勘察，搞清地形、地质情况，挑选对建筑有利的地段，尽可能避开对建筑抗震不利的地段；任何情况不得在抗震危险地段上建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的道路桥梁。对建筑有利的地段，一般指位于开阔平坦地带的坚硬场地上或密实均匀的硬场地土。对建筑抗震不利的地段，就地形而言， 一般指条状突出的山嘴，孤立的山包和山梁的顶部，高差较大的台地边缘，非岩质的陡坡，河岸和边坡的边缘；就场地土质而言，一般是指软弱土、易液化土，故河道、断层破碎带、暗埋沟谷或半挖半填地基等。在实际工程中，由于建筑功能的要求、场地的限制、城市建筑形式的美观要求以及某些多层厂房巾工艺设备布置的需要等，建筑平面和立体形状往往不可避免地形成不规则形状。在历次破坏性地震中，很多不规则钢筋混凝土结构都显示出因结构不对称引起的扭转效应而加重了震害。我国新的 同时又能有效地提高工程的抗震性能。扭转不规则时，应计及扭转影响，且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的倍。凹凸不规则或楼板局部不连续时，应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型，当平面不对称时尚应计及扭转影响。 平面规则而竖向不规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型，其薄弱层的地震剪力应乘以的增大系数,应按本规范有关规定进行弹塑性变形分析，并应符合下列要求：竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以的增大系数；楼层承载力突变时，薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的 65%。砌体结构和单层工业厂房的平面不规则性和竖向不规则性，应分别符合本规范有关章节的规定。体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构，可按实际需要在适当部位设置防震缝，形成多个较规则的抗侧力结构单元抗震设计的前提是考虑了构件的塑性，即考虑了塑性角的出现。塑性铰:两个无限靠近的相邻截面，当截面弯距达到极限弯距时，可以产生有限的相对转角，这种截面称为塑性铰。塑性铰应具备以下 3 个特征:(1)有一定的范围(称塑性铰区);(2)有限的转角;(3)塑性铰是单向铰;所谓单向铰是因为塑性铰只能沿弯距增大方向发生有限的相对转角，如果沿相反方向变形，则截面立即恢复其弹性刚度而不再具有铰的性质。对于钢筋混凝土结构来说，在一定长度范围内，杆件受拉钢筋屈服，强度不变，变形增大，在受压区棍凝土破坏之前，产生有限相对转角的塑性铰。考虑梁端塑性变形内力重分布而对梁端负弯距进行调幅，可通过选取适当的调幅系数等措施，使塑性铰出现在梁两端，而梁中及柱内则不允许出现，以利于释放地震能量。控制截面的习编值在于控制塑性铰区纵向受拉钢筋的最大配筋率，以保证梁有足够的曲率延性。 “强节点弱” 。结构节点不应先于梁柱屈服破坏，以体现在节点抗剪承载力不低于梁柱抗震承载力。在往复交替的地震水平荷载作用下，当钢筋棍凝土结构节点核心区内的主拉应力超过混凝土的抗拉强度时，结构节点往往会出现 X 形的交叉斜裂缝，进而导致节点区域发生脆性剪切破坏，引起梁端和柱端钢筋在节点核心区的锚固失效，整个构件就会就会变成机动构架，失去承载力而倒塌;对于钢筋混凝土结构，为防止梁柱节点核心区斜裂缝的出现， ，使节点核心区混凝土对钢筋具有良好的约束作用，从而确保钢筋的锚固效果。“强柱弱梁” 。要求结构的梁在端部先出现塑性铰，使结构柱的受弯承载力大于结构梁的受弯承载力。以形成梁铰型延性结构。避免柱先于梁屈服破坏，实现途径是使柱端受弯承载力之和大于梁端受弯承载力之和，这是设计常用的、且容易实现的方式;柱端增设型钢则是在柱的截面尺寸受到限制时采用的特殊方式。通过这方式，可以提高结构延性，使结构柱子能经受较大的变形，以吸收更多的地震能量;在梁端先产生塑性铰，使地震能量得以释放，避免结构倒塌。 “强剪弱弯” 。在梁端塑性铰的转动过程中，要求梁和柱的斜截面受剪承勒力大于其正截面受弯承载力，使之可能发生的将是延性破坏而非脆性破坏。为使梁的破坏形式由弯剪破坏转变为弯曲破坏，可按抗震规范限制结构梁柱端部截面的组合剪力设计值;调整结构梁柱端部截面的组合剪力设计值，以提高剪切抗力同时按相关规范采取恰当的箍筋形式和足够的体积配箍率，以提高构件的剪切抗力，防止斜裂缝的出现和开展，避免地震时发生脆性的剪切破坏。 “强压弱拉” 。钢筋受拉屈服在前，混凝土受压破坏在后。这是杆件截面产生塑性铰的前提。要使受拉区钢筋的屈服先于受压区棍凝土破坏，则要控制柱的轴压比、 篇二：复习提纲 XX一、 填空题（每空 2 分，共 30 分） 1. 按照三个主要阶段的划分方式，飞机设计包括，。 2. 飞机结构和刚度规范中，通常规定安全系数为 3. 机翼的主要平面形状参数中的组合参数有。 4. 最重要的三个飞机总体设计参数是 正常起飞重量 ， 推重比 ， 翼载荷 。 5. 武器的外挂方式包括（列举 3 种） ， 。 6. 根据衡量进气道工作效率的重要参数，一个设计良好的进气道应当口畸变小 ， 阻力低 ， 工作稳定 。 7. 布置前三点式起落架时应该考虑的主要集合参数包括，角 ， 前轮距 ， 主轮距 。 8. 飞机进气道设计主要包含三个性能参数，分别是变 ， 进气道阻力 。 9. 10. 火箭发动机等。 11. 飞机的燃油包括三部分，分别是， ， 。 12. 13. 14. 15. 飞机的阻力包括：摩擦阻力、压差阻力、干扰阻力、诱导阻力、波阻。 16. 17. 为避免横向安定性过大，角。 18. 19. 一般来说，若采用涡轮风扇发动机，超音速飞机采用低涵道比发动机。 20. 在机翼和机身的各种相对位置中，二者之间的气动干扰以 中单翼 单翼 更适应民用航空运输飞机的要求。 21. 飞机燃油箱通常有三种类型，包括， 22. 飞机的起飞重量一般情况下的组成包括 ， ，重量 。 23. 24. 和扭矩 Mz。 25. 每排座位不多于 6 个 712 座 12 座上过道。 26. 应急出口分为四个等级，一对 IA 型应急出口允许 27. 应急出口的数量和布置应便于旅客的迅速撤离，对于客座量大于 44 座的飞机，要求全 部乘员能在 90S 内从飞机撤离至地面。 28. 要求的进口速度。衡量进气道工作效率的重要参数是进气道出口总压恢复。 29. 进气道的四种基本形式 板式进气道。30. 31. 二、 名词解释（每题 5 分，共 20 分） 1 升阻比 飞行器在飞行过程中，在同一迎角的升力与阻力的比值。其值与飞行器迎角、飞行速度等参数有关，此值愈大说明飞行器的空气动力性能愈好。对一般的飞机而言，低速和亚音速飞机可达 1718，跨音速飞机可达 1012，马赫数为 2 的超声速飞机约为 48 2 过载（载荷因数） 除重力外，作用在飞机某方向上的所有外力之合力与当时飞机重量之比值，称为该方向上的过载（载荷因数） 。3 翼载 翼载是飞机重量与机翼参考面积的比值。其中飞机的重量多选择正常起飞重量。而机翼的面积则选择包含部分机身的机翼参考面积。翼载是决定飞机机动性能、爬升性能和起降性能的关键参数。 4 使用载荷（限制载荷） 飞机使用中实际可能遇到的最大载荷。 5 设计载荷（极限载荷） 设计的结构所能承受而不破坏的最大载荷。 6 机翼颤振 颤振是弹性体在气流中发生的不稳定振动现象。弹性结构在均匀气（或液）流中受到空气（或液体）动力、弹性力和惯性力的耦合作用而发生的大幅度振动。它可使飞行器结构破坏。 7 “满应力法”机翼结构设计 是指机翼结构的工作应力 与机翼结构的许用应力相等的设计方法。 8 飞机结构重量系数 是指用飞机结构重量与飞机正常起飞重量之比的百分数来表示结构设计水平。 f 9 飞机前轮摆振 是指当飞机在起飞或着陆滑跑时，它的前轮有时会发生一种偏离其中立位置的剧烈的侧向摆动，轮胎和地面接触的部分相应地发生交变的变形。前轮的摆动又导致前起落架支柱和前机身的晃动，剧烈时甚至形成整个机身从头部传至尾部的颤抖。 10 浸润面积 飞机的外露表面积，可以看做把飞机浸入水中会变湿的那部分面积。 11 单位耗油率 燃油消耗率除以由此产生的推力。 对于喷气发动机，SFC 通常用每小时每磅推力所消耗的燃油磅数度量。 12 面积率 面积律是指为了使波阻最小，飞机所有部件的横截面积叠在一起的分布应该相当于一个最小阻力的当量旋成体（“Sear-Haack” 体）横截面积的分布，或分布曲线比较光滑而无不规则的变化。 13 涵道比 涡轮风扇发动机外涵流量与内涵流量之比称为涵道比。目前民用航空涡扇发动机的涵道比在 1 5 的范围内。 14 结构重量系数： 飞机通常用结构重量系数来表示结构设计水平。 结构重量系效是用飞机结构重量与飞机正常起飞重量之比的百分比来表示。 15 副翼反效 当机翼扭转刚度较小，扭转变形较大时，将导致副翼效应部分甚至全部丧失，这就是副翼反效。 由于机翼的弹性，副翼产生的力矩作用在机翼上也会使机翼向与副翼偏转的相反方向变形扭转，改变机翼的攻角（迎角） ，从而在气动力的作用下产生一个与副翼产生的滚转力矩方向相反的力矩。 当飞行速度达到某一值时，操纵副翼产生的滚转力矩与机翼上气动力引起的弹性变形产生的力矩相互抵消，就会使副翼失效（即副翼效应为零） ，飞机无法操纵。这时的飞行速度称为反效速度。 当飞行速度继续提高，超过反效速度，操作副翼产生的滚转力矩将小于在气动力作用下因机翼变形而产生的反方向力矩。 此时副翼效应为负而起相反的作用。这种情况就被称作“副翼反效” 16 操纵机构反效 操纵机构反效是指当飞机的操纵机构失去原来的气动效率并且其作用发生反向的一种现象。 反效最主要是由于结构的弹性变形引起的。 17 飞机的寿命周期 就飞机而言，其寿命周期指该型飞机从论证开始直到退役为止的整个周期。我国规定， 飞机的寿命周期可分为如下 4 个阶段：（1）研制阶段（2）采购阶段 （3）使用保障阶段 （4）退役处置阶段 18 飞机寿命周期费用 在预期的寿命周期内，为飞机的论证、研制、生产、使用、维修与保障、退役所付出的一切费用之和 三、 简答题（每题 6 分，共 30 分） 1飞机总体设计有什么主要特点（需要简要阐述）？1）科学性与创造性 飞机设计要应用航空科学技术相关的众多领域（如空气动力学、结构力学、材料学、自动控制、动力技术、隐身技术）的成果；为满足某一设计要求，可以有多种可行的设计方案，即总体设计没有“标准答案” 。 2）飞机设计是反复循环迭代的过程。 3) 高度的综合性：飞机设计需要综合考虑设计要求的各个方面，进行不同学科专业间的权衡与协调。 2简述飞机总体设计中发动机推重比初步选取方法。速度匹配，根据不同类型飞机发动机推重比与最大马赫数之间的经验公式，估算所需的发动机推重比。 推力匹配，所需发动机在巡航状态下的推重比约等于巡航状态下飞机升阻比的倒数，再将巡航状态下的推重比转换成起飞时的推重比，即得到所需的发动机推重比。取速度匹配和推力匹配得到的较大值作为初步选取的发动机推重比。 3选择机身几何参数、确定机身外形时，应该考虑哪些方面的要求？ 主要考虑： (1) 机身应具有足够的内部容积，保证满足内部装载的使用要求； (2) 应使机身的气动阻力最小； (3) 要有利于进行结构布置，具有足够的结构高度，便于连接和安装机翼、尾翼等其他部件，等等。 4. 机翼的气动弹性现象主要包括哪几种？机翼刚度的变化对这些现象有什么影响？ 静气动弹性：发散、反效。 动气动弹性：颤振、抖振。 机翼刚度越大，气动弹性现象越不容易发生。 5. 在下图中标出亚音速飞行时焦点、刚心、质心位置，并说出超音速飞行时所发生的位置 变化情况。超音速飞行时，焦点向后移动到 40% 50%的弦长位置。 6简述民航客机的客舱布置中需要考虑的因素。 1）座椅的设计和安排，特别是可调性和腿部空间；2）客舱布置和装饰的美感；3）舱内活动空间；4）舱内空调系统布置；5）舱内噪声和声振动；6）飞机加速度对旅客的影响；7）爬升和下降时机身的姿态；8）续航时间；9）卫生间、休息室和其他设施的舒适度和方便程度；10）娱乐饮食等设施的安排布置。 7飞机总体布局对动力装置的要求。 1）动力装置引起的附加阻力小；2）进气及排气系统的布置应尽量发挥发动机的应有能力；3）发动机推力轴线位置应尽量减少对飞机操纵安定性的影响；4）应保证发动机的使用维护方便；5）应防止跑道上的沙粒吸入；6）应保证安全防火；7）发动机固定接头应简单可靠；8）应保证发动机易于拆装。 8. 简述亚音速和超音速发动机进气道分别有哪些形式。 1）亚音速进气道形式有：NACA 平贴式和皮托管式；2）超音速进气道形式有：外压式、内压式和混合式。 9. 简述飞机结构布局的思路和步骤。 1）根据载荷和结构外形及结构总体布局安排，在多种部件结构形式中选择合理形式；2）结构力求综合利用和承载；3）在静强度布局时，设计力求简练，传力路线力求简短；4）口盖布局避开主传力路线。 10. 展弦比对飞机气动力的影响有哪些？ 1）对于低速飞机，展弦比增大，诱导阻力减小；对于高速飞机，展弦比增大，波阻增大。 2）展弦比增大后升力线斜率增大。 3）展弦比增大，失速迎角减小。 11. 后掠角对气动特性的影响有哪些？ 后掠角增大，可以提高临界马赫数，延缓激波产生，降低波阻；同时会造成升力线斜率降低，最大升力系数降低，升阻比降低。 篇三：结构设计中一些重要的控制指标结构设计中一些重要的控制指标 1、层间位移角 建筑抗震设计规范第条、 高规第条规定，结构应进行多遇地震作用下的抗震变形验算，其楼层层内最大的弹性层间位移与层高之比不宜大于相关层间位移角的限制。 Pkpm 计算时，规范对层间位移角的控制，要求在“刚性楼层假定”的条件下计算。注意层间位移角的计算“不考虑偶然偏心”的影响。 2、周期比 周期比是控制结构扭转效应的重要指标，是结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期的比值。周期比控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系。它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不至于出现过大的的扭转效应。而不是要求结构具有足够大的刚度。 高规第 条规定：结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比。A 级高度高层建筑不应大于，B 级高度高层建筑。 调整结构周期比的措施主要有两种：1）提高结构的抗扭刚度。这样可以改善结构的抗扭性能，是解决结构抗扭薄弱的根本方法。提高抗扭刚度一般需要调整结构布置，增加结构周边构件的刚度，降低结构中间构件的刚度；有时要改变结构类型，如增加剪力墙等。这种改变一般是整体性的，局部的小调整往往是收效甚微的。调整原则是要加强结构外圈刚度，或消弱内筒降低结构中间的刚度，以增大结构的整体抗扭刚度。2）降低平动刚度，使平移周期加长。此法仅适用于原来结构刚度较大，层间位移远小于规范限值的情况。 3、位移比 位移比是控制结构平面规则性的重要指标，是指楼层竖向构件的最大的水平位移和层间位移与本楼层平均值的比值。结构是否规则、对称、平面内刚度是否均匀是结构本身的性能，可以用结构的刚心与质心的相对位置表示，两者相距较远的结构在地震作用下扭转可能较大。由于刚心与质心位置都无法直接定量计 算，规范采用了校核结构位移比的要求。在楼板平面内无限刚性的假定下，增加了附加偏心距计算校核位移比。位移比是一个相对值，在相同的位移比下，当结构刚度较小，平均侧向位移较大时，扭矩产生的最大位移也大，对结构的危害也大。相反，如果同样的位移比，当结构侧向位移较小时，最大位移也叫相对较小，此时可将位移比与位移最大值进行综合考虑，适当放宽位移比的限制。调整位移比的措施有三个：1）提高结构的抗扭刚度，主要调整结构布置。 2）提高结构的抗扭承载力。3）设置防震缝。 4、刚重比 刚重比是控制结构整体稳定的重要因素和是否考虑重力二阶效应的主要参数，是