荷载与结构设计方法原创论文2
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荷载与结构设计论文影响结构可靠度的不确定性因素分析及研究1.引言结构可靠度是指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。
换句话说,结构可靠度方法要解决的根本问题是:在给定一个或多个材料特性或几何尺寸,而这些特性具有随机的或不完全知道的性质,以及在某些方面,结构上作用的荷载具有随机的或不完全知道的特性的情况下,结构按预定方式工作的概率是多少?工程结构要求具有一定的可靠性,是因为工程结构在设计、施工、使用过程中具有种种影响其安全、适用、耐久的不确定性. 这些不确定性大致有以下几个方面.1.事物的随机性. 所谓事物的随机性,是由于事件发生的条件不充分,使得在条件与结果之间不能出现必然的因果关系,从而事件的出现与否表现出不确定性,这种不确定性称为随机性. 研究事物随机性问题的数学方法主要有概率论、随机过程和数理统计.2.事物的模糊性. 事物本身的概念是模糊的,即一个对象是否符合这个概念是难以确定的,也就是说一个集合到底包含哪些事物是模糊的,非明确的,主要表现在客观事物差异的中间过渡中的“不分明性”,即“模糊性”. 研究和处理模糊性的数学方法主要是1965年美国自动控制专家查德(L.A.Zadeh)教授创始的“模糊数学”.3.事物知识的不完善性. 事物是由若干相互联系、相互作用的要素所构成的具有特定功能的有机整体. 人们常用颜色来简单地描述掌握事物知识的完善程度,并把事物(或称系统)分为三类:白色系统、黑色系统、灰色系统. 对知识的不完善性处理还没有成熟的数学方法,在工程实践中只能由有经验的专家对这种不确定性进行评估,引入经验参数. 例如, “待建”桥梁未来承受的车辆荷载可引入经验的发展系数,作为一种权宜的处理方法.2. 结构可靠性基本理论与方法2.1 一次二阶矩法:按照现行结构可靠度设计统一标准的定义,结构可靠度为结构在规定的时间内和规定的条件下完成预定功能的概率。
结构可靠性理论的研究,起源于对结构设计、施工和使用过程中存在的不确定性的认识,以及结构设计风险决策理论中计算结构失效概率的需要。
荷载与结构设计方法荷载与结构设计方法是指在建筑、桥梁、高层建筑等建筑物的设计过程中,对荷载进行分析和结构设计的方法。
荷载是指作用于结构体上的外力、内力和反力等,是结构设计的基础和前提。
荷载与结构设计方法的合理应用可以确保结构的安全可靠性,同时也能够提高建筑物的使用寿命和经济性。
荷载包括静载和动载两种,其中静载是指施加在结构上的恒定力或偏移力,主要有自重荷载、活载、额外荷载和温差荷载等;动载是指施加在结构上的变化力或偶发力,主要有地震荷载、风荷载和运载荷载等。
在荷载分析中,需要根据不同的建筑物类型和设计要求,采用不同的荷载标准进行计算。
在荷载分析中,首先需要确定设计等级和荷载组合,在国家和地方规范中都有相应的规定。
设计等级分为一般建筑、重要建筑和特殊建筑等不同等级,每个等级的结构设计都有相应的要求。
荷载组合是指将不同种类的荷载按照一定的比例相互组合,在设计等级允许的范围内确定结构各部分的荷载。
荷载分析的方法主要有静力分析和动力分析两种。
静力分析是指根据结构和荷载的力学原理进行计算,包括静力平衡、应力、变形和稳定性等方面的计算。
动力分析是指根据结构和荷载的振动特性进行计算,包括地震响应分析、风振分析和振动控制等方面的计算。
在实际工程中,通常需要进行静力和动力分析相结合的综合分析,以确保结构的安全可靠性。
在结构设计中,需要根据特定的荷载情况进行参数确定和材料选择。
参数确定包括截面尺寸、杆件长度、连接形式等方面的确定,材料选择包括材料的强度、刚度、延性和耐久性等方面的选择。
结构设计需要考虑材料的实际性能和使用环境,以及结构的变形和破坏机制,来确定合理的设计方案和构造形式。
荷载与结构设计方法的研究与发展是结构工程学科的重要组成部分。
随着计算机技术和仿真技术的不断发展,荷载与结构设计方法越来越趋向于高效、精确和可靠。
未来的研究方向主要包括荷载的特性分析、结构设计参数的优化、结构的健康监测和结构的可持续性设计等方面。
荷载与结构设计方法
荷载与结构设计方法是结构工程设计中必不可少的一部分,其作用是保证结构完整、稳定、安全可靠。
为此,设计者必须掌握荷载与结构设计方法的基础知识,并结合现场实际情况,进行科学设计。
首先,在进行荷载与结构设计之前,必须完成荷载的计算和校核,确定荷载体系下的荷载情况,并考虑其变化的规律。
可以根据设计要求分析荷载的类型和大小,确定结构受力的特点和状况,为结构设计提供可靠的依据。
其次,应该根据结构要求,准确地确定结构的实质性特征。
如等,梁柱杆的截面形状、材料性质、节点细节等要素的确定都非常重要,要根据荷载、结构的结构特性,结合现场实际情况,进行科学合理的设计。
此外,荷载与结构设计过程也包括结构的稳定性、安全性分析,以及抵抗外力的设计和实施。
这一部分主要是根据国家规范及相关技术文件,结合实际结构情况,分析结构在不同情况下的状态变化,实施合理有效的设计和实施步骤。
最后,在结构设计完成后,还需要对荷载和结构设计方法进行认真的校核和检验,以确保结构设计的合理性和稳定性。
在施工中,要定期对结构负载、抗震设施以及支撑系统等进行监测检测,以验证荷载与结构设计方法的正确性和可行性。
总之,荷载与结构设计方法是结构工程设计的核心内容,其重要性不言而喻。
在实施过程中,要充分考虑荷载、结构特点和状况,结
合现场实际情况,采取科学合理的设计方法,确保结构稳定安全可靠。
荷载与结构设计方法学习总结论文荷载与结构设计方法学习总结论文对于土木工程专业学生而言,工程结构是我们学习围绕的中心,而工程结构设计又是其中的一个重要环节。
工程结构有两项基本功能:一个是提供良好的为人类生活和生产服务,满足人类使用要求、审美要求的结构空间和实体;另一个是承受和抵御结构服役过程中可能出现的各种环境作用。
很多工程结构的设计都基于对荷载的设计,每一个工程结构都要承受各种各样的荷载作用,如房屋结构要承受自重﹑人群和家具以及设备重量﹑风荷载﹑地震作用等;桥梁结构除了要承受本身自重﹑各种附加恒载﹑人群荷载外,还要承受车辆荷载﹑车辆制动力和冲击力﹑风荷载﹑地震作用﹑撞击力和曲线桥梁车辆离心力等。
这些力或荷载通过直接作用将使结构产生内力和变形,除此之外还有温度变化﹑材料的收缩和膨胀等的间接作用引起的结构的振动﹑约束变形或外加变形。
荷载和间接作用统称为作用。
总而言之,荷载效应和间接作用效应在工程应用中无处不在。
作用的分类方法有很多,不同的分类方法反映了作用的某些基本性质或作用效应重要性的不同。
以下对其进行分类:1)按随时间的变异分类:1.永久作用 2.可变作用 3.偶然作用2)按随空间位置的变异分类:1.固定作用 2.自由作用3)按结构的反应特点分类:1.静态作用 2.动态作用我国工程结构的设计方法经历了容许应力法、破损阶段法、极限状态设计法、和概率极限状态设计法四个阶段。
其中容许应力法是建立在弹性理论的基础上;破损阶段法是考虑结构在材料破坏阶段的工作状态进行的结构设计的方法;极限状态法进一步将结构的极限状态分为承载力极限状态和正常使用极限状态;概率极限状态设计法是以概率理论为基础,根据统计分析确定可靠概率来度量结构可靠性的方法。
作用的正确分析与计算关系到结构设计时的经济性,使用时的安全性,维护时的有效性。
作用作为结构破坏的唯一因素,所以正确分析与计算很重要。
由于作用在结构上的作用很复杂,所以对作用进行适当的简化非常必要。
荷载与结构设计方法荷载与结构设计是工程建设中重要且必不可少的一环。
它不仅涉及到结构构建的计算,还与安全、经济等相关。
因此,如何正确地计算和预测结构构建的荷载和结构设计,已经成为有必要研究的重要课题。
计算荷载是荷载与结构设计方法的核心。
计算荷载分为实验测量和计算推导两类。
实验测量的方法是对现有的物理结构模型进行测量和检测,并根据获得的数据来估算其荷载。
它具有较高的精度,但测量数据是固定的,而且一般针对一次性使用。
计算推导的方法是基于模型和理论来计算和预测结构构建的荷载。
计算推导的方法有许多优点,如高效灵活,可以根据实际情况及时调整,可以有效地计算并预测复杂结构的荷载。
计算荷载后,下一步就是结构设计。
结构设计是根据计算出的荷载来确定安全、经济、施工和运行等性能指标的设计过程,旨在满足荷载、结构安全要求并降低成本。
结构设计主要有三大部分:结构构造,构件材料和结构参数设计;考虑结构中使用的各种材料及其特性,结合各种加工技术与结构构造的特征,设计这些构件的参数,以便能够满足荷载、结构安全及其经济性要求;同时,也要考虑施工质量的问题,确保施工中的安全性。
在实际的工程建设中,荷载与结构设计方法可以从以下几个方面入手:首先,要进行荷载计算,根据实际情况,选择计算荷载的方法;其次,要详细地分析结构构造和构件材料,针对每一个构件,设计参数,按照荷载水平对构件法向力进行充分考虑;然后,要考虑施工质量;最后,考虑经济性。
经过上述分析,可以看出,荷载与结构设计方法是一种复杂的系统工程,它要求在各个方面的协调配合,要求各个环节井然有序,以确保结构设计的安全与经济性。
此外,还有其他一些因素,如材料属性、构件布置、施工工艺等,也是设计者必须考虑的要素。
总之,荷载与结构设计方法是一项复杂的系统工程,有着众多的因素需要考虑。
它不仅要求结构设计者具有良好的技术水平,还应该注重多方面的综合性考虑,以确保结构的安全与经济性。
影响结构构件抗力的因素及结构可靠度分析李斌200918020411 桥四摘要影响抗力的主要因素有材料性能(强度、变形模量等)、几何参数(构件尺寸)等和计算模式的精确性(抗力计算所采用的基本假设和计算公式不够精确等)。
这些因素都是随机变量,因此由这些因素综合而成的结构抗力也是一个随机变量。
关关键词结构构件抗力、结构可靠度、失效概率、承载能力极限状态。
影响结构构件抗力的因素结构抗力R是指整个结构或结构构件承受作用效应(即内力和变形)的能力,如构件的承载能力、刚度等。
混凝土结构构件的截面尺寸、混凝土强度等级以及钢筋的种类、配筋的数量及方式等确定后,构件截面便具有一定的抗力。
抗力可按一定的计算模式确定。
影响抗力的主要因素有材料性能(强度、变形模量等)、几何参数(构件尺寸)等和计算模式的精确性(抗力计算所采用的基本假设和计算公式不够精确等)。
这些因素都是随机变量,因此由这些因素综合而成的结构抗力也是一个随机变量。
由上述可见,结构上的作用(特别是可变作用)与时间有关,结构抗力也与时间有关,结构抗力随时间变化。
为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数成为设计基准期。
我国GB 50068-2001《建筑结构可靠度设计统一标准》规定的设计基准期为50年。
(1)材料性能f (material property)—结构构件的各种物理力学性能-- 强度、弹性模量、泊松比等(2)几何参数a (geometrical parameter)—宽度、有效高度、面积、面积矩、抵抗矩、惯性矩等;(3)计算模式p (calculating model)R=f (f.a.p.)—“混凝土结构设计原理”中介绍结构构件材料性能的不定性~ 随机变量Ωf 表示(1)材料本身品质的不定性(2)材料在试验上和统计上的不定性(3)标准试件的材料性能与实际结构材料性能的差异()()()ks s c k c f f f f f f f 试件材料性能试件材料性能标准值结构构件中的材料性能001ωω==Ω ω0 —反映结构构件材料性能与试件材料性能差别的系数 令sc f f =Ω0~反映结构构件材料性能与试件材料性能差异的随机变量 ks f f =Ω1~反映试件材料性能不定性的随机变量 1001ΩΩ=Ωωf 结构构件几何参数 a 的不定性(1)制作尺寸偏差(2)安装误差()()准值试件材料的几何参数标结构构件的几何参数k a a a =Ω a Ω~反映所设计的构件和制作安装后的实际构件之间几何上的差异结构构件计算模式p 的不定性~随机变量Ωp 表示~ 抗力计算所采用的基本假定和计算公式的不精确性等引起()()按规范公式计算的抗力结构构件的实际抗力c p R R 0=ΩR~结构构件的实际抗力值(精确计算值或试验值)cR~按规范公式计算的抗力值(根据材料性能和几何尺寸的实测值按规范公式计算的抗力值)结构可靠度的分析在规定的时间和条件下,工程结构完成预定功能的概率,是工程结构可靠性的概率度量。
关于土木工程荷载与结构设计的分析【摘要】针对关于土木工程荷载与结构设计的分析问题,介绍了土木工程结构的荷载问题,包括土木工程设计以及与荷载的关系和土木工程荷载的分类,探讨了土木工程结构的设计方法,包括土木工程结构设计方法的发展情况和土木工程结构设计方法,指出了荷载和结构、抗力的分析情况,主要有影响结构可靠性的因素以及它的随机性和土木工程结构的可靠度。
【关键词】土木工程;荷载与结构设计;设计方法0.引言自20世纪90年代以来,我国土木工程建设进入了一个快速发展的时期,大量土木工程结构在长期使用过程中受到自然环境的侵蚀,其所用的建筑材料性能会随着时间推移而不同程度下降,导致土木工程结构的承载力不断下降,使结构设计的安全性受到威胁。
1.土木工程结构的荷载1.1土木工程设计以及与荷载的关系在土木工程建筑中涉及到质量问题,经常会提及到是建筑物结构受到的荷载或作用力。
对于实际的工程设计来说,荷载和作用力一般来说是不影响作用效应的计算和结构的本身,结构的荷载问题主要就是一个概念的问题,在我们国家,一般的情况下,结构的荷载指的是直接的作用力,而作用力有的时候并不是直接作用的,常常指的就是间接作用力,但是在国际上,还是有不少的国家对作用和荷载没有明确严格的区分,而是将两种作用力归为一种。
现在的土木工程的建造有几个主要的环节,是策划、设计、施工。
其中最主要的环节之一就有设计,设计的范畴包括有结构的设计以及功能的设计。
决定采用怎么样的形势的骨架可以将建筑物支撑起来,利用什么样的方式来抵御和传递作用力,在结构中选用那种材料来进行制造,在结构设计时每个部分的尺寸优势怎么样的来体现,这些都是结构设计时必需明确的。
对于建筑物功能的设计,主要是实现工程建造的用途以及建造的目的是什么。
工程的结构设计是要在工程的结构的适用性与外形美观、可靠性与经济之间,选择出一种合理的一种平衡。
这样就可以使设计的结构可以建筑的各项功能得到用户的满意。
04荷载与结构设计方法在工程设计中,荷载与结构设计方法是非常重要的一部分,它涉及到结构的稳定性、安全性和经济性等方面。
荷载及结构设计方法主要包括确定荷载、结构模型以及设计原则等方面。
下面将详细介绍荷载与结构设计方法。
荷载设计方法是确定结构所承受的外部荷载的过程。
荷载分为静态荷载和动态荷载两类。
静态荷载包括永久荷载和变动荷载。
永久荷载是指结构始终存在的荷载,如自重、装修负荷等。
变动荷载是指结构中存在时间变化的荷载,如活荷载和风荷载等。
动态荷载是指结构在运行过程中受到的荷载,如地震荷载和振动荷载等。
在荷载设计中,必须确定荷载的大小、组合和分布等参数。
荷载的大小可根据规范和经验来确定。
荷载的组合是指不同荷载按一定比例相加产生的荷载。
常见的荷载组合有工作状态组合和极限状态组合。
工作状态组合是指不同荷载按其中一种概率同时作用在结构上的组合,用来保证结构在正常使用条件下安全可靠。
极限状态组合是指不同荷载按其中一种概率同时作用在结构上的组合,用于考虑结构在极端情况下的破坏机制。
荷载的分布是指荷载在结构上的传递方式。
常见的荷载分布有均布荷载、集中荷载和边界荷载等。
均布荷载是指荷载在结构上均匀分布的荷载。
集中荷载是指荷载只集中在结构上的特定点或线上。
边界荷载是指荷载只集中在结构的边界上。
荷载的分布对结构的效果和性能有着很大影响,设计中要合理选择荷载的分布方式。
结构设计方法是将荷载作用下的结构进行合理布局和设计的过程。
结构设计的首要目标是确保结构的稳定性、安全性和经济性。
结构稳定性是指结构在受到荷载作用下,不发生失稳和破坏的能力。
结构安全性是指结构在正常使用条件下,不发生超限应力和破坏的能力。
结构经济性是指以最低的造价和材料消耗来满足指定的结构要求。
结构设计方法包括结构布局、结构型式、荷载计算、受力分析和材料选择等步骤。
结构布局是指根据工程要求和空间条件,确定结构在空间中的位置和形状。
结构型式是指根据不同的荷载类型和结构目标,选择适合的结构型式。
《荷载与结构设计方法》前六章总结XXX(哈尔滨工业大学(威海))摘要:结构在各种环境因素作用下产生效应(应力、位移、应变、裂缝等),工程结构设计的目的就是要保证结构具有足够的抵抗自然界各种作用力的承载能力,并将结构变形控制在满足正常使用的范围内。
结构上的作用是指能使结构产生效应的各种原因的总称:一种是直接作用于结构上的集中力和分布力(例如结构自重、风压力、水压力、土压力等);另一种是间接作用于结构上的外加变形和约束反力(例如基础沉降、材料收缩和徐变、温度变化引起的内力变化等)。
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。
"Load and structural design methods," concluded the first six chaptersStructure under the action of various effects of environmental factors (stress, displacement, strain, cracks, etc.), engineering structures designed to ensure that the structure is to have sufficient force to resist the carrying capacity of various natural and structural deformation control in meeting normal range. The role of the structure is the structure of effects to make the general term for a variety of reasons: one is directly on the structure of the concentration and distribution of power (such as structural weight, wind pressure, water pressure, earth pressure, etc.); another species is the indirect effect on the structural deformation and external constraint forces (such as foundation settlement, shrinkage and creep, the internal forces caused by changes in temperature, etc.). Load value is considered representative of load variability of the provisions given value, construction-related national standard load of four representative values are given: the standard value, combined value, frequent value and the quasi-permanent value.引言作用的正确分析与计算关系到结构设计时的经济性,使用时的安全性,维护时的有效性。
作用作为结构破坏的唯一因素,所以正确分析与计算很重要。
由于作用在结构上的作用很复杂,所以对作用进行适当的简化非常必要。
建筑物作为大体积结构,计算精度要求不是非常的高,正确的简化可以减少计算量,同时也能满足使用的要求。
简化需要满足约束要求,不能随便简化,要不然最后的计算结果肯定不符合结构设计要求,最终将导致结构的破坏,危机人民的生命安全与财产安全。
一、 重力作用土的自重应力一般是指土的自重有效重力在土体中引起的应力。
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,对于成层土可通过个层土的自重应力求和得到。
若土层位于地下水位以下,要用有效重度计算自重。
i i ni cz h ∑==1γσ n —从天然地面起到深度z 出土的层数;i h --第i 层土的厚度(m );i γ --第i 层土的天然重度(kN/m^3),对地下水位以下的土层,取有效重度。
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,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。
土的侧向压力可采用朗金土压力理论或库仑土压力理论计算。
如果墙后填土有地下水时,作用在墙背上的侧压力包括土压力和水压力两部分,地下水位以下的土的重度应力取有效重度。
Pa=γzKa -2c (Ka )^(1/2) ----主动土压力Ka---主动土压力系数,Ka= )245(2ϕ-o tg ; c------填土的粘聚力(kPa )。
Pb =γzK b+2c (Kb )^(1/2) ----被动土压力Kb---被动土压力系数,Kb= )245(2ϕ+o tg 。
民用建筑楼面活荷载是指建筑物中的人群、家具、设施等产生的重力作用,这些荷载的量值随时间发生变化,位置也是可以移动的,又称可变荷载。
工程设计时,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的使用功能有关。
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、生产工具、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差异。
房屋建筑的屋面分为上面和不上人屋面,上面屋面应考虑可能出现的人群聚集,活荷载取值较大;不上人屋面仅考虑施工或维修荷载,活荷载取值较小。
屋面设有屋顶花园时,尚应考虑花池砌筑、苗圃土壤等重量。
公路桥梁上行驶的车辆荷载种类繁多,设计中把经常地、大量地出现的汽车荷载排列成车队形式作为设计荷载,把偶然地、个别地出现的平板挂车或履带车作为验算荷载。
设有人行道的公路桥梁,采用汽车荷载进行计算时,应计入人行道上的人群荷载,而在采用验算荷载进行验算时,则不计入人群荷载。
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8个级别作为设计依据。
雪压是指单位水平面积上的雪重,雪压值的大小与积雪深度和积雪密度有关。
基本雪压是在空旷平坦的地面上,积雪分布均匀的情况下,经统计得到的50年一遇的最大雪荷载。
二、水作用自然界的水以不同的存在形式和作用方式对结构物产生作用力。
静止水压力是指静止液体对其接触面产生的压力,具有两个特性:一是静水压强垂直于作用面,并指向作用面内部;二是静止液体中任一点处各方向的静水压强均相等,与作用的方位关。
a a h p γ= ----相对压强a p --自有水面下的作用在结构物任一点a 的压强;a h --结构物上的水压强计算点a 到水面距离(m );γ---水的重度(kN/m^3)。
在等速平面流场中,当流体流动遇到闸阀、桥墩等阻碍物会产生边界层分离现象及回流旋涡区,引起绕流阻力。
波浪是液体自由表面在外力作用下产生的周期性起伏波动,其中风成波影响最大。
波浪作用力不仅与波浪本身特征有关,还与结构形式和海底坡度有关。
对于作用于直墙式构筑物上的波浪分为立波、远堤破碎波和近堤破碎波三种状态。
在工程设计时,应根据基床类型、水底坡度、浪高及水深判别波态,分别采用不同公式计算波浪作用力。
冰压力按其作用性质不同,可分为静冰压力和动冰压力。
由于气候条件各有所异,冰的性质变化多端,再加上观测资料的缺乏,目前对冰压力的研究还不透彻,各种公式计算所得冰压力数值存在较大差异,文中所给的冰荷载的计算方法是一定程度上的近似方法。
bh mAR p y =----极限冰压力p---极限冰压力合力(N );h---计算冰厚(m ),可取发生频率为1%的冬季冰的最大厚度的0.8倍,当缺乏观测资料时,可用勘探确定的最大冰厚;b---墩台或结构物在流冰作用高程处的宽度(m );m---墩台形状系数,与墩台水平截面形状有关;y R ---冰的抗压极限强度(Pa ),采用相应流冰期冰块的实际强度,当缺乏试验资料时,取开始流冰的y R =735kPa ,最高流冰水位时y R =441kPa;;A---地区系数,气温在零上解冻时为1.0;气温在零下解冻且冰温为-10℃及以下者为2.0;其间用插入法求得。
在通行较大吨位的船只或有漂流物的河流中,需考虑船只或漂流物对桥梁的撞击力,撞击力可根据能量相等原则采用一个等效静力荷载表示撞击作用。
当基础或结构物的底面置于地下水面以下,在其底面产生浮托力,浮托力的大小取决于土的物理特性,可根据地基土的透水程度,按照结构物丧失的重量等于它所排除的水重这一原则考虑。
三、风荷载大气边界层内风的流动速度与地貌环境有关,并随离地面高度不同而变化。
基本风压值是在空旷平坦的地面上,离地面10m高,重现期为50年的10min平均最大风速。
大气边界层内平均风速沿高度变化的规律与地面粗糙度有关,只有在离地表300m到500m以上的高度,风才不受地面粗糙度层的影响,能够以梯度风速度流动,梯度风流动的起点高度称为梯度风高度,不同地面粗糙度梯度风高度是不同的。
建筑物处于风流动场中,风力在建筑物表面上的分布是不均匀的,取决于建筑物的形状和尺寸。
在风的作用下,迎风面由于气流受阻产生风压力,侧风面和背风面由于漩涡作用引起风吸力。
高层建筑群房屋相互间距较近时,由于尾流作用,引起风压相互干扰,对建筑物产生动力增大效应,使得房屋局部风压显著增大,设计时可将单体建筑物的体型系数s 乘以相互干扰增大系数加以考虑。
对于围护结构,脉动引起的振动影响很小,可不考虑风振影响,但应考虑脉动风压的分布,应在平均风的基础上乘以阵风系数。
风对桥梁的作用也可分为平均风引起的静力作用和脉动作用引起的风振作用。
脉动风的影响可以通过阵风风压分布系数来反映。
它是指一般地貌条件下,作用于桥上的任意点的瞬时最大风压与基本风压的比值,瞬时脉动风压是随时间和空间变化的随机荷载,可看做平稳高斯过程,符合正态分布规律,选定保证系数可得在一定保证率下的设计最大风速。
对于大跨度桥梁结构,除了考虑风的静力作用外,还必须考虑结构的风致振动。
四、地震作用地震按照其成因可分为三种主要类型:火山地震、塌陷地震和构造地震。
其中构造地震为数最多,危害最大。
地震是一种随机现象,从统计的角度,地震的时空分布呈现某种规律性,根据历史地震的分布特征和产生地震的地质背景下,可以将地球上地震活动划分为两个主要地震带:环太平洋地震带和地中海南亚地震带。