工程结构荷载期末复习Word下载.docx
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是指当地空旷平坦地面上根据气象资料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。
基本雪压如何确定：
①当气象台有雪压记录时，应直接采用雪压数据计算基本雪压②当无雪压记录时，可间接采用积雪深度，按公式s=hρg③积雪
对于局部，变异特别大的地区，以及
高原地形的山区，应予以专门的调查和特殊处理。
车辆荷载分类：
车辆荷载属于基本可
变荷载，列车活荷载、汽车或平板挂
车或履带车荷载
哪些属于楼面、屋面活荷载？
①楼面活荷载；
指房屋中生活或工作
的人群、家具、用品、设施等产生的重力荷载。
可分为永久性和临时性。
如住宅内的家具、物品，工业厂房内的机器，设备和堆料，常住人员自重属于永久性活荷载。
聚会的人群、维修时的工具和材料的堆积、室内扫除时家具的聚集属于临时性活荷载。
②房屋活荷载包括房屋均布活荷载、屋面积灰荷载
1.整体结构的自重如何计算？
在计算结构整体的自重时，应根据结
构各构建的材料重度的不同将结构认为划分为多种容易计算的基本构建，先计算基本构建的重度，然后叠加即得到结构的总自重。
（公式）
2.什么是土的有效重度？
土的重力减去水的浮力，称为土的有
效重度。
地下土单位体积的有效重力称为土的有效重度。
3.影响基本雪压的主要因素是什么？
积雪深度，积雪时间和当地的地理气
候条件
4.影响屋面雪压的主要因素及原因是什么
①风：
下雪时，风会把部分本将飘落
在屋面上的雪吹到附近的地面上或其他较低的物体上，称为风的飘积作用。
②屋面坡度：
屋面雪荷载随屋面坡度的增加而减小，主要原因是风的作用和雪滑移。
③屋面温度：
各种采暖屋的积雪一般比非采暖屋上，这是因为屋面散发的热量使部分雪融化，同时也使雪的滑移容易发生。
5.为何对楼面活荷载进行折减？
作用在露面上的活荷载，不可能以统
计的最大荷载同时不满所有的楼面上，因此在设计梁、墙、柱和基础时，还要考虑实际荷载沿楼面分布的变异情况，即在确定梁、柱、墙和基础的荷载基本代表值时，还应将楼面均步活荷载标准值乘以折减系数。
6.什么是土的侧向压力？
包括哪几种类型？
大小的影响因素
①墙后填土的自重或填土表面土的荷
载对墙产生的侧向压力，②包括主动土压力，静止土压力和被动土压力。
侧向压力的性质和大小与墙身的位移、墙体材料、高度及结构形成、墙后填土的性质、填土表面的形状，以及墙和地基之间的摩擦特性等因素有关。
（1）静止土压力_：
如果挡土墙有足够的截面，并且建立在坚实的地基上，
墙在墙后填土的推力作用下，不发生任何移动或滑动，这时墙背上的土压力，称为静止土压力，静止土压力常用E。
表示。
（2）主动土压力：
如挡土墙受到墙后填土的作用绕墙踵向外转动或平行移动时，作用在墙背上土压力从静止
土压力逐渐减小，当墙的移动或转动达到某一数量时，填土内出现滑动面，土体内应力处于极限主动平衡状态。
此时，墙背上的土压力减少到最小值，称为主动土压力Ea。
（3）被动土压力：
如挡土墙受外力作用向着填土方向移动或转动时，
挤压墙后填土，填土对墙身的土压力，
从静止土压力值开始逐渐增大，当墙的移动或转动量足够大时，填土内出现滑动面，土体内的应力处于被动极限平衡状态。
此时作用在墙背上的土压力，增加到最大值，称为被动土压力。
7.兰金土压力理论的使用条件是什么？
墙背垂直、光滑、填土面水平
8.确定墙土的波浪荷载作用时，对不
同种类的波浪应分类别采用那种理论？
①立波采用Sainflow方法
②近区破碎波采用Minkin理论
③远区破碎波采用Plakida理论
9.简述土的冻胀机理，设计中如何考虑有关因素？
土在冻结过程中，土中水分冻结成冰，
并形成冰层、冰透镜体、多晶体冰晶等形式的冰侵入体，引起土颗粒间的相对移动，使土体积产生不同程度的扩胀现象。
当冻土被作为结构物的地基或材料时，冻土的含水量及其所处的物理状态就显得尤为重要。
土体的冻胀特性主要取决于含水量、负温值、土颗粒大小及颗粒外形等因素的影响。
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，称为冻胀力。
10.设计中考虑的冰压力的主要类型有哪些？
河流流冰产生的冲击动压力，冰堆整
体推移的静压力，由于风和水流作用于面积冰层产生的静压力，冰覆盖层受温度影响膨胀时产生的静压力，冰层因水位升降产生的竖向作用力。
兰金土压力和库伦土压力p23-28
第三章
1试述风的形成原因
风是空气相对于地面的运动，它是空
气从气压大的地方向气压小的地方流动形成的。
2试述风速和风压的关系：
w=1/2ρv2=rv2\2g
3基本风压是如何规定的
·
1以10m为标准高度
2地貌安空旷平坦的地貌而定
3我国规定基本风速的时距为
10min
4最大风速的样本时间为1年
·
5我国规定基本风速的重现期为50
年
4非标准条件下如何换算基本风压
1非标准高度换算
2非标准地貌的换算
3风压高度变化系数
4不同时距的换算
5不同重现期的换算
5脉动风有何特点
1脉动风是由于风的不规则性引起的，其强度随时间随机变化
2周期短，与工程结构的自振周期较接近，引起结构顺风向振动，使结构产生动力响应。
3地面粗糙度大的上空，平均风速小，脉动风向的幅值大且频率高，反之，粗糙度小的上空，平均风速小，脉动风幅值小且频率低
6工程中为什么要重视横向风振
横向风力较顺风向风力小的多，当结
构对称时，横风向风力可以忽略，对于超高层建筑、烟囱，高耸塔架等细长柔性结构，虽然最大水平风力或位移出现在顺风向，但引起可感觉的运动，甚至不舒服的最大加速度可能发生在垂直于风的方向，即横风向，这是因为横向风力由于不稳定的空气动力特征，可能会产生很大的动力效应，即风振，因此应引起足够重视
7什么是风荷载体型系数，风压高度变化系数和风振系数
1风在建筑物表面引起的实际压力或吸力计算来流风的速度压的比值称为风荷载体型系数
2任意粗糙任意高度处的风压为，将它与标准粗度下标准粗糙度下标准高度处的基本风压之比定义为风压高度变化系数·
3风振系数
8什么条件下需要考虑结构横向风效应
当横风向风作用能够引起结构的共振
效应时，横向风效不能忽略，有时横向风效应甚至对结构亢奋设计起控制作用
9如何求得结构总风效应
10什么情况下会发生结构横向驰振
外界激励可能发生负阻尼成分，当负
阻尼大于正阻尼时，结构振动将不断增加直到达到极幅值而破坏，这种现象称为驰振
第四章
1地震按其成因分为火山、陷落、构
造地震。
按震源深浅分为浅源、中源、深源地震。
2构造地震的形成：
构造地震是地球
内部不停运动的结果。
在地球的运动
过程中，始终存在巨大地能量，而组成地壳的岩层在巨大地能量作用下，也在不停地连续变动，不断发生褶皱、断裂和错动。
3我国地震分布特征：
我国东临太平
洋地震带，南接欧亚地震带，位于世
界两大地震带的交汇处，地震分布广，地震发生频繁。
我国主要有两条地震带①南北地震带②东西地震带。
我国大致可分为六个地震活动区，即台湾及附近海域、喜马拉雅山脉活动区、南北地震带、天山地震活动区、华北地震活动区和东南沿海地震活动区。
4什么是震级？
什么是烈度？
它们的关系如何？
震级：
衡量一次地震大小的等级。
烈
度：
是指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。
地震的震级表示一次地震释放能量的大小，地震烈度则是对经受一次地震时一定地区内地震影响强弱程度的综合分析评价，二者概念不同。
一般一次地震的震级越大，确定地点上烈度也越大。
震中区时一次地震烈度最大的地区，震中烈度是震级深度的某种函数：
M=0.58I+1.5
5什么是地震波？
地震波包含了哪几种？
地震波：
地震引起的震动以波的形式
以震源各个方向传播并释放能量。
包括体波（横波和纵波）和面波（瑞丽波和勒夫波）
6描述地震动的主要参量：
震动的幅
值、频谱和持时
7什么是地震作用？
水平地震作用与哪些因素有关？
地震时，地面因地震波的作用而发生
强烈运动，带动结构的基础，结构则因基础的运动而被迫发生震动。
在震动过程中，结构的质量因受到地面运动加速度和结构振动相对加速度作用
而产生惯性力，这种由于地面运动而引起的惯性力称为地震作用。
因素：
地震引起的地面水平加速度，结构自身的特征
8简述地震反应谱的形成过程
根据大量强震记录计算出对应于每一
条强震记录的反应谱曲线，然后分类平均，并以某种意义上的外包线的形成加以光滑，求出具有统计意义上的代表性曲线。
9影响地震反应谱因素：
阻尼比、地
基条件
10简述振型分解反应谱法和底部剪力法的基本原理和步骤1）振型分解法，将多自由度体系分
解为多个独立的单自由度体系的振型反应，利用地震反映谱先求出各振型下的最大地震作用及相应的地震作用效应，然后将这些效应组合，求得结构的最大地震作用效应。
2）底部剪力法是将多自由度体系视为等效单自由度体系，在确定地震影响系数之后，先计算结构底部截面的水平地震剪力，即求得整个房屋的总水平地震作用，然后按照某种竖向分布规律，将总地震作用沿建筑物高度分配到各个质点上，得出分别作用于各质点上的水平地震作用。
地震波和地面运动的关系：
1纵波由于传播方向与质点的运动方向一致，
在震中附近竖向震动比较明显，引起地面竖向震动2横波由于传播方向与质点的运动方向垂直，故水平振动明显。
3纵波先到达地面，横波后到达，横波对地面的破坏作用大
第五章
变形作用：
由于外界因素的影响使得
结构物产生应力和应变。
爆炸作用：
当爆炸冲击波与结构物相遇时会引起压力，密度，温度和质点
速度迅速变化这种冲击波与物体间相互称为爆炸作用。
1：
温度作用的概念和基本原理
当某一结构或构件的温度发生变化时，
体内任一点（单元体）的热变形（膨胀或收缩）由于受到周围相邻单元体的约束（内约束）或其边界受到其他结构或构件的约束（外约束），使体内该点产生一定的应力，这种应力称为温度应力，或热应力。
因而从广义
上来说，温度作用也是一种荷载作用。
如水化热，气温变化，生产热和太阳辐射等都属于温度作用。
2：
为什么说变形作用从广义上来讲也是一种荷载作用？
这里的变形是指由于外界因素的影响，
如结构或构件的支座移动或地基发生不均匀沉降等，使得结构物被迫产生的变形。
如果结构为静定结构，则允许构件产生符合其约束条件的位移，此时机构内产生应力和应变。
若结构为超静定结构，则多余约束将束缚结构的自由变形，从而产生应力和应变。
因而从广义上讲，这种变形作用也是荷载作用。
3：
什么是混凝土的收缩和徐变？
他
们对于混凝土结构有何利和不利影响？
混凝土的收缩就是混凝土在空气中硬化时体积减小的现象。
它主要是由于水泥胶体的凝缩和干燥失水以及碳化作用引起的。
影响：
混凝土在不受力情况下的这种自发变形，如果受到外部支承条件或内部钢筋的约束，会在混凝土中产生拉应力，从而加速裂缝的产生和发展，影响构件的耐久性和疲劳强度等性能。
钢筋混凝土露面和梁柱等构件，在受荷之前，由于钢筋限制了混凝土的部分收缩，使构件的收缩变形比混凝土的自由收缩要小些。
但当混凝土的收缩较大，构件中配筋又较多时，就可能产生收缩裂缝。
此外，在预应力混凝土结构中，混凝土的收缩导致预应力损失，降低构件抗裂性，并使某些对跨度变化比较敏感的超静定结构（如拱结构）产生不利内力。
混凝土的徐变：
混凝土的徐变则是在荷载的长期作用下，混凝土的变形随时间而增长的现象。
在钢筋混凝土结构中，由于钢筋与混凝土之间存在粘结力，二者能够共同工作，协调变形，混凝土的徐变将使构件中钢筋的应力或应变增加，
混凝土应力减小，因此内力发生重分布，这有利于防止和减小结构物裂缝的形成，降低大体积混凝土内的温度应力。
但是混凝土的徐变对结构也有不利影响，如在长期荷载作用下的受弯构件，由于压区混凝土的徐变，可使挠度增大1~2倍。
长细比较大的偏心受压
构件，由徐变引起的附加偏心距增大，会使构件的强度降低约20%。
在预
应力混凝土结构中，徐变引起预应力损失，有时可达总损失的50%，在高应力长期作用下，甚至导致构件破坏。
徐变也可使建筑于斜坡上的混凝土路面发生开裂，而且过度的变形影响到路面的平整度。
4：
简要说明爆炸对物体的作用过程。
对地面结构和地下结构，爆炸荷载分别应如何计算？
当爆炸发生在等介质的自由空间中时，
从爆炸的中心点起，在一定范围内，破坏力能均匀地传播出去，并使在这个范围内的物体粉碎，飞散，使结构进入塑性屈服状态，产生较大的变形和裂缝，甚至局部破坏或倒塌。
地面结构：
当冲击波碰到房屋正面时会发生反射作用，压力迅速增长，正反射压力值可按下式计算：
Kf=△Pr/△P1=1+7*（△P1+1/△P1+7）凑合看吧。
。
其后冲击波绕过目标继续
前进，对目标的侧面和顶部产生压力，最后绕到目标的背面，对后表面产生压力，这样，目标便陷入冲击波的包围之中。
背面的荷载也与顶部和侧面的过程大致相同，压力需经过一定时间才能达到大致稳定的数值，可以认为绕射过程结束，这时，作用于结构各个面上的荷载分别等于各个面上的超压和拖曳的代数和即△Pm（t）
=△P（t）+Cdq（t）除了考虑结构各个面上的荷载之外，还应注意作用于整个结构物上的净水平荷载。
它等于正面的荷载减去背面的荷载。
地下结构：
几种近似计算法1现行的地下抗爆结构计算法2相互作用系数法3结构周边动荷的简化确定法。
现行的地下抗爆结构计算法a：
顶盖动荷载P1=KfPhPh=△Pme的-ah次方 b：
侧墙动荷载P2=ξPh
Ph=【1-h/v1t2 *（1-δ）】△Pmsc：
底板动荷载P3=ηP15：
汽车制动力和吊车制动力的本质
是什么？
实用上各是如何进行取值的？
汽车制动力是汽车刹车时为克服其惯性运动而在车轮和路面接触面之间产生的水平滑动摩擦力，其值为摩擦因数乘以车辆的总重力。
其方向与汽车前进方向相同。
具体取值：
对于1~2车道，制动力按布置在荷载长度内的一行汽车车队总质量的10%计算，但不得小于一辆重车重量的30%.当采用城—A级汽车荷载设计时，制动力应采用160KN或10%车道荷载，并取两者中的较大值，但不包括冲击
力。
当采用城—B级汽车荷载设计时，制动力应采用90KN或10%车道荷载，并采取两者中的较大值，但不包括冲击力。
对于四车道的桥梁，制动力按上述规定数值增加1倍。
履带车和平板挂车不计制动力。
吊车制动力：
吊车在启动和运行中的刹车都会产生制动力。
吊车制动力分为纵向制动力和横向制动力两种。
纵向制动力是指吊车沿厂房纵向启动或制动时，由吊车自重和吊重的惯性力所产生的水平荷载。
横向制动力是指载有额定最大起重量的小车，沿厂房横向启动或制动时，由于吊重和小车的惯性力而产生的水平荷载。
吊车纵向水平制动力标准值，应按作用在一边轨道上所有刹车轮的最大轮压之和的10%采用，该力的作用点位于刹车轮与轨道的接触点，其方向与轨道方向一致。
6：
汽车冲击力和车船撞击力的计算原理
辆以正常或较高时速在桥上行驶时，
由于车辆荷载的快速施加，以及桥面的不平整，车轮不圆，发动机抖动等原因，会引起桥梁结构的振动，这种动力效应通常称为冲击作用。
对于冲击作用还不能作出符合实际情况的理论分析和实际计算，只能采用粗糙的近似方法，即以冲击系数来考虑冲击作用的影响。
处于通航河流或有漂流物河流中的桥
梁墩台应计入船只或漂流物的撞击力。
这个撞击力有时是十分巨大的，可以达到1000KN以上。
因而在可能条件下，应采用实测资料计算。
撞击力可按船只或排筏作用于墩台上的有效动能全部转化为静力功的假定进行计算。
7：
地下结构在什么情况下应考虑浮力作用？
对存在静水压力的透水性土，引其空
隙存在自由水，均应计算水浮力。
对桥梁墩台，由于水浮力对墩台的稳定性不利，故在盐酸墩台稳定是，应采用设计水位计算。
当验算地基应力计基地偏心时，仅按低水位计算浮力，或不计浮力，这样考虑比较安全合理。
当基础嵌入不透水性地基时，完整岩石上的基础，当基础与基底岩石之间灌注混凝土且基础良好时，水浮力可以不计，但遇到破碎的或裂隙严重的岩石，则应计入水浮力。
作用在桩基承台地面的水浮力，应按全部底面积计算，但桩潜入岩层并灌注混凝土者，在计算承台底面浮力时，应扣除桩的截面面积。
此外管桩亦不计水的浮力。
8：
预加力的作用是什么？
对结构施加预应力的方法有哪些。
预加应力作用：
抵抗结构承受的拉应
力或弯矩，有可用预拉应力来抵抗结构承受的压应力。
对结构预加应力的方法：
1外部预加力和内部预加力2先张法和后张法3预弯梁预加力
第六章
1为什么把何在处理成平稳二项随即过程模型？
简述其基本假定。
荷载随机过程的样本函数是十分复杂
的，它随荷载的种类不同而异。
目前对各类荷载随机过程的样本函数及其性质了解甚少。
对结构设计和可靠度分析来说，最有意义的是设计基准期内的荷载的最大值Qt，不同的设计基准期内的Qt是不同的。
为了简化起见，对于常见的楼面活荷载，风荷载，雪荷载等采用了平稳二项随即过程的概率模型。
基本假定：
①设计基准期T可以分为r个相等时段τ，荷载一次持续
施加在结构上的时段长度为τ，或认为设计基准期内荷载均匀变动
r=T/τ次②在每一时段τ上，荷载
Q（t）出现[Q（t）>
0]的概率为
p，Q（t）<
=0的概率为q=1-p③在每一时段上，当荷载出现时，其幅值是非负随机变量，且在不同时段上其概率分布函数FQ（ix）相同，
FQ（ix）成为荷载的任意时点
分布。
④不同时段τ上的荷载幅值随机变量相互独立，且在于各时段上荷载是否出现相互独立。
1.荷载的统计参数包括哪些？
进行荷
载统计时必须统计的三个要素是什么？
荷载的统计参数主要指荷载取值的平均水平和分散程度的数字特征，诸如均值，标准差，变异系数等，通常根据实测数据，按照数理统计的参数估计方法确定。
三个统计要素：
①出现一次的平均持续时间，即出现一次荷载的时段长度τ=T/r，②在每一时段τ上，荷载Q（t）出现的概率
p。
③荷载随机过程的任意时点分布函数FQ（ix）。
2.简述Turkstra和JCSS的组合原则
T规则轮流以一个荷载效应在设计基
准期T内的最大值与其余荷载的任
意时点值组合
J规则先假定可变荷载样本函数为平稳二项随机过程，将某一可变荷载
Q1（t），在设计基准期[Q,T]内的最大值效应，maxS1（t）持续时间为τ1，与令一可变荷载Q2（t）在时间段τ1内的局部最大值效应maxS2（t）,,以及第三个可变荷载Q3（t）在时间段τ2内的局部最大效应maxS3（t）相组合，依此类推。
3.荷载代表值包括哪些？
有何意义
荷载标准值：
是荷载的基本代表值，
为设计基准期内最大荷载概率分布的
某一分位值。
荷载组合值：
是考虑加在结构上的各
可变荷载不可能同时达到各自的最大值，因此取值不仅与荷载本身有关，而且与荷载效应组合采用的概率模型有关。
频遇值：
是对可变荷载而言的，是正
常使用极限状态按频遇组合设计采用
的一种可变荷载代表值
准永久值：
是对可变荷载而言的。
是正常使用极限状态按永久性组合和频
遇组合设计采用的可变荷载代表值。
4.住宅和办公楼楼面活荷载各服从什么分布？
其标准值如何确定？
5.简述荷载设计值及其取值原则。
结构设计时，考虑荷载变异性对结构
或构件的影响，引入荷载设计值的概念。
将荷载设计值定义为荷载代表值乘以荷载分项系数。
第七章
不定性：
对结构可靠性有影响富人因
素的变异性。
影响结构构件抗力不定性的因素：
结构构件材料性能、结构构件几何参数、
结构构件计算模式。
材料性能的不定性：
由材料质量因素以及制作工艺、加荷环境、尺寸等因
素引起的结构构件中材料性能的变异性.
结构构件几何参数的不定性：
制作尺
寸偏差和安装误差引起的结构构件几
何参数的变异性。
结构构件计算模式的不定性：
抵抗力计算中采用的某些基本假定的近似性
和计算公式的不精确性等引起的对结构构件抵抗力估计的不定性。
材料的性能包括强度、弹性模量和变
形模量。
材料的强度:
材料或构件抵抗破坏的能力。
混凝土强度设计值包括抗压强度设计值和抗拉强度设计值，分别由混凝土轴心抗压强度和轴心抗拉强度标准值除以混凝土强度的分项系数r。
材料强敌设计值包括混凝土强度设计值、钢筋强度设计值和砌体强度设计值。
第八章
可靠度：
对结构可靠性的概率度量，
即结构在规定的时间内在规定的条件
下，完成预定功能的概率。
可靠度的规定条件：
结构的成长设计正常施工成长使用的条件。
可靠度的规定时间：
一般是指就饿够
的设计基准期，分析结构可靠度时确
定各项基本变量取值而选用的时间参数。
预定功能：
指结构的安全性，适用性
和耐久性。
为什么规定条件、规定时间？
传统的安全度概念主要是针对结构的
承载能力（特别是强度）而言的，其定义为在正常设
计、正常施工和正常使用的情况下，结构物对抵抗各种影响安全的不利因素所必须具备的安全储备大小。
这个定义指出了结构所处的条件必须是
“正常的”，这里的各种不利因素，事实上是对不定性的承认，但最
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