模块1结构设计标准习题答案.docx
模块1结构设计标准习题答案L建筑结构应当满意哪些功能要求？结构的设计工作寿命如何确定？答：建筑结构应满意平安性、适用性和耐久性的要求。我国标准规定：临时性建筑设计工作寿命5年、易于替换结构构件的建筑设计工作寿命25年、一般建筑和构筑物设计工作寿命5（）年、纪念性建筑和特殊重要的建筑设计工作寿命10（）年），当实际使用年限超过设计使用年限时须经相关部门机构进行结构牢靠性检测，以此来确定是否可以连续平安使用，经检测如发觉须经加固才能连续使用，则必需进行结构加固才允许连续使用。2,什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类，其含义各是什么？答：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满意设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。国际上一般将结构的极限状态分为如下两类：一、承载力量极限状态。这种极限状态对应于结构或构件达到最大承载力量或不适于连续承载的变形。当结构或构件消失下列状态之一时，即认为超过了承载力量极限状态：（1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如滑动、倾覆等），（2）结构构件或连接处因超过材料强度而破坏（包括疲惫破坏）；（3）结构转变成机动体系；（4）结构或结构构件丢失稳定（如柱的压屈失稳等）；（5）由于材料的塑性或徐变变形过大，或由于截面开裂而引起过大的几何变形等，致使结构或结构构件不再能连续承载和使用（例如主拱圈拱顶下挠，引起拱轴线偏离过大等）。二、正常使用极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。当结构或结构构件消失下列状态之一时，即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；（2）影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；（3）影响正常使用的振动；（4）影响正常使用的其它特定状态。3 .什么是荷载的组合值？对正常使用极限状态验算，为什么要区分荷载的标准组合和荷载的准永久组合？如何考虑荷载的标准组合和荷载的准永久组合？答：当结构承受两种或两种以上可变荷载，且承载力极限状态按基本组合设计和正常使用极限状态荷载标准组合设计时，考虑到这两种或两种以上可变荷载同时达到最大值的可能性较小，因此，可以将它们的标准值乘以一个小于或等于1的荷载组合系数。这种将可变荷载标准值乘以荷载组合系数以后的数值，称为可变荷载的组合值。可变荷载的最大值并非长期作用于结构之上，所以应按具在设计基准期内作用时间的长短和可变荷载超越总时间或超越次数，对其标准值进行折减。建筑结构牢靠度设计统一标准采纳个小于1的准永久值系数和频遇值系数来考虑这种折减。按荷载标准组合：s = Sl = cggk + CqiQk + Zvz°GjQi=2按荷载的准永久组合：s = S = CgGk +>MC/Qk/=14 .我们我国“法律规范”承载力极限状态设计表达式采纳何种形式？说明式中各符号的物理意义及荷载效应基本组合的取值原则。答：承载力极限状态设计表达式为一“q +l4、q(.2Sgk+ L4Sq* + ' FqSqQ R(f )i=2或£爪 G(L35S° + L0)< R(f,a<)f=1式中0结构重要性系数。对平安等级为一级或设计使用年限为50年以上结构构件,不应小于1.1；对平安等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，不应小于1. 0；对平安等级为三级或设计使用年限为15年的结构构件，不应小于0. 9；S,k一一永久荷载标准值的效应；Sqm在基本组合中起掌握作用的一个可变荷载标准值的效应;Sq* 一一第i个可变荷载标准值的效应；/?()一一结构构件的抗力函数；- -第i个可变荷载的分项系数；ei一第i个可变荷载的组合值系数。-一般状况下应取0.7；对书库、档案库、贮存室或通风机房、电梯机房应取0.9；f 砌体抗压强度设计值，f = fk7f;fk 一一砌体抗压强度标准值， =力T645b ；f砌体结构的材料性能分项系数，一般状况下，宜按施工掌握等级为B级考虑,取1.6；当为C级时,取 =1.8；fn,一 一砌体的强度平均值；2砌体强度的标准差；%一-几何参数标准值。力量训练：内力组合值的计算1、某简支梁，跨度l°=4m承受的匀布荷载为永久荷载，其标准值为gk=3000Nm,跨中承受集中荷载为可变荷载，其标准值为Fk=lOOON°结构的平安等级为二级。求由可变荷载效应掌握和由永久荷载效应掌握的梁跨中截面的弯矩设计值。答:由可变荷载效应掌握时弯矩设计值M=8.6kNm由永久荷载效应掌握时弯矩设计值M=9. 08kN-mo2、某悬臂外伸梁，跨度l=B=6m,伸臂的外挑长度a=BC=2m,截面尺寸bXh=250mn× 500mm,承受永久荷载标准值8 =20kNm,可变荷载标准值% = l°kNu 组合值系数匕=0.7。结构的平安等级为二级。试计算：（1） AB跨中的最大弯矩设计值。（2） B支座截面处的最大弯矩设计值。60002000解：（1） AB跨的荷载：1.35×20+0.7×1.4× 10 = 36.8kNm1.2×20+1.4×10=38kNm所以，取为38kNmBC跨的荷载：由结构力学学问可知，BC跨的均布荷载越大，AB跨的跨中弯矩就越小，因此，对AB跨的跨中弯矩而言，BC跨的荷载是其有利影响，所以，依据法律规范，永久荷载的分项系数取为1.0。可变荷载取为0。这样，跨中得到的弯矩值最大。于是，BC跨的荷载为1.0×20=20kNm跨中弯矩为二76KNm*-型正/二kNm(2) M,nax =(1. 2gk+l. 4qk)×-2 =(1.2×20 + 1.4×10)×-×22
