第八章 结构构件抗力的统计分析
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结构构件抗力的设计值在工程设计中,结构构件的抗力是一个至关重要的考虑因素。
抗力指的是构件能够承受的最大力量或压力,即其抵抗外部作用力的能力。
构件的抗力设计值是为了确保结构的安全性和可靠性而确定的。
我们需要了解构件的抗力设计值与其材料的强度有关。
不同材料具有不同的强度特性,包括抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等。
根据结构构件所受到的主要力学作用,我们可以选择合适的材料,并确定其相应的抗力设计值。
构件的几何形状和尺寸也会影响其抗力设计值。
例如,对于一个梁构件,其截面形状和尺寸的选择将直接影响其抗弯能力。
通过合理选择构件的几何参数,我们可以提高其抗力设计值,使其能够承受更大的荷载。
构件的连接方式和支承条件也会对其抗力设计值产生影响。
连接方式的选择应考虑到构件之间的力传递和传递路径,以确保连接的牢固性和稳定性。
支承条件的选择应考虑到构件在使用过程中的变形和位移,以确保构件的整体稳定性和安全性。
在确定构件的抗力设计值时,我们需要考虑到不同的设计准则和规范。
不同国家和地区的设计准则可能有所不同,但其设计目标都是为了确保结构的安全性和可靠性。
因此,在进行结构设计时,我们需要遵循相应的规范要求,确定合适的抗力设计值。
在实际工程中,我们通常会采用安全系数的概念来确定构件的抗力设计值。
安全系数是指构件实际承受力与其设计承受力之间的比值。
通过设置适当的安全系数,我们可以在一定程度上考虑到不可预测的因素,如材料的不均匀性、结构的荷载变化等。
需要强调的是,构件的抗力设计值应该是一个合理的、可靠的数值。
在设计过程中,我们应该充分考虑到结构的整体性能和安全性,避免过于保守或不足的设计。
通过合理的计算和分析,我们可以得到符合实际情况的抗力设计值,从而确保结构的安全运行。
总结起来,结构构件的抗力设计值是确保结构安全性和可靠性的重要指标。
通过对材料、几何形状、连接方式和支承条件的综合考虑,结合设计准则和规范要求,我们可以确定合适的抗力设计值。
第8章结构抗力的统计分析■关于结构抗力的一些概念●结构抗力的定义✓抗力:抵抗结构荷载效应的能力✓两种抗力:承载力---抵抗荷载作用内力刚度---抵抗荷载作用变形●结构抗力的层次✓整体结构抗力✓结构构件抗力✓构件截面抗力✓截面各点抗力✓目前设计变形抗力要求主要针对整体结构和结构构件,而承载力抗力要求主要针对结构构件或构件截面(将两者统称为构件抗力)。
✓由于承载力抗力更重要,主要讨论承载力抗力的统计分析。
●影响抗力的主要因素✓材料性能的不定性X m✓几何参数的不定性X a✓计算模式的不定性X p8.1 影响结构抗力的不定性设随机变量Y为随机变量X i (i=1,2,…,n)的函数,即均值方差变异系数■推求构件抗力统计参数的近似公式■结构材料性能的不定性结构材料性能:制成构件的强度、弹性模量、泊松比等物理性能。
结构材料性能的不定性产生原因:材料品质、制作工艺、环境条件等的差异。
X m= f c/(k0f k)f c:材料性能实际值;f k:规范规定值(标准值);k0:反映实际值与实验值差异的系数。
X m为一随机变量,为便于统计,令f s:材料性能实验值。
8.3 结构构件几何参数的不定性 分别对X0、X f进行统计,即可得到X m的统计参数■结构构件几何参数的不定性产生原因:结构构件制作和安装的不完全精确。
定义:a:几何参数的实际值(实测值);a k:几何参数的标准值(一般取设计值)。
X a的统计参数为可通过实测统计得到8.4 结构构件计算模式的不定性■产生原因:计算假定、计算模型、计算简化等与实际不完全一致。
定义:R0:结构的实际抗力(可取实验实测值或精确计算值);R c:按规范公式的抗力计算值。
X p的统计参数为可直接统计得到8.5 抗力的统计特征■结构构件抗力的统计特征●结构构件抗力的统计参数△R P:由计算公式确定的结构构件抗力;R(•):R P的函数;f ci:结构构件中的第i种材料的构件性能;a i:与第i种材料相应的结构构件几何参数。
《工程荷载与可靠度设计原理》---课后思考题解答1 荷载与作用1.1 什么是施加于工程结构上的作用?荷载与作用有什么区别?结构上的作用是指能使结构产生效应的各种原因的总称,包括直接作用和间接作用。
引起结构产生作用效应的原因有两种,一种是施加于结构上的集中力和分布力,例如结构自重,楼面的人群、家具、设备,作用于桥面的车辆、人群,施加于结构物上的风压力、水压力、土压力等,它们都是直接施加于结构,称为直接作用。
另一种是施加于结构上的外加变形和约束变形,例如基础沉降导致结构外加变形引起的内力效应,温度变化引起结构约束变形产生的内力效应,由于地震造成地面运动致使结构产生惯性力引起的作用效应等。
它们都是间接作用于结构,称为间接作用。
“荷载”仅指施加于结构上的直接作用;而“作用”泛指使结构产生内力、变形的所有原因。
1.2 结构上的作用如何按时间变异、空间位置变异、结构反应性质分类?结构上的作用按随时间变化可分永久作用、可变作用和偶然作用;按空间位置变异可分为固定作用和自由作用;按结构反应性质可分为静态作用和动态作用。
1.3 什么是荷载的代表值?它们是如何确定的?荷载代表值是考虑荷载变异特征所赋予的规定量值,工程建设相关的国家标准给出了荷载四种代表值:标准值,组合值,频遇值和准永久值。
荷载可根据不同设计要求规定不同的代表值,其中荷载标准值是荷载的基本代表值,其它代表值都可在标准值的基础上考虑相应的系数得到。
2 重力2.1 成层土的自重应力如何确定?地面以下深度z处的土体因自身重量产生的应力可取该水平截面上单位面积的土柱体的重力,对于均匀土自重应力与深度成正比,对于成层土可通过各层土的自重应力求和得到。
2.2 土压力有哪几种类别?土压力的大小及分布与哪些因素有关?根据挡土墙的移动情况和墙后土体所处应力状态,土压力可分为静止土压力、主动土压力和被动土压力三种类别。
土的侧向压力的大小及分布与墙身位移、填土性质、墙体刚度、地基土质等因素有关。
《荷载与结构设计方法》习题解答1 荷载与作用1.1 什么是施加于工程结构上的作用?荷载与作用有什么区别?结构上的作用是指能使结构产生效应的各种原因的总称,包括直接作用和间接作用。
引起结构产生作用效应的原因有两种,一种是施加于结构上的集中力和分布力,例如结构自重,楼面的人群、家具、设备,作用于桥面的车辆、人群,施加于结构物上的风压力、水压力、土压力等,它们都是直接施加于结构,称为直接作用。
另一种是施加于结构上的外加变形和约束变形,例如基础沉降导致结构外加变形引起的内力效应,温度变化引起结构约束变形产生的内力效应,由于地震造成地面运动致使结构产生惯性力引起的作用效应等。
它们都是间接作用于结构,称为间接作用。
“荷载”仅指施加于结构上的直接作用;而“作用”泛指使结构产生内力、变形的所有原因。
1.2 结构上的作用如何按时间变异、空间位置变异、结构反应性质分类?结构上的作用按随时间变化可分永久作用、可变作用和偶然作用;按空间位置变异可分为固定作用和自由作用;按结构反应性质可分为静态作用和动态作用。
1.3 什么是荷载的代表值?它们是如何确定的?荷载代表值是考虑荷载变异特征所赋予的规定量值,工程建设相关的国家标准给出了荷载四种代表值:标准值,组合值,频遇值和准永久值。
荷载可根据不同设计要求规定不同的代表值,其中荷载标准值是荷载的基本代表值,其它代表值都可在标准值的基础上考虑相应的系数得到。
2 重力作用2.1 成层土的自重应力如何确定?地面以下深度z处的土体因自身重量产生的应力可取该水平截面上单位面积的土柱体的重力,对于均匀土自重应力与深度成正比,对于成层土可通过各层土的自重应力求和得到。
2.2 土压力有哪几种类别?土压力的大小及分布与哪些因素有关?根据挡土墙的移动情况和墙后土体所处应力状态,土压力可分为静止土压力、主动土压力和被动土压力三种类别。
土的侧向压力的大小及分布与墙身位移、填土性质、墙体刚度、地基土质等因素有关。