混凝土结构设计原理（沈浦生第五版）课后思考题答案—第二章

2-1什么是结构上的作用?荷载属于哪种作用?作用效应与荷载效应有什么区别?

答：结构上的作用是指施加在结构上的集中力或分布力，以及引起结构外加变形或约束变形的各种因素,荷载属于直接作用，直接作用或间接作用在结构上，由此在结构内产生内力和变形，成为作用效应。

2-2荷载按随时间的变异分为几类?荷载有哪些代表值?在结构设计中,如何应用荷载代表值?

答：①永久作用:在结构使用期间,其值不随时间变化、或变化与平均值相比可以忽略不计,或变化是单调的并能趋于限值的作用,如结构的自身重力,土压力、预应力等。这种作用一般为直接作用,通常称为永久荷载或恒荷载。

②可变作用:在结构使用期间,其值随时间变化且变化与平均值相比不可忽略的作用,如楼面活荷载,桥面或路面上的行车荷载、风荷载和雪荷载等。这种作用如为直接作用,则通常称为可变荷载或活荷载。

③偶然作用:在结构使用期间不一定出现,一旦出现,其量值很大且持续时间很短的作用, 如强烈地震、爆炸、撞击等引起的作用,这种作用多为间接作用,当为直接作用时,通常称为偶然荷载。

2-3 什么是结构抗力?影响结构抗力的主要因素有哪些?

答:结构抗力是指整个结构成结构件承受作用效应的能力，影响结构抗力的主要因素有材料性能（强度，变形模量等)，计算参数和计算模式的精确性。

2-4 什么是材料强度标准值和材料强度设计值?从概率意义来看,它们是如何取值的?

答：钢筋和混凝土的强度标注值是钢筋混凝土结构的极限状态，设计时采用的材料强度基本代表值，材料强度设计值是材料强度的标准值除以材料性能各项系数的值。

2-5什么是结构的预定功能?什么是结构的可靠度?可靠度如何度量和表达?

答：结构的预定功能指安全性，适用性，耐久性。

结构可靠度指的是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 。

通过结构的实际使用年限和设计使用年限对比来度量。

2-6 什么是结构的极限状态?极限状态分为几类?各有什么标志和限值?

答：答:整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就无法满足设计规定的某一功能要求，次特定状态称为改功能的极限状态。

分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。

当结构或结构构件出现下列状态之一时,应认为超过了承载能力极限状态:

①结构构件或连接因所受应力超过材料强度而破坏,或因过度变形而不适于继续承载;

②整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等);

③结构转变为机动体系;

④结构或结构构件丧失稳定(如压屈等);

⑤结构因局部破坏而发生连续倒塌(如初始的局部破坏,从构件到构件扩展,最终导致整个结构倒塌);

⑥地基丧失承载能力而破坏(如失稳等);

⑦结构或结构构件的疲劳破坏(如由于荷载多次重复作用而破坏)。

当结构或结构构件出现下列状态之一时,应认为超过了正常使用极限状态:

①影响正常使用或外观的变形,如吊车梁变形过大使吊车不能平稳行驶,梁挠度过大影响外观;

②影响正常使用的局部损坏(包括裂缝),如水池开裂漏水不能正常使用,梁裂缝过宽使用户产生恐慌等;

③影响正常使用的振动,如因机器振动而导致结构的振幅超过按正常使用要求所规定的限值;

④影响正常使用的其他特定状态,如相对沉降量过大等。

2-7 什么是失效概率?什么是可靠指标?二者有何联系?

答：结构或构件不能完成预定功能的概率。

可靠性参数要求的量值。

可靠指标与失效概率在数值上是一一对应的关系，是度量结构可靠性的一种数量指标，它是标准正态分布反函数在可靠概率处的函数值。

2-8 什么是概率极限状态设计法?其主要特点是什么?

答：概率极限状态设计法，是指以概率理论为基础，视荷载效应和影响结构抗力的主要因素作为随机变量，根据统计分析的方法确定可靠效率来度量结构可靠度的结构设计方法。

这种设计方法的特点是有明确的、用概率尺度表达的结构可靠度的定义，通过预先规定的可靠度指标，使得结构各构件之间，以及不同材料组成的结构之间有较为一致的可靠度水准。

2-9说明承载能力极限状态设计表达式中各符号的意义,并分析该表达式是如何保证结构可靠度的。

2-10 对正常使用极限状态,如何根据不同的设计要求确定荷载效应组合值?

答：对于正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，采用荷载的标准组合、频遇组合或准永久组合，并应按下列设计表达式进行设计：S≤C ，式中 C——结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值，例如变形、裂缝、振幅、加速度、应力等的限值，应按各有关建筑结构设计规范的规定采用。

2-11解释下列名词:安全等级,设计状况,设计基准期,设计使用年限,目标可靠指标。

答：安全等级：是为了区别在近似概率论极限状态设计方法中，针对重要性不同的建筑物，采用不同的结构可靠性而提出的。

设计状况：以不同的设计要求，区别对待结构在建造和使用过程中所承受的作用和所处环境，作为结构设计选定体系、设计值、设计方法、可靠度水准要求等的依据。

设计基准期：为确定可变作用等取值而选用的时间参数。

设计使用年限：是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的年限,即结构在规定的条件下所应达到的使用年限。设计使用年限并不等同于建筑结构的实际寿命或耐久年限,当结构的实际使用年限超过设计使用年限后,其可靠度可能较设计时的预期值减小,但结构仍可继续使用或经大修后可继续使用。若使结构保持一定的可靠度,则设计使用年限取得越长,结构所需要的截面尺寸或所需要的材料用量就越大。