3-荷载作用与结构设计原则
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荷载与作用荷载一由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力。
如重力、土压力、水压力、风压力。
作用一能使结构产生效应的各种因素总称为作用。
效应一结构的内力、变形,应力、应变,速度、加速度等。
作用:直接作用一(狭义)荷载:广义荷载间接作用直接作用一一直接作用在结构上的各种荷载间接作用一一能引起结构内力、变形等效应的非直接作用因素如地震、温度变化、地基不均匀沉降等。
作用的分类:1.按随时间的变异分类。
(1)永久作用:在结构设计基准期内其值不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计。
(2)可变作用:在结构设计基准期内其值随时间变化,且其变化与平均值相比不可忽略的作用。
(3)偶然作用:在结构设计基准期内不一定出现,而一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。
如地震、爆破。
2.按随空间位置的变异性分类(1)固定作用:在结构空间位置上具有固定的分布。
如结构自重、固定设备的荷载等。
(2)可动作用:在结构空间位置上的一定范围内可以任意分布。
如房屋中的人员、家具荷载,桥梁上的车辆荷载等。
3•按结构的反应分类(1)静态作用:对结构或构件不产生加速度或其加速度可以忽略不计。
如结构自重、土压力、温度变化等。
(2)动态作用:对结构或构件产生不可忽略的加速度。
如地震、风、冲击和爆炸等。
重力1结构自重自重——由地球引力产生的组成结构的材料的重力。
2 土的自重应力土是由土颗粒、水和气组成的三相非连续介质。
土的自重应力为自身有效重力在土体中引起的应力。
雪荷载1雪压:单位地面上积雪的自重。
2基本雪压:当地空旷平坦地面上根据气象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。
2.影响屋面雪压的因素。
(1)风对屋面的影响一漂积作用。
(2)屋面坡度对积雪的影响。
(3)屋面温度对积雪的影响。
楼面和屋面活荷载由于楼面均布活荷载可理解为楼面总活荷载按楼面面积平均,因此一般情况下,所考虑的楼面面积越大,实际平摊的楼面活荷载越小。
故计算结构或构件楼面活荷载效应时,如引起效应的楼面活荷载面积超过一定的数值则应对楼面均布活荷载折减。
荷载与与结构设计原则复习第一章荷载类型1.荷载类型:1.荷载与作用:荷载、直接作用、间接作用、效应2.作用的分类:按随时间的变异、随空间位置的变异和结构的反应分类例如:1、由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力称为荷载。
(√)2、由各种环境因素产生的间接作用在结构上的各种力称为荷载。
(×)3、什么是荷载? (荷载的定义是什么?)?)答:由各种环境因素产生的直接作用在结构的各种力称为荷载。
4、土压力、风压力和水压力是荷载,由爆炸、离心作用等产生的作用在物体上的惯性力不是荷载。
(×)5、什么是效应?答:作用在结构上的荷载使结构产生的内力、变形、裂缝等就叫做效应。
6、什么是作用?直接作用和间接作用?答:使结构产生效应(结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等)的各种因素总称为作用。
可归结为作用在结构上的力的因素称为直接作用;不是作用力但同样引起结构效应的因素称为间接作用。
7、只有直接作用才能引起结构效应,间接作用并不能引起结构效应。
(×)8、严格意义上讲,只有直接作用才能称为荷载。
(√)9、以下几项中属于间接作用的是C C10、预应力属于 A 。
温度变化属于 B 。
A、永久作用B、静态作用C、直接作用D、动态作用第二章重力1.重力(静载)1)结构自重2)土的自重应力3)雪荷载(基本雪压、雪重度、屋面的雪压)例如:1、基本雪压是指当地空旷平坦地面上根据气象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。
(√)2、我国基本雪压分布图是按照 C 一遇的重现期确定的。
A、10年B、30年C、50年D、100年3、虽然最大雪重度和最大雪深两者有很密切的关系,但是两者不一定是同时出现。
(√)4、造成屋面积雪与地面积雪不同的主要原因有:风、屋面形式和屋面散热等。
2.重力(活载)1)车辆荷载:公路车辆荷载(车道荷载、车列荷载)、列车荷载2)楼面活荷载例如:1、车列荷载与车道荷载有什么区别?答:车列荷载是把大量经常出现的汽车荷载排列成车列的形式作为设计荷载。
荷载与与结构设计原则复习第一章荷载类型1.荷载类型:1.荷载与作用:荷载、直接作用、间接作用、效应2.作用的分类:按随时间的变异、随空间位置的变异和结构的反应分类例如:1、由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力称为荷载。
(√)2、由各种环境因素产生的间接作用在结构上的各种力称为荷载。
(×)3、什么是荷载? (荷载的定义是什么?)?)答:由各种环境因素产生的直接作用在结构的各种力称为荷载。
4、土压力、风压力和水压力是荷载,由爆炸、离心作用等产生的作用在物体上的惯性力不是荷载。
(×)5、什么是效应?答:作用在结构上的荷载使结构产生的内力、变形、裂缝等就叫做效应。
6、什么是作用?直接作用和间接作用?答:使结构产生效应(结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等)的各种因素总称为作用。
可归结为作用在结构上的力的因素称为直接作用;不是作用力但同样引起结构效应的因素称为间接作用。
7、只有直接作用才能引起结构效应,间接作用并不能引起结构效应。
(×)8、严格意义上讲,只有直接作用才能称为荷载。
(√)9、以下几项中属于间接作用的是C C10、预应力属于 A 。
温度变化属于 B 。
A、永久作用B、静态作用C、直接作用D、动态作用第二章重力1.重力(静载)1)结构自重2)土的自重应力3)雪荷载(基本雪压、雪重度、屋面的雪压)例如:1、基本雪压是指当地空旷平坦地面上根据气象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。
(√)2、我国基本雪压分布图是按照 C 一遇的重现期确定的。
A、10年B、30年C、50年D、100年3、虽然最大雪重度和最大雪深两者有很密切的关系,但是两者不一定是同时出现。
(√)4、造成屋面积雪与地面积雪不同的主要原因有:风、屋面形式和屋面散热等。
2.重力(活载)1)车辆荷载:公路车辆荷载(车道荷载、车列荷载)、列车荷载2)楼面活荷载例如:1、车列荷载与车道荷载有什么区别?答:车列荷载是把大量经常出现的汽车荷载排列成车列的形式作为设计荷载。
建筑结构设计原理的核心概念与基本原则解析在建筑领域中,结构设计是一项至关重要的工作。
它涉及到建筑物的稳定性、强度和安全性等方面,直接影响到建筑物的使用寿命和居住者的安全。
本文将解析建筑结构设计的核心概念与基本原则,以帮助读者更好地了解这一领域。
一、核心概念1. 结构:建筑物的结构是指支撑和承载建筑物自身或外部作用力的各项构件,包括梁、柱、墙等。
结构的设计需考虑建筑物的功能、外部环境以及材料的选择。
2. 荷载:荷载是指作用在建筑物上的力或力矩。
荷载可以分为静态荷载和动态荷载。
静态荷载包括自重荷载、雨水荷载等,而动态荷载则包括地震荷载、人员活动引起的荷载等。
3. 强度:强度是指建筑结构所能承受的最大荷载。
在结构设计中,需要确保结构能够安全地承受外部作用力,避免出现塌方等意外情况。
4. 稳定性:稳定性是指建筑结构保持平衡的能力。
稳定性设计旨在确保建筑物在受到外部力作用时不发生倾覆或失稳。
5. 钢结构和混凝土结构:钢结构和混凝土结构是目前常见的建筑结构类型。
钢结构具有高强度和较大的跨度优势,适用于大跨度的大型建筑物;混凝土结构具有较好的耐久性和抗震性能,适用于多层住宅和办公楼等建筑。
二、基本原则1. 安全性:安全性是建筑结构设计的首要原则。
设计师需要根据荷载和使用需求来选择适当的结构形式和材料,并合理设计构件的尺寸和连接方式,确保建筑物能够安全承载荷载。
2. 经济性:经济性是建筑结构设计的重要原则。
设计师需要在确保安全性的前提下,尽量减少材料和成本的使用,提高建筑物的使用寿命。
3. 简洁性:简洁性是建筑结构设计的追求目标之一。
设计师应尽量简化结构形式和构件的布局,减少不必要的细节和附加工艺,提高施工效率。
4. 美观性:美观性是建筑结构设计的重要考虑因素之一。
设计师需要将结构元素融入建筑整体,使建筑物既具有良好的结构性能,又具备美观的外观。
5. 可持续性:可持续性是当代建筑结构设计的关键原则。
设计师应采用环保材料,考虑建筑物的能源利用效率和生命周期环境影响,减少对环境的负面影响。
《荷载与设计原则》习题答案第1章荷载与作用一、填空题1.作用是施加在结构上的一组集中力或分布力,或引起结构外加变形或约束变形的原因。
2.作用是使结构或构件产生效应的各种原因。
3.结构上的作用可分为直接作用和间接作用,荷载是直接作用。
4.施加在结构上的集中力或分布力称为直接作用,与结构本身性能无关;引起结构外加变形或约束的原因称为间接作用,该作用的大小与结构自身的性质有关。
5.土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。
它既指工程建设的对象,也指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等专业技术。
6.土木工程结构是指由若干个构件组成的受力体系,是土木工程的骨架,也是它们赖以存在的基础。
它的主要功能是承受工程在使用期间可能出现的各种荷载并将它们传递给地基。
7.现代土木工程的建造必须经过论证策划、设计、施工 3个主要环节。
8.土木工程设计包括功能设计和结构设计。
功能设计是实现工程建造的目的、用途;结构设计是决定采用怎样形式的骨架将其支撑起来,怎样抵御和传递作用力,各部分尺寸如何,用什么材料制造等等。
9.工程结构设计是在工程结构的可靠与经济、适用与美观之间,选择一种最佳的合理的平衡,使所建造的结构满足预定的各项功能要求。
10.工程结构的“功能要求”是指工程结构安全性、适用性和耐久性,统称为可靠性。
11.荷载效应和结构抗力之间最佳的合理的平衡,就是使工程结构既经济又具有一定的可靠度。
二、多项选择1、下列作用属于直接作用的为( A、B、E )A.自重 B.土压力 C.混凝土收缩徐变 D.焊接变形 E、桥梁上的车辆重量2、下列作用属于间接作用的为( A、C、D )A.地基变形B.水压力C.温度变化D.地震作用E.水中漂浮物对结构的撞击力3、荷载效应是指(A、C、D、E )A.内力B.温度C.位移D.裂缝E.应力三、单项选择1、工程结构的“功能要求”(或“可靠性”)是指工程结构的(B )A.可靠、经济、适用、美观B.安全性、适用性和耐用性C.安全性、经济、适用D.可靠、耐用、美观2、荷载取值和荷载计算正确与否直接影响(C )的计算A.结构抗力B.结构可靠度C.荷载效应D.结构尺寸四、简答题1、荷载与作用对土木工程设计有何意义?工程结构设计是在工程结构的可靠与经济、适用与美观之间,选择一种最佳的合理的平衡,使所建造的结构能满足预定的各项功能要求。
高层建筑结构复习高层建筑结构复习提纲考试题目类型:(1)名词解释(8、9道左右)40分左右;(2)判断题(10道左右)20分左右;(3)简答题(5、6道左右)40分左右一、绪论1.高层建筑:10层及10层以上或房屋高度超过28 m 的住宅建筑和高度大于24 m 的其他民用建筑(凡在设计、施工等过程中均需考虑与高度有关的因素的建筑)。
2.超高层建筑:高度超过100 m 的建筑物。
二、高层建筑结构体系和结构布置1.高层建筑结构体系的分类及其特点:(1)框架结构体系:布置灵活,可形成较大的室内空间,但刚度小,整体位移和层间位移大。
随着高度增加,框架底部梁柱弯矩和剪力显著增加,层数不宜过高。
变形曲线呈剪切型。
(2)剪力墙结构体系:刚度大,空间整体性好,抗震性能好,顶点水平位移和层间位移均较小。
因房屋开间小,建筑平面布置和使用要求上受到限制。
(3)框架-剪力墙结构体系:集合框架结构和剪力墙结构的双重优点。
布置灵活、使用方便,又有较大的刚度和良好的受力性能、抗震性能。
(4)筒体结构体系:空间刚度很大,抗风、抗震性能好。
(5)巨型结构体系:由多级结构组成,包括巨型框架结构和巨型桁架结构。
有良好的防连续倒塌体系,多道抗震防线,抗震性能好。
2.为何要限制高层建筑结构的高宽比H/B和最大适用高度H?答:为了防止产生过大的侧向变形,造成电梯运行困难,减少非结构构件和装饰材料的破坏,以及强烈地震作用下火强台风袭击下房屋的整体倾覆,所以要对高层建筑结构的高宽比和最大适用高度进行限制。
3.结构的平面布置原则:平面形状宜简单、规则、对称,刚度和承载力分布均匀,避免凹角和狭长的缩颈部位,并选用风压较小的形式,不应采用严重不规则的平面形状。
4.平面不规则类型有:扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续。
5.结构竖向布置原则:体型规则、均匀,避免较大的外挑和内收,结构的承载力和刚度自下而上宜均匀变化,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
《荷载与设计原则》习题答案第1章荷载与作用一、填空题1.作用是施加在结构上的一组集中力或分布力,或引起结构外加变形或约束变形的原因。
2.作用是使结构或构件产生效应的各种原因。
3.结构上的作用可分为直接作用和间接作用,荷载是直接作用。
4.施加在结构上的集中力或分布力称为直接作用,与结构本身性能无关;引起结构外加变形或约束的原因称为间接作用,该作用的大小与结构自身的性质有关。
5.土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。
它既指工程建设的对象,也指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等专业技术。
6.土木工程结构是指由若干个构件组成的受力体系,是土木工程的骨架,也是它们赖以存在的基础。
它的主要功能是承受工程在使用期间可能出现的各种荷载并将它们传递给地基。
7.现代土木工程的建造必须经过论证策划、设计、施工 3个主要环节。
8.土木工程设计包括功能设计和结构设计。
功能设计是实现工程建造的目的、用途;结构设计是决定采用怎样形式的骨架将其支撑起来,怎样抵御和传递作用力,各部分尺寸如何,用什么材料制造等等。
9.工程结构设计是在工程结构的可靠与经济、适用与美观之间,选择一种最佳的合理的平衡,使所建造的结构满足预定的各项功能要求。
10.工程结构的“功能要求”是指工程结构安全性、适用性和耐久性,统称为可靠性。
11.荷载效应和结构抗力之间最佳的合理的平衡,就是使工程结构既经济又具有一定的可靠度。
二、多项选择1、下列作用属于直接作用的为( A、B、E )A.自重 B.土压力 C.混凝土收缩徐变 D.焊接变形 E、桥梁上的车辆重量2、下列作用属于间接作用的为( A、C、D )A.地基变形B.水压力C.温度变化D.地震作用E.水中漂浮物对结构的撞击力3、荷载效应是指(A、C、D、E )A.内力B.温度C.位移D.裂缝E.应力三、单项选择1、工程结构的“功能要求”(或“可靠性”)是指工程结构的(B )A.可靠、经济、适用、美观B.安全性、适用性和耐用性C.安全性、经济、适用D.可靠、耐用、美观2、荷载取值和荷载计算正确与否直接影响(C )的计算A.结构抗力B.结构可靠度C.荷载效应D.结构尺寸四、简答题1、荷载与作用对土木工程设计有何意义?工程结构设计是在工程结构的可靠与经济、适用与美观之间,选择一种最佳的合理的平衡,使所建造的结构能满足预定的各项功能要求。