39.影响结构构件抗力的因素很多,主要因素有 种,分别是材料性能的不定性Xm 几何参数的不定性 Xa 计算模式的不定性Xp。 40.结构的极限状态可以分为承载能力极限状态和正常使用的极限状态。 (三)简答题 2.叙述结构的功能要求有哪些答:能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用;在正常使用时具有良好的工作性 能;在正常维护下具有足够的耐久性能;在偶然时间发生时及发生后,仍能保持必须的整体稳定 3.简要说明结构的荷载与荷载效应有何区别与联系答:荷载是由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力。效应:作用在结构上的荷载 使结构产生内力、变形。例:应力、应变、位移、速度。 4.说明基本风压应符合的规定 答:基本风压通常应符合以下五个规定。标准高度的规定。我国《建筑结构荷载规范》规10m高为标准高度。地貌的规定。我国及世界上大多数国家规定,基本风速或基本风压按空旷平坦地貌而定。公称风速的时距。规定的基本风速的时距为 10min。最大风速的样本 时间。我国取1 年作为统计最大风速的样本时间。基本风速的重现期。我国规定的基本风速的 重现期为50 5.什么是荷载的代表值,它们是如何确定的答:荷载代表值是设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值。 荷载的标准值:是荷载的基本代表值,其他代表值可以在标准值的基础上换算来。它是设计基 准期内最大荷载统计分布的特征值。是建筑结构在正常情况下,比较有可能出现的作大荷载值。 永久荷载均用荷载标准值来表示。 准永久值:结构上经常作用的可变荷载,在设计基准期内有较长的持续时间,对结构的影响类 似于永久荷载。准永久值是在标准值基础上进行折减。折减系数根据荷载的类型不同而不同。 荷载组合值:当荷载在结构上有两种或两种以上的可变荷载时,荷载的代表值采用组合值。 荷载频遇值:可变荷载在结构上较频繁出现较大值,主要用于荷载短期效应组合中。 6.直接荷载与间接荷载的区别 答:能使结构产生效应得各种因素总称为作用;将作用在结构上的因素称为直接作用; 不是作用,但同样引起结构效应的因素称为间接作用; 直接荷载为狭义的荷载,广义的荷载包括直接荷载和间接荷载。 7.简述屋面形式对雪压的影响 答:风对屋面积雪的影响: 漂积作用:在下雪过程中,风会把部分将飘落在屋顶上的雪积到附近的地面上或其它较低的物 屋面坡度对积雪的影响:由于风的作用和雪的滑移特征,坡度越大,滑落的雪越多,雪压越小。受日照时间的不同,引进屋面积雪分布系数不同。 8.土压力的影响因素 答:墙体的形式与刚度,墙背竖直、墙背倾斜受压力形式不同。 不同刚度的墙体抵抗土压力产生的变形不同; 墙后土体的性质,墙后土体的重度不同,产生的应力不同; 填土面的形式,水平和倾斜不同,相当于水平地面上加一附加压力; 外施荷载的形式,均布荷载,基坑侧向地面上有已建建筑不同; 例如:局部均布荷载,在基坑侧的地面局部布建筑;可变荷载,地面施工机械、车辆荷载;集中 荷载,山坡建水塔,雷达站。 9.静止土压力、主动土压力形成机理 答:静止土压力:支挡结构在土压力作用下不产生任何方向的位移或转动,保持原有位置, 墙后土体没有破坏,土体处于弹性平衡状态。此时墙背土压力为静止土压力。 主动土压力:支挡结构在土压力作用下,向墙内移动或转动,墙后土压力逐渐减小,当达到某一 位置时,墙后土体压力减小,当达到某一位移时,墙后土体开始下滑,作用在挡土墙上的土压力 最小,滑动契体体内应力处于主动极限平衡状态,此时作用在墙背上的土压力成为主动土压力。 10.朗肯土压力理论的基本假设 答:朗肯土压力理论的基本假设: 不考虑挡土墙及回填土的施工因素,不扰动土体,不改变其自然的应力状态;挡土墙墙背竖直,光滑,填土面水平,无超载。墙背与土体不产生摩擦力,无剪应力作用,无超 载,水平向无剪应力,使土体在竖向和水平向应力的主应力状态。. 11.风振形成机理 答:横风向力主要引起风振。对于高层结构风振是由气流本身的动力特性形成的。在结构正 面风速受到障碍减小,逐渐降低,风总要绕过建筑物,则沿AB绕行,风速逐渐增大在 大值。绕过结构后,风要恢复自由状态,沿BC 流动,受摩擦风速减小,在某处摩擦力耗损使风 速降为零,在BC段出现风停滞现象,形成漩涡,引起风振。当漩涡脱落频率与结构自振频率接 近时,结构发生剧烈共振,产生横风向风振。 14.底部剪力法的原理及基本假设 答:底部剪力法是振型分解反映谱法的简化方法,首先计算地震产生的底部最大剪力,将剪 力分配到结构各质点上。两个假设: 结构地震反应以第一振型为主; cH任意质点得振型坐标与该质点离地面得高度成正比。 jii16.简述先张法预应力和后张法预应力的实现过程 答:先张法预加力:先张拉钢筋,后浇筑包裹钢筋的混凝土,当混凝土达到设计强度后钢 筋和混凝土之间产生粘结力,钢筋的弹性恢复对混凝土产生的压力。 后张法预加力:先浇筑混凝土,混凝土中预留放置钢筋的孔道,待混凝土达到设计强度后张拉 钢筋,通过锚固使钢筋的弹性变形传给混凝土。 18.简述影响结构抗力的不定性 答:不定性因素包括:材料性能的不定性、几何参数的不定性、计算模式的不定性。 结构材料性能是指制成构件的强度、弹性模量、泊松比等物理性能。受材料本身差异,制作工 艺、环境条件因素影响; 结构几何参数指结构截面几何特征,高度、宽度、面积、惯性距、抵抗矩等。受制作、安装会 使结构尺寸出现偏差的影响。 结构构件计算模式的不定性指抗力计算中采用的基本假设不完全符合实际或计算公式的近似 引起的变异。受采用理想弹性、理想塑性,均质性、各项同性,采用铰支座,固定支座代替边界 条件等因素影响。 19.建筑结构的两种极限状态的表现形式 答:承载能力的极限状态:这种极限状态对应于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续 承载的变形。 结构丧失稳定性(压曲)。正常使用的极限状态:这种极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性的规定限值。 影响正常使用的振动;影响正常使用的其他特征(墙皮脱落,防水失效)。 20.什么是结构的可靠度,如何理解该概念 答:结构可靠度是结构可靠性的概率量度。结构在规定时间内,在规定条件下,完成预定功 能的概率。规定时间指结构设计的基准期,50 年。规定条件指正常设计、正常施工、正常使用 条件,不考虑人为过失因素。其数学表达式为 21.结构设计的目标要考虑哪些个因素 答:结构设计的目标有四个因素需要考虑: -4; 10 公众心理:失效概率为 结构重要性:结构重要性高,可靠度应定得高;结构破坏性质:脆结构设计的目标可靠度要高于延性破坏的结构; 社会经济承受力:经济越发达,公众对工程可靠度要求越高。 22.民用建筑楼面活荷载在工程 设计时如何确定这些荷载的量值随时间发生变化,家具、民用建筑楼面活荷载是指建筑物中人群、 设施等产生的重力作用,答: 位置也是可以移动的,又称可变荷载。工程设计上一般将楼面活荷载处理为等效均布荷载,均布 荷载的取值与房屋 《荷载规范》根据楼面上人员活动状态和设施分布情况给出了各类房屋或荷载的取值。当楼面上的活的功能有关。 荷载不可能同时满布时,在计算结构或构件到楼面荷载效应时可对楼面均布 活荷载予以适当折减。 工业建筑楼面活荷载如何考虑 23.答:工业建筑楼面活荷载是指厂房车间 在生产使用或安装检修时,工艺设备、加工原料和成品部件等产生的重 力作用。由于厂房加工的性质不同,楼面活荷载的取值有较大的差异。在设计多层工业厂房时, 活荷载应由工艺提 供,或由土建人员根据有关资料自行确定,常见的工业建筑楼面活荷载按规 范取值。 工业厂房中吊车荷载如何考虑 24.个等级作为设计依据。吊车的竖 答:工业厂房结构设计应考虑吊车荷载作用,吊车按其工作的繁重程度分为当厂吊车的水平荷载由运行机构启 动或制动时产生的水平惯性力引起。向荷载以最大轮压和最小轮压的形式给出;各台吊车同时处 考虑到各吊车同时聚集在同一柱范围内可能性小且每台吊车影响范围有限,房内设有多台吊车时, 于最不利状态的概率更小,需对参与组合的吊车数量加以限制,考虑多台吊车荷载的折减。 25. 形体不均匀高层建筑中地震作用如何考虑答:地震时地面会发生水平运动和竖向运动,从而引起 结构的水平振动和竖向振动,当结构体型复杂、质心和 刚心不重合时,还会引起结构扭转振动。一般情况下,水平地震作用对结构起控制作用,可沿结 构两主轴方向分别计算水平地震力;对明显不均匀、不对称的结构应考虑水平地震力引起的扭转 影响;高烈度区的高耸及高层建筑结构、大跨度及长悬臂结构应考虑竖向地震作用。(四)计 算题 某挡土墙高7m,墙背竖直,光滑,填土面水平,墙后为粘性土, 1.03kpa3010C18.5kN/mEEp 和被动土压力 。,求其主动土压力 主动压力:被动土40m=,位于城市中心,建筑高度27m,平面沿高度保持不变,迎风 面宽 B3.已知一矩形平面钢筋多层建筑如图 116.020.s 高风速确定的基本风10m,离地面 地面粗糙度指数 ,基本风压按地面粗糙度指数的地貌 a01.2m/.55kN0z0(标准地貌的梯度 风高为,风振系数沿高度不变为 ,求建筑物底部弯矩。压为 400m,建筑物沿高度划分为三段计算)350m;该城市梯度风高为 9m 9m 9m 40m 数变风压高度化系73141.40900.64518.759MHAHAAH270.4 899312322113,0.55KN/ m0.16,基本风压 平面为圆形,直径7m,总高度 H=100m,地貌 变化指数 为为6.某钢筋混凝土烟筒,0051.07s,.0Tsm/v29.67 基本风速 ,。确定共振区范 思路:解题向解:横风风振的判断16.0100s/.29.6789m42vH10速部风顶 11s59m/ 57v5Df5D32.cr0741.T 速:风临对应 速,发生共振。风速大于临界风部顶160.267s/m29.6740.22vH2103 取H,处风速计算雷诺数3 66103.519.4310R 强共振。会出现e1v5932.160.cr m.02HH18100 18942.vH1v3.11.332.5916.0cr10H92.67mH26729.v:共振范围0