第12章 结构的动力计算 习题

第十二章 并行程序设计基础

习题例题：

1、假定有n个进程P(0)，P(1)，…，P(n-1)，数组元素][ia开始时被分配给进程P(i)。试写出求归约和]1[]1[]0[naaa的代码段，并以8n示例之。

2、假定某公司在银行中有三个账户X、Y和Z，它们可以由公司的任何雇员随意访问。雇员们对银行的存、取和转帐等事务处理的代码段可描述如下：

/*从账户X支取￥100元*/

atomic{

if(balance[X] > 100) balance[X] = balance[X]-100；

}

/*从账户Y存入￥100元*/

atomic{balance[Y] = balance[Y]-100；}

/*从账户X中转￥100元到帐号Z*/

atomic{

if(balance[X] > 100){

balance[X] = balance[X]-100；

balance[Z] = balance[Z]+100；

}

}

其中，atomic{}为子原子操作。试解释为什么雇员们在任何时候（同时）支、取、转帐时，这些事务操作总是安全有效的。

3、考虑如下使用lock和unlock的并行代码：

parfor(i = 0；i < n；i++){

noncritical section

lock(S)；

critical section

unlock(S)；

} 假定非临界区操作取Tncs时间，临界区操作取Tcs时间，加锁取tlock时间，而去锁时间可忽略。则相应的串行程序需n( Tncs + Tcs )时间。试问：

①总的并行执行时间是多少？

②使用n个处理器时加速多大？

③你能忽略开销吗？

4、计算两整数数组之内积的串行代码如下：

Sum = 0；

for(i = 0；i < N；i++)

Sum = Sum + A[i]*B[i]；

第四章 钢筋混凝土结构

第一节 结构设计的基本规定

一、结构的功能要求

结构在规定的设计基准期内和规定的条件下必须具有安全性、适用性和耐久性等三方面的功能。

二、结构极限状态的定义和分类

1.定义

整个结构或结构的一部分，超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，则此特定状态称为该功能的极限状态。

2.分类

结构的极限状态分为两类，即：

（l）承载能力极限状态：结构或结构构件达到最大承载力、或出现疲劳破坏、或不能继续承载变形的状态。

（2）正常使用极限状态：结构或结构构件达到正常使用或耐久性功能的某项规定的限值。

三、结构可靠度的基本概念

1.结构的功能函数：Z=R-S

式中S——外部作用在结构上产生的效应（内力和变形）；

R——结构能承受内力和变形的能力。

2.极限状态方程：Z=R-S=0，（表示结构处于极限状态）

当Z=R－S＞0时，则表示结构处于可靠状态；

当Z=R－S＜0时，则表示结构处于失效状态。

3.结构可靠度概念

S和R均不是定值，而是随机变量，所以对上述状态要科学的衡量，只能用概率的方法。只要Z=R－S≥0的概率（即可靠概率或称可靠度）大到人们足以放心，就可认为设计的结构是安全可靠的。

4.几个重要的概念：

（1）作用效应S的不确定性主要是由下列因素引起的：

1）荷载（或作用）本身的变异性；

2）内力计算假定与结构实际受力情况间的差异。

（2）结构抗力R的不确定性主要是由下列因素引起的：

l）材料性能的不确定性；

2）结构构件几何参数的不确定性；

3）结构构件抗力R的计算模式的不确定性。

（3）结构的可靠性：结构在规定时间内、规定条件下能完成预定功能的能力。

（4）结构的可靠度：结构在规定时间内、规定条件下能完成预定功能的概率（或称可靠概率Pa：）。

（5）失效概率Pf：结构功能在规定时间内、规定条件下不能完成预定功能的概率（Pf）。

（6）可靠指标β：结构功能函数Z的平均值与其标准差的比值（它与Pf，有一一对应的函数关系）。

习 题

12-1 是非判断

(1) 引起单自由度体系自由振动的初速度值越大,则体系的自振频率越大。( )

(2) 如果单自由度体系的阻尼增大，将会使体系的自振周期变短。( )

(3) 在土木工程结构中，阻尼对自振周期的影响很小。( )

(4) 由于各个质点之间存在几何约束，质点体系的动力自由度数总是小于其质点个数。( )

(5) 多自由度体系的自振频率与引起自由振动的初始条件无关。( )

(6) n个自由度体系有n个自振周期，其中第一周期是最长的。( )

(7) 如果考虑阻尼，多自由度体系在简谐荷载作用下的质点振幅就不能用列幅值方程的方法求解。( )

12-2 填空

(1) 单自由度体系运动方程为2P2()/yyyFtm，其中未考虑重力，这是因为 。

(2) 单自由度体系自由振动的振幅取决于： 。

(3) 若要改变单自由度体系的自振周期，应从改变体系的 或

着手。

(4) 若由式(12-23)求得的动力系数为负值。则表示 。

(5) 习题12-2(5)图所示体系发生共振时，干扰力与 平衡。

(6) 求习题12-2(6)图所示质点系的自振频率时(EI=常数)，其质量矩阵[M]= 。

第12章 结构的动力计算

m (7) 习题12-2(7)图所示体系不考虑阻尼，EI=常数。已知=0.6(为自振频率)，其动力系数= 。

(8) 已知习题12-2(8)图所示体系的第一主振型为(1)12Y，利用主振型的正交性可求得第二主振型(2)Y 。

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第12章 单层厂房常见问题解答

1．单层厂房的特点如何？

答：承载能力方面的特点：作用在单层厂房结构上的荷载、厂房的跨度和高度都往往比较大，并且常受到来自吊车、动力机械设备的荷载的作用，要求单层厂房的结构构件要有足够的承载能力。

设计方式方面的特点：为了便于定型设计，单层厂房常采用构配件标准化、系列化、通用化、生产工厂化和便于机械化施工的建造方式。本章主要讲述常用的装配式钢筋混凝土排架结构的单层厂房。

2．单层厂房的结构体系及其组成如何？

答：单层厂房的结构体系及其组成：

（1）屋盖和墙体维护结构体系

屋面板、屋架或屋面梁、托架、天窗架属于屋盖结构体系。屋盖结构分无檩屋盖和有檩屋盖两种，无檩屋盖由大型屋面板、屋面梁或屋架（包括屋盖支撑）组成，有檩屋盖由小型屋面板、檩条、屋架（包括屋盖支撑）组成。当设有天窗架、托架时，主要起围护和承重（承重屋架结构自重、屋面活荷载、雪荷载和其它荷载），以及采光和通风的作用。

（2）横向排架结构体系

屋面梁或屋架、横向柱列和基础等组成横向平面排架结构，它是单层厂房的基本承重结构。

（3）纵向排架结构体系

纵向平面排架结构体系是由纵向柱列和基础、连系梁、吊车梁和柱间支撑等组成的。它的作用是保证厂房结构的纵向稳定和承受纵向水平荷载的作用。

3．单层厂房的结构型式上可分为哪两大类？其组成、特点和适用如何？

答：单层厂房的结构型式上可分为排架结构和刚架结构二大类。

（1）排架结构型式是指钢筋混凝土排架由屋面梁（或屋架）、柱和基础组合，排架柱上部与屋架铰接，排架柱下部与基础刚接的结构型式。

排架结构是目前单层厂房的基本结构形式。其跨度可超过30m，高度达20~30m或更高，吊车吨位可达150吨以上。根据生产工艺和使用要求，排架结构可设计成如图12-2所示的单跨结构和多跨结构。多跨结构可以采用如图12-3所示的等高、不等高和锯齿形等多种形式。排架结构具有构造简单、施工方便的特点。