第三章按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法

問(wèn)答題目錄1.結(jié)構(gòu)可靠性的含義是什么？它包括哪些功能要求？2.結(jié)構(gòu)超過(guò)極限狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生什么后果?3.建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)是按什么原則劃分的?4.“作用”和“荷載”有什么區(qū)別?為什么說(shuō)構(gòu)件的抗力是一個(gè)隨機(jī)變量?5.什么是結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)?結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為幾類，其含義各是什么?答案答案答案答案答案3.2習(xí)題目錄6.建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該滿足哪些功能要求?結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作壽命如何確定?結(jié)構(gòu)超過(guò)其設(shè)計(jì)工作壽命是否意味著不能再使用?為什么?7.正態(tài)分布概率密度曲線有哪些數(shù)字特征?這些數(shù)字特征各表示什么意義?8.正態(tài)分布概率密度曲線有何特點(diǎn)?9.什么叫結(jié)構(gòu)的可靠度和可靠指標(biāo)?我國(guó)《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)結(jié)構(gòu)可靠度是如何定義的?答案答案答案答案目錄10.什么是結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)?什么是結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)?功能函數(shù)Z>0、Z<0和Z＝0時(shí)各表示結(jié)構(gòu)處于什么樣的狀態(tài)?11.我國(guó)“規(guī)范”承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式采用何種形式?說(shuō)明式中各符號(hào)的物理意義及荷載效應(yīng)基本組合的取值原則。

12.什么是荷載標(biāo)準(zhǔn)值?什么是活荷載的頻遇值和準(zhǔn)永久值?答案答案答案目錄13.什么是荷載的組合值?對(duì)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算，為什么要區(qū)分荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合和荷載的準(zhǔn)永久組合?如何考慮荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合和荷載的準(zhǔn)永久組合?答案目錄結(jié)構(gòu)可靠性的含義是什么？它包括哪些功能要求？答:結(jié)構(gòu)可靠性是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定時(shí)間(設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期)內(nèi)，在規(guī)定條件下(正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù))完成預(yù)定功能的能力。它的功能要求為:(1)安全性；(2)適用性；(3)耐久性。返回結(jié)構(gòu)超過(guò)極限狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生什么后果?答:當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件超過(guò)承載能力極限狀態(tài)，就可能產(chǎn)生以下后果：由于材料強(qiáng)度不夠而破壞，或因疲勞而破壞，或產(chǎn)生過(guò)大的塑性變形而不能繼續(xù)承載，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系。超過(guò)這一極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件就不能滿足其預(yù)定的安全性要求。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件超過(guò)了正常使用極限狀態(tài)，就可能產(chǎn)生以下后果：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)影響正常使用的過(guò)大變形、過(guò)寬裂縫、局部損壞和振動(dòng)。超過(guò)這一極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件就不能滿足其預(yù)定的適用性或耐久性要求。

返回建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)是按什么原則劃分的?答:我國(guó)是根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)破壞時(shí)可能產(chǎn)生的后果嚴(yán)重與否，分為三個(gè)安全等級(jí)。見下表：建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)安全等級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)破壞后果的影響程度建筑物的類型重要的建筑物一般的建筑物次要建筑物很嚴(yán)重嚴(yán)重不嚴(yán)重返回“作用”和“荷載”有什么區(qū)別?為什么說(shuō)構(gòu)件的抗力是一個(gè)隨機(jī)變量?

答：使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力或變形的原因稱為“作用”，分直接作用和間接作用兩種。荷載是直接作用，混凝土的收縮、溫度變化、基礎(chǔ)的差異沉降、地震等引起結(jié)構(gòu)外形或約束的原因稱為間接作用。構(gòu)件的抗力可能隨時(shí)間和空間發(fā)生變化，且這種變化在大多數(shù)情況下都是隨機(jī)的，只能用隨機(jī)變量或隨機(jī)過(guò)程來(lái)描述。

返回什么是結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)?結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為幾類，其含義各是什么?答：整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)的分類：1）承載力極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載力，出現(xiàn)疲勞破壞或不適于繼續(xù)承載的變形。2）正常使用極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值。返回建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該滿滿足哪些功能要要求？結(jié)構(gòu)的設(shè)設(shè)計(jì)工作壽命如如何確定？結(jié)構(gòu)構(gòu)超過(guò)其設(shè)計(jì)工工作壽命是否意意味著不能再使使用？為什么？？返回答：建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該該滿足的功能要要求概括為：安全性、適用性、耐久性。結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用用年限，是指設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)構(gòu)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不不需進(jìn)行大修即即可按其預(yù)定目目的使用的時(shí)期期。設(shè)計(jì)使用年年限可按《建筑筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》》確定，業(yè)主可可提出要求，經(jīng)經(jīng)主管部門批準(zhǔn)準(zhǔn)，也可按業(yè)主主的要求確定。。結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用用年限雖與其使使用壽命有聯(lián)系系，但不等同。。超過(guò)設(shè)計(jì)使用用年限并不是不不能使用，而是是指它的可靠度度降低了。正態(tài)分布概率密密度曲線有哪些些數(shù)字特征？這這些數(shù)字特征各各表示什么意義義？答：正態(tài)分布概率密密度曲線有三個(gè)個(gè)數(shù)字特征：1）平均值，它為隨機(jī)變量量取值的水平，，它表示隨機(jī)變變量取值的集中中位置。平均值值愈大，則分布布曲線的高峰點(diǎn)點(diǎn)離開縱坐標(biāo)軸軸的水平距離愈愈遠(yuǎn)。2）標(biāo)準(zhǔn)差，它是隨機(jī)變量量方差的正二次次方根，它表示示隨機(jī)變量的離離散程度。標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)差愈大時(shí)，分分布曲線愈扁平平，說(shuō)明變量分分布的離散性愈愈大。3）變異系數(shù)，它為隨機(jī)變量量標(biāo)準(zhǔn)差除以其其平均值的絕對(duì)對(duì)值的商，它表表示隨機(jī)變量取取值的相對(duì)離散散程度。如果有有兩批數(shù)據(jù)，它它們的標(biāo)準(zhǔn)差相相同，但平均值值不相同，則平平均值較小的這這組數(shù)據(jù)中，各各觀測(cè)值的相對(duì)對(duì)離散程度較大大。返回正態(tài)分布概率密密度曲線有何特特點(diǎn)？返回答：正態(tài)分布概率密密度曲線特點(diǎn):1）曲線上有且且只有一個(gè)高峰峰；2）有一根對(duì)稱稱軸；3）當(dāng)x趨于+或-時(shí)，曲線的縱坐坐標(biāo)均趨于零；；4）對(duì)稱軸左、、右兩邊各有一一個(gè)反彎點(diǎn)，反反彎點(diǎn)也對(duì)稱于于對(duì)稱軸。什么叫結(jié)構(gòu)的可可靠度和可靠指指標(biāo)？我國(guó)《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)結(jié)構(gòu)可靠度是是如何定義的？？答：結(jié)構(gòu)可靠性是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定定時(shí)間（設(shè)計(jì)基基準(zhǔn)期）內(nèi)，規(guī)規(guī)定條件下（正正常設(shè)計(jì)、正常常使用和正常維維修）能完成預(yù)預(yù)定功能的能力力，可靠度是其完成預(yù)定功功能的概率。可靠指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)坐標(biāo)標(biāo)系中，原點(diǎn)至至極限狀態(tài)曲面面的最短距離。。在抗力和作用用效應(yīng)相互獨(dú)立立，且都服從正正態(tài)分布的簡(jiǎn)單單情況下：返回什么是結(jié)構(gòu)的功功能函數(shù)？什么么是結(jié)構(gòu)的極限限狀態(tài)？功能函函數(shù)Z>0、Z<0和Z＝0時(shí)各表示結(jié)構(gòu)處處于什么樣的狀狀態(tài)？答：設(shè)R為結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力力，S為荷載效應(yīng)，則則Z=R–S就是結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)數(shù)。Z＝0是結(jié)構(gòu)的極限狀狀態(tài)。功能函數(shù)Z>0表示結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)，Z<0表示結(jié)構(gòu)處于失效（破壞）狀狀態(tài)，Z＝0時(shí)表示結(jié)構(gòu)處于于極限狀態(tài)。返回我國(guó)“規(guī)范”承承載力極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式采采用何種形式？？說(shuō)明式中各符符號(hào)的物理意義義及荷載效應(yīng)基基本組合的取值值原則。答：對(duì)于承載力能力極限限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)按荷載效效應(yīng)的基本組合合或偶然組合，，采用下列極限限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)達(dá)式：式中——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；

S——荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值；

R——結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)值；

R（·）——結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力函數(shù)；fc、fs——混凝土、鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；ak——幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值；上式中的0S，在《規(guī)范》各各章中用內(nèi)力設(shè)設(shè)計(jì)值（N、M、V、T等）表示；對(duì)預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)，除應(yīng)根據(jù)據(jù)使用條件進(jìn)行行承載力計(jì)算及及變形、抗裂、、裂縫寬度和應(yīng)應(yīng)力驗(yàn)算外，尚尚應(yīng)按具體情況況對(duì)制作、運(yùn)輸輸及安裝等施工工階段進(jìn)行驗(yàn)算算。《建筑結(jié)構(gòu)荷載載規(guī)范》規(guī)定：：對(duì)于基本組合合，荷載效應(yīng)組組合的設(shè)計(jì)值應(yīng)應(yīng)從由可變荷載載效應(yīng)控制的組組合和由永久荷荷載效應(yīng)控制的的兩組組合中取取最不利值確定。返回什么是荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值?什么是可變荷載載的頻遇值和準(zhǔn)準(zhǔn)永久值?答：從理論上講講，某一荷載的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按其具有一定定保證率的條件件反推得出。例例如，假定其服服從正態(tài)分布，，如果要求95%的保證率，則：：荷載標(biāo)準(zhǔn)值=荷載平均值+1.645荷載標(biāo)準(zhǔn)差。但由于歷史的的原因和荷載的的復(fù)雜性，現(xiàn)行行荷載規(guī)范中的的荷載標(biāo)準(zhǔn)值基基本沿用原規(guī)范范的標(biāo)準(zhǔn)值。可變荷載的頻遇遇值系數(shù)，是根根據(jù)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)準(zhǔn)期內(nèi)可變荷載載超越的總時(shí)間間或超越的次數(shù)數(shù)來(lái)確定的。荷荷載的頻遇值系系數(shù)乘以可變荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值所的的乘積稱為荷載的頻遇值。荷載的準(zhǔn)永久值值為可變荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值與其準(zhǔn)永久久值系數(shù)的乘積積，荷載的準(zhǔn)永永久值系數(shù)是根據(jù)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷荷載達(dá)到和超過(guò)過(guò)該值的總持續(xù)續(xù)時(shí)間與設(shè)計(jì)基基準(zhǔn)期內(nèi)總持續(xù)續(xù)時(shí)間的比值而而確定。返回什么是荷載的組組合值？對(duì)正常常使用極限狀態(tài)態(tài)驗(yàn)算，為什么么要區(qū)分荷載的的標(biāo)準(zhǔn)組合和荷荷載的準(zhǔn)永久組組合？如何考慮慮荷載的標(biāo)準(zhǔn)組組合和荷載的準(zhǔn)準(zhǔn)永久組合？答：當(dāng)結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件件承受兩種或兩兩種以上荷載作作用時(shí)，它們同同時(shí)達(dá)到其標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值的概率將有有所降低。因此此，將其標(biāo)準(zhǔn)值值乘以相應(yīng)的組組合系數(shù)而得到到