工程荷載與可靠度設(shè)計原理武漢大學(xué)出版課后答案

工程荷載與可靠度設(shè)計原理武漢大學(xué)出版課后答案1荷載與作用1.1什么是施加于工程結(jié)構(gòu)上的作用?荷載與作用有什么區(qū)別?結(jié)構(gòu)上的作用是指能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(yīng)的各種原因的總稱，包括直接作用和間接作用。引起結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用效應(yīng)的原因有兩種，--種是施加于結(jié)構(gòu)上的集中力和分布力，例如結(jié)構(gòu)自重，樓面的人群、家具、設(shè)備，作用于橋面的車輛、人群，施加于結(jié)構(gòu)物上的風(fēng)壓力、水壓力、土壓力等，它們都是直接施加于結(jié)構(gòu)，稱為直接作用。另一種是施加于結(jié)構(gòu)上的外加變形和約束變形，例如基礎(chǔ)沉降導(dǎo)致結(jié)構(gòu)外加變形引起的內(nèi)力效應(yīng)，溫度變化引起結(jié)構(gòu)約束變形產(chǎn)生的內(nèi)力效應(yīng)，由于地震造成地面運動致使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生慣性力引起的作用效應(yīng)等。它們都是間接作用于結(jié)構(gòu)，稱為間接作用。“荷載"僅指施加于結(jié)構(gòu)上的直接作用:而“作用”泛指使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力、變形的所有原因。1.2結(jié)構(gòu).上的作用如何按時間變異、空間位置變異、結(jié)構(gòu)反應(yīng)性質(zhì)分類?結(jié)構(gòu)上的作用按隨時間變化可分永久作用、可變作用和偶然作用:按空間位置變異可分為固定作用和自由作用:按結(jié)構(gòu)反應(yīng)性質(zhì)可分為靜態(tài)作用和動態(tài)作用。1.3什么是荷載的代表值?它們是如何確定的?荷載代表值是考慮荷載變異特征所賦予的規(guī)定量值，工程建設(shè)相關(guān)的國家標準給出了荷載四種代表值:標準值，組合值，頻遇值和準永久值。荷載可根據(jù)不同設(shè)計要求規(guī)定不同的代表值，其中荷載標準值是荷載的基本代表值，其它代表值都可在標準值的基礎(chǔ)上考慮相應(yīng)的系數(shù)得到。2重力作用2.1成層土的自重應(yīng)力如何確定?地面以下深度z處的土體因自身重量產(chǎn)生的應(yīng)力可取該水平截面上單位面積的土柱體的重力，對于均勻土自重應(yīng)力與深度成正比，對于成層土可通過各層土的自重應(yīng)力求和得到。2.2土壓力有哪幾種類別?土壓力的大小及分布與哪些因素有關(guān)?根據(jù)擋土墻的移動情況和墻后土體所處應(yīng)力狀態(tài)，土壓力可分為靜止土壓力、主動土壓力和被動土壓力三種類別。土的側(cè)向壓力的大小及分布與墻身位移、填土性質(zhì)、墻體剛度、地基土質(zhì)等因素有關(guān)。2.3試述靜止土壓力、主動土壓力和被動土壓力產(chǎn)生的條件?比較三者數(shù)值的大小?當擋土墻在土壓力作用下，不產(chǎn)生任何位移或轉(zhuǎn)動，墻后土體處于彈性平衡狀態(tài)，此時墻背所受的土壓力稱為靜止土壓力，可用Eo表示。當擋土墻在土壓力的作用下，向離開土體方向移動或轉(zhuǎn)動時，作用在墻背上的土壓力從靜止土壓力值逐漸減少，直至墻后土體出現(xiàn)滑動面?；瑒用嬉陨系耐馏w將沿這一滑動面向下向前滑動，在滑動楔體開始滑動的瞬間，墻背上的士壓力減少到最小值，土體內(nèi)應(yīng)力處于主動極限平衡狀態(tài)，此時作用在墻背上的土壓力稱為主動土壓力，可用E。表示。當擋土墻在外力作用下向土體方向移動或轉(zhuǎn)動時，墻體擠壓墻后土體，作用在墻背上的土壓力從靜止土壓力值逐漸增大，墻后土體也會出現(xiàn)滑動面，滑動面以上土體將沿滑動方向向上向后推出，在滑動楔體開始隆起的瞬間，墻背上的土壓力增加到最大值，土體內(nèi)應(yīng)力處于被動極限平衡狀態(tài)。此時作用在墻背上的土壓力稱為被動土壓力，可用E,表示。3水作用3.1靜水壓強具有哪些特征?如何確定靜水壓強?靜水壓力是指靜止液體對其接觸面產(chǎn)生的壓力，具有兩個特性:-是靜水壓強垂直于作用面，并指向作用面內(nèi)部:二是靜止液體中任--點處各方向的靜水壓強均相等，與作用的方位無關(guān)。確定靜水壓強時常以大氣壓強為基準點，靜水壓強與水深呈線性關(guān)系，隨水深按比例增加:水壓力作用在結(jié)構(gòu)物表面法線方向，水壓力分布與受壓面形狀有關(guān)。如果受壓面為垂直平面，已知底部深度h,則可按p=yh求得底部壓強，再作頂部和底部壓強連線便可得到擋水結(jié)構(gòu)側(cè)向壓強分布規(guī)律。3.2試述等速平面流場中，流體受阻時邊界層分離現(xiàn)象及繞流阻力的產(chǎn)生?某一流速為v的等速平面流場，流線是--互相平行的水平線，在該流場中放置一個固定的圓柱體(橋墩)，流線在接近圓柱體時流動受阻，在到達圓柱體表面a點時，該流線流速減至為零，壓強增到最大。繼續(xù)流來的流體質(zhì)點在a點較高壓強作用下，沿圓柱面兩側(cè)向前流動，即從a點開始形成邊界層內(nèi)流動。在圓柱面a點到b點區(qū)間，邊界層內(nèi)流動處于加速減壓狀態(tài)。過了b點流線擴散，邊界層內(nèi)流動呈現(xiàn)相反態(tài)勢，處于減速加壓狀態(tài)，繼續(xù)流來的流體質(zhì)點脫