工程结构荷载与可靠度设计原理复习提纲.doc

第二章重力1土是由土颗粒、水和气体组成的三相非连续介质。2雪压单位面积地面上积雪的自重。3基本雪压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。（50年）地形空旷平坦；积雪分布均匀；观察地点与设计地点有相同的地形。第三章侧压力1根据挡土墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可分为静止土压力、主动土压力和被动土压力。三种土压力的受力特点（1）静止土压力挡土墙在土压力作用下，不产生任何方向的位移或转动而保持原有的位置，墙后土体处于弹性平衡状态。（2）主动土压力挡土墙在土压力的作用下，背离墙背方向移动或转动时，墙后土压力逐渐减小，当达到某一位移量值时，墙后土体开始下滑，作用在挡土墙上的土压力达到最小值，滑动楔体内应力处于主动极限平衡状态。（3）被动土压力挡土墙在外力作用下向墙背方向移动或转动时，墙体挤压土体，墙后土压力逐渐增大，当达到某一位移时，墙后土体开始上隆，作用在档土墙上的土压力达到最大值，滑动楔体内应力处于被动极限平衡状态。2水对结构物的力学作用表现在对结构物表面产生静水压力和动水压力。静水压力可能导致结构物的滑动或倾覆；动水压力，会对结构物产生切应力和正应力，同时还可能引起结构物的振动，甚至使结构物产生自激振动或共振。3（1）冻胀力在封闭体系中，由于土体初始含水量冻结，体积膨胀产生向四面扩张的内应力，这个力称为冻胀力。（2）冻土具有负温度或零温度，其中含有冰，且胶结着松散固体颗粒的土，称为冻土。（3）冻胀现象冬季低温时结构物开裂、断裂，严重者造成结构物倾覆等；春融期间地基沉降，对结构产生形变作用的附加荷载。（4）影响冻土的因素土颗粒的大小和土颗粒外形。第四章风荷载1基本风压按规定的地貌、高度、时距等量测的风速所确定的风压称为基本风压。第七章荷载的统计分析1平稳二项随机过程荷载模型的假定为（1）根据荷载每变动一次作用在结构上的时间长短，将设计基准期等分为个相等的TR时段，或认为设计基准期内荷载均匀变动次。T/RT（2）在每个时段内，荷载出现（即）的概率为，不出现（即）的概率为Q0P0Q；1QP（3）在每一时段内，荷载出现时，其幅值是非负的随机变量，且在不同时段上概率分布是相同的，记时段内的荷载概率分布（也称为任意时点荷载分布）为；,IFXPQTX（4）不同时段上的荷载幅值随机变量相互独立，且与在时段上是否出现荷载无关。2一般可变荷载有如下代表值标准值、准永久值、频遇值和组合值。3结构荷载效应是指作用在结构上的荷载所产生的内力、变形、应变等。第八章结构抗力的统计分析影响结构构件抗力的因素很多，主要因素有三种，即材料性能的不定性，几何参数MX的不定性，计算模式的不定性。形成原因AXPX（1）材料性能的不定性是由于材料本身品质的差异，以及制作工艺、环境条件等因M素引起的材料性能的变异，导致了材料性能的不定性。（2）几何参数的不定性是由于制作和安装方面的原因，结构构件的尺寸会出现偏差，AX制作安装后的实际结构与设计中预期的构件几何特征会有差异。（3）计算模式的不定性主要是由抗力计算中采用的基本假定不完全符合实际或计算P公式的近似等引起的变异性。第九章结构可靠度分析1结构可靠度是指结构在规定的时间（一般指结构设计基准期，目前世界上大多数国家普通结构的设计基准期均为50年）内，在规定的条件（指正常设计、正常施工、正常使用条件，不考虑认为错误或过失因素）下，完成预定功能的概率。2结构可靠；结构失效；结构处于极,ZGRS,ZGRS0Z0Z0Z限状态Z是一个函数，R是结构抗力，是作用效应第十章结构概率可靠度设计法1（1）荷载能力极限状态设计式式中结构重要性系数荷载效应组合的设计值（题目中会给出）0SR0S结构构件抗力的设计值，按不同结构的有关规范确定。R可以是力，也可以是弯矩等。说明荷载效应组合的设计值应从下列组合值中取最不利值确定S由可变荷载效应控制的组合12NGKQKQICIQIKISSSS由永久荷载效应控制的组合1NGKQICIQIKISSS上述荷载效应组合中的荷载分项系数，按下列规定采用永久荷载的分项系数G1）当其效应对结构不利时对由可变荷载效应控制的组合，应取12；对由永久荷载效应控制的组合，应取135；2）当其效应对结构有利时一般情况应取10；对结构的倾覆、滑移或漂浮验算时，应取09可变荷载的分项系数QI一般应取14；对标准值大于的工业房屋楼面结构的活载应取1324/KNM（2）正常使用极限状态设计表达式式中结构或结构构件体达到正常使用要求的规定限值，例如变形、裂缝、SC振幅、加速度、应力等的限值。说明（1）对于标准组合（2）12NGKQKCIQIKISSS（2）对于频遇组合（3）12NGKFQKQIQIKISSS（3）对于准永久组合（4）1NGKQIQIKISS其中可变荷载的组合值系数；可变荷载的频遇值系数；可变荷载CIIQ1FIQI的准永久值系数IQ对于一般住宅和办公楼的楼面活荷载，其组合值、频遇值和永久值系数；对于风荷载，其组合值、频遇值和永久值系数2（1）由于各国荷载和抗力标准值确定的方式不同，设计目标可靠度的水准也有差异，因此不同国家结构设计表达式的分项数值取值均不一致。（2）各个国家的荷载分项系数、抗力分项系数和荷载标准值和抗力标准值是配套使用的，它们作为设计表达式中的一个整体有确定的概率可靠度意义。千万不能采用一个国家的荷载标准或抗力标准值，而套用另一个国家的设计表达式进行结构设计。计算题1已知某挡土墙高度80M,墙背竖直、光滑，填土表面水平。墙后填土为无黏性中砂，H重度180,有效内摩擦角30。试计算作用在挡土墙上的静止土压力和主3/MKN0E动土压力。AE【解】（1）静止土压力2880002KH21801COS30MKN/点位于距墙底/3267M处。E（2）主动土压力192AEAKH2123045TAN80122MKN/点位于距墙底/3267M处。2求Q235沸腾钢屈服强度的统计参数已知试件材料屈服强度的平均值，标准差。由于加荷速度及2/380MNYF2/31MNYF上、下屈服点的差别，构件中材料的屈服强度低于试件材料的屈服强度，经统计，两者比值的均值，标准差。规范规定的构件材料屈服强度值为0X920X032X。24/KFNM【解】0763281YFFYF035920000XX07612403800KFFSY08407603522220YFXYF3已知一种钢管的外径D的均值为，变异系数，壁厚T的均值302DCM03D，变异系数。求该钢管面积的统计参数。125TCM05T【解】钢管面积的表达式为224ADTTDT钢管面积的均值为212530215137ATDTCM钢管面积的方差为22222|AMTMDAT因AT（D2T）AT则|MATDT（2）302125870CM|125MADT39CM而125006339TTDDCM因此222224870063909645ACM钢管面积的变异系数为2425057137AAA4一简支梁，如图计51所示。其中P为跨中集中荷载，Q为均部荷载，L为梁跨度。则该梁的承载功能函数为已知2148ZML10,2/,PQKNKNM。L为常数，。采用1801,015,05MPQMKNM4L中心点法计算可靠指标。【解】2214118044488ZPQMLLKNM图计51简支梁及其受载1010PPKN253/QQKM18009MMKN22222248ZMPQLL147322222440910038由此计算可靠度指标4271513ZL5一简支梁如图计51所示。此时梁的承受功能函数为已知21148PZWFPLQL430910,PWM。P、Q的统计参数同4题。4201/FKNM04,05PWF此时L为随机量，。采用中心点法计算可靠度指标。4,5LL【解】图计61简支梁及其受载224344243211481109200424448036101/02103/