【正文】 研究荷載效應(yīng)組合問(wèn)題，實(shí)質(zhì)上是求解多個(gè)荷載效應(yīng)隨機(jī)過(guò)程以不同規(guī)則組合后產(chǎn)生。 如何理解荷載效應(yīng)組合?結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，可能經(jīng)常會(huì)遇到同時(shí)承受永久荷載及兩種以上的可變荷載，如活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載等。 什么是荷載效應(yīng)? 它與荷載有什么關(guān)系? 作用在結(jié)構(gòu)上的荷載Q對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同的反應(yīng)，稱為荷載效應(yīng)，記作S，一般指結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的內(nèi)力、應(yīng)力、變形等。目前，各國(guó)對(duì)如何規(guī)定概率pk沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)定。此時(shí)，各可變荷載的代表值可采用組合值，即采用不同的組合值系數(shù)yc對(duì)各自標(biāo)準(zhǔn)值予以折減后的荷載值ycQk。（3）荷載準(zhǔn)永久值系指在結(jié)構(gòu)上經(jīng)常作用的荷載值，它在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)具有較長(zhǎng)的總持續(xù)時(shí)間Tx ，其對(duì)結(jié)構(gòu)的影響類似于永久荷載，主要用于正常使用極限狀態(tài)的準(zhǔn)永久組合和頻遇組合中。 （1）荷載標(biāo)準(zhǔn)值是結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)采用的荷載基本代表值，是指結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載值。 荷載有哪些代表值? 它們各有什么意義? 分別用于什么場(chǎng)合?荷載的代表值是在設(shè)計(jì)表達(dá)式中對(duì)荷載所賦予的規(guī)定值。（3）對(duì)于公路橋梁結(jié)構(gòu)的人群荷載，由于行人高峰期在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)變化很大，短期實(shí)測(cè)值難以保證達(dá)到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的最大值，故近似取每一年出現(xiàn)一次荷載最大值。（2）對(duì)于可變荷載（如樓面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載等），其樣本函數(shù)的共同特點(diǎn)是荷載一次出現(xiàn)的時(shí)間 t＜T ，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的時(shí)段數(shù)r＞1，且在T內(nèi)至少出現(xiàn)一次，所以平均出現(xiàn)次數(shù)m= pr≥1。荷載統(tǒng)計(jì)時(shí)，對(duì)于常見(jiàn)的永久荷載、樓面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、公路及橋梁人群荷載等，一般采用平穩(wěn)二項(xiàng)隨機(jī)過(guò)程模型；而對(duì)于車輛荷載，則常用濾過(guò)泊松過(guò)程模型。 荷載統(tǒng)計(jì)時(shí)是如何處理荷載隨機(jī)過(guò)程的? 幾種常遇荷載各有什么統(tǒng)計(jì)特性?荷載隨機(jī)過(guò)程的樣本函數(shù)是十分復(fù)雜的，它隨荷載的種類不同而異。因此，平穩(wěn)二項(xiàng)隨機(jī)過(guò)程的三要素為：①荷載在T內(nèi)變動(dòng)次數(shù)r或變動(dòng)一次的時(shí)間t ；②在每個(gè)時(shí)段t 內(nèi)荷載Q出現(xiàn)的頻率p；③荷載任意時(shí)點(diǎn)概率分布Fi(x)。設(shè)荷載在T年內(nèi)的平均出現(xiàn)次數(shù)為m，則m = pr。采用后張法時(shí)，預(yù)應(yīng)力的建立主要依靠構(gòu)件兩端的錨固裝置。后張法是先澆筑混凝土構(gòu)件，并在設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼筋的部位預(yù)留孔道，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，在孔道中穿入預(yù)應(yīng)力鋼筋，利用構(gòu)件本身作為施加預(yù)應(yīng)力的臺(tái)座，用液壓千斤頂張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，并同時(shí)壓縮混凝土。當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼筋回縮時(shí)，將壓縮混凝土，從而使混凝土獲得預(yù)加力。先張法是在澆筑混凝土前張拉鋼筋，并將鋼筋用錨具臨時(shí)固定在臺(tái)座或鋼模上，然后澆筑混凝土。吊車縱向水平制動(dòng)力由吊車橋架沿廠房縱向運(yùn)行時(shí)制動(dòng)引起，吊車橫向水平制動(dòng)力由吊車小車和起吊物沿橋架在廠房橫向運(yùn)行時(shí)制動(dòng)產(chǎn)生。離心力的大小與曲線半徑成反比，離心力的取值可通過(guò)車輛荷載乘以離心力系數(shù)C得到： 令代入上式，有：，可得：，式中 ——行車速度（m/s）；R——彎道平曲線半徑（m）；g——重力加速度，；w——車輛總重力（kN）。離心力對(duì)墩臺(tái)影響多按均布荷載分布在橋跨上，由兩墩臺(tái)共同承擔(dān)。 汽車離心力如何作用于橋梁墩臺(tái)？離心力系數(shù)C如何導(dǎo)出？位于曲線上的橋梁墩臺(tái)，當(dāng)曲線半徑較小時(shí)，應(yīng)計(jì)算汽車荷載產(chǎn)生的離心力。鑒于目前對(duì)沖擊作用尚不能從理論上作出符合實(shí)際的詳細(xì)計(jì)算，一般可根據(jù)試驗(yàn)和實(shí)測(cè)結(jié)果，近似地將汽車荷載乘以一個(gè)沖擊系數(shù)來(lái)計(jì)及車輛的沖擊作用，即采用靜力學(xué)的方法考慮荷載增大系數(shù)來(lái)反映動(dòng)力作用。沖擊影響與結(jié)構(gòu)剛度有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，跨徑越大，結(jié)構(gòu)越柔，基頻越小，對(duì)動(dòng)力荷載的緩沖作用好，沖擊力影響越小。易爆建筑物在設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)壓力峰值作出估算，以確定泄爆面積，基于不同的假設(shè)條件和基本理論可給出壓力峰值近似計(jì)算方法。燃?xì)獗ㄊ墙ㄖY(jié)構(gòu)中易于遭遇到的爆炸，燃爆升壓時(shí)間與結(jié)構(gòu)基本周期相比，作用時(shí)間足夠緩慢，可把室內(nèi)燃?xì)獗▽?duì)結(jié)構(gòu)的作用當(dāng)作靜力作用。爆炸對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用，其破壞程度與爆炸的性質(zhì)和爆炸物質(zhì)的數(shù)量有關(guān)。它是眾多爆炸中能量最高、破壞力最強(qiáng)的一種。核爆炸釋放的能量比普通炸藥爆炸放出的能量要大得多。燃?xì)獗ê头蹓m爆炸的介質(zhì)分散在周圍介質(zhì)之中，屬分散相爆炸。粉塵爆炸和燃?xì)獗ㄏ嗨疲瑧腋≡诳諝庵械撵F狀粉塵達(dá)到一定濃度，在外界摩擦、碰撞、火花作用下，會(huì)引發(fā)爆炸。燃?xì)獗▽?shí)質(zhì)上是可燃?xì)怏w快速燃燒的過(guò)程，可燃?xì)怏w燃燒速度取決于可燃?xì)怏w與空氣混合后的濃度比，當(dāng)濃度比達(dá)到濃度最優(yōu)值，燃燒速度可達(dá)最高。爆炸物質(zhì)高度凝聚，多為固態(tài)，屬凝聚相爆炸。爆炸的引發(fā)與周圍環(huán)境無(wú)關(guān)，不需要氧氣助燃?；瘜W(xué)爆炸過(guò)程中不僅有物質(zhì)形態(tài)的變化，還有物質(zhì)化學(xué)成份的變化。物理爆炸過(guò)程中，爆炸物質(zhì)的形態(tài)發(fā)生急劇改變，而化學(xué)成份沒(méi)有變化。 爆炸有哪些種類？各以什么方式釋放能量？爆炸是物質(zhì)系統(tǒng)迅速釋放能量的物理或化學(xué)過(guò)程，它在極短的時(shí)間內(nèi)迸發(fā)大量能量，并以波的形式對(duì)周圍介質(zhì)施加高壓。 土的凍脹力有哪些作用方式？對(duì)結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生什么影響？根據(jù)土的凍脹力對(duì)結(jié)構(gòu)物的不同作用方式，可把凍脹力分為切向凍脹力、法向凍脹力和水平凍脹力。土體凍結(jié)體積增大，土體膨脹變形受到約束時(shí)，則產(chǎn)生凍脹力，約束越強(qiáng)，凍脹變形越小，凍脹力也就越大。凍脹力作用在基礎(chǔ)或結(jié)構(gòu)上，引起結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形發(fā)生內(nèi)力。工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮混凝土的收縮變形在結(jié)構(gòu)中引起的內(nèi)力，預(yù)留后澆帶或在溫度敏感部位配置鋼筋等方法，抵銷收縮變形、降低溫度應(yīng)力，可以適當(dāng)放寬限制。圖示混凝土樓蓋，在樓蓋的角部或較大房間的角部，兩個(gè)方向混凝土收縮形成拉應(yīng)力的合力，使得樓蓋角部或板角處出現(xiàn)斜裂縫，斜裂縫常常是貫穿板截面的。圖示鋼筋混凝土梁，因混凝土收縮在梁腹部產(chǎn)生梭形裂縫?；炷廉a(chǎn)生收縮的原因主要是水泥凝膠體在結(jié)硬過(guò)程中的凝縮和混凝土內(nèi)自由水分蒸發(fā)的干縮雙重因素造成。圖示單層廠房，因地面大面積堆載造成基礎(chǔ)偏移，柱出現(xiàn)傾斜趨勢(shì)，由于受到屋蓋支撐，柱傾斜受阻，在柱頭產(chǎn)生較大附加水平力，使柱身在彎矩作用下開(kāi)裂，裂縫多集中在柱底彎矩最大處或柱身變截面處；柱身傾斜還會(huì)影響吊車正常運(yùn)行，引起滑車和卡軌現(xiàn)象。圖示砌體結(jié)構(gòu)房屋，地基不均勻沉降在砌體中引起附加拉力或剪力，當(dāng)附加內(nèi)力超過(guò)砌體本身強(qiáng)度便產(chǎn)生裂縫。當(dāng)建筑物上部結(jié)構(gòu)荷載差異較大、結(jié)構(gòu)體型復(fù)雜以及持力層范圍內(nèi)有不均勻地基時(shí)，會(huì)引起地基發(fā)生不均勻沉降。廠房縱向排架溫度變形分布 地基不均勻沉降對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生什么樣的影響？舉例說(shuō)明。 超長(zhǎng)排架結(jié)構(gòu)中，溫度變形是如何分布的？溫度應(yīng)力又是如何分布的？廠房縱向排架結(jié)構(gòu)柱嵌固于地面，如圖所示，排架橫梁受到均勻溫差作用向兩邊伸長(zhǎng)或縮短，中間有一變形不動(dòng)點(diǎn)，變形不動(dòng)點(diǎn)位于各柱抗側(cè)剛度分布的中點(diǎn)，可由柱總抗側(cè)剛度乘以不動(dòng)點(diǎn)到左端第1根柱的距離等于各柱抗側(cè)剛度乘以該柱到左端第1根柱的距離之和的條件得到。另一類是構(gòu)件內(nèi)部各單元體之間相互制約，不能自由變形。約束條件大致可分為兩類：一類是結(jié)構(gòu)物的變形受到其它物體的阻礙或支承條件的制約，不能自由變形。6 其它荷載與作用 試述溫度應(yīng)力產(chǎn)生的原因及產(chǎn)生的條件？溫度作用是指因溫度變化引起的結(jié)構(gòu)變形和附加力，當(dāng)結(jié)構(gòu)物所處環(huán)境溫度發(fā)生變化，且當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的熱變形受到邊界條件約束或相鄰部分的制約，不能自由脹縮時(shí)，則在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)形成溫度應(yīng)力?！顒?dòng)支座動(dòng)摩阻系數(shù)，對(duì)于聚四氟乙烯滑板支座，=；弧形鋼板支座=；平面鋼板支座，=；——上部結(jié)構(gòu)重力在活動(dòng)支座上產(chǎn)生的反力（kN）。 橋梁支座順橋向水平地震作用和橫橋向水平地震作用如何確定？橋梁上部結(jié)構(gòu)的各種荷載通過(guò)支座傳到橋墩，地震時(shí)支座傳遞上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平慣性力。 梁橋橋臺(tái)水平地震作用是如何考慮的？作用于橋梁橋臺(tái)上的水平地震作用包括臺(tái)身水平地震力、臺(tái)背主動(dòng)土壓力以及上部結(jié)構(gòu)對(duì)橋臺(tái)頂面處產(chǎn)生的水平地震力。對(duì)于矩形墩和方形墩，取=1時(shí)，對(duì)于圓形墩，取=；對(duì)于圓端形墩，順橋向取=~，橫橋向取=；——水的重度（kN/m3）；b ——與地震作用方向相垂直的橋墩寬度，可取h/2處的截面寬度（m），對(duì)于矩形墩，橫橋向時(shí)，取b = a（長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)）；對(duì)于圓形墩，兩個(gè)方向均取b = D（墩的直徑）；h ——從一般沖刷線算起的水深（m）。一般情況下位于常水位水深超過(guò)5m的實(shí)體橋墩、空心橋墩的抗震設(shè)計(jì)，應(yīng)計(jì)入地震動(dòng)水壓力。而對(duì)于簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁橋上部結(jié)構(gòu)的抗震能力一般不驗(yàn)算，但應(yīng)采取抗震構(gòu)造措施。梁橋結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)分別考慮順橋和橫橋兩個(gè)方向的水平地震作用。 g——重力加速度。（2）規(guī)則橋梁的柱式墩水平地震作用 梁橋橋墩的柔性墩以彎曲變形為主，用能量法將墩身質(zhì)量換算到墩頂后，可簡(jiǎn)化為單自由度體系，其順橋向的水平地震作用，可參照?qǐng)D2采用下列簡(jiǎn)化公式計(jì)算： (5)式中 Ehtp——作用于支座頂面處的順橋向水平地震作用； Gt——支座頂面處的換算質(zhì)點(diǎn)重力，按式（6）計(jì)算。通過(guò)強(qiáng)度和延性設(shè)計(jì)，確保潛在塑性鉸區(qū)域截面的延性能力，確保預(yù)期出現(xiàn)彎曲塑性鉸的構(gòu)件不發(fā)生脆性破壞模式，確保脆性構(gòu)件和不宜用于耗能的能力保護(hù)構(gòu)件處于彈性工作范圍。即為延性抗震設(shè)計(jì)。通過(guò)第一階段的抗震設(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)具有必要的承載能力。 什么是橋梁的延性抗震設(shè)計(jì)？什么是能力保護(hù)構(gòu)件和延性構(gòu)件？《橋梁抗震細(xì)則》采用兩水平設(shè)防、兩階段設(shè)計(jì)。（4）8度和9度區(qū)的大跨度結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)、高聳結(jié)構(gòu)及9度區(qū)的高層結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮豎向地震作用。時(shí)，應(yīng)考慮與各抗側(cè)力構(gòu)件平行的方向上的水平地震作用。在抗震設(shè)計(jì)中，各類建筑結(jié)構(gòu)的地震作用，應(yīng)按下列原則考慮：（1）通常認(rèn)為地面運(yùn)動(dòng)水平分量較大，而結(jié)構(gòu)抗側(cè)能力有限，一般情況下，水平地震作用對(duì)結(jié)構(gòu)起控制作用，可在建筑結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算水平地震作用并進(jìn)行抗震驗(yàn)算，各方向的水平地震作用全部由該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān)。，依據(jù)的原則是什么？地震時(shí)地面會(huì)發(fā)生水平運(yùn)動(dòng)和豎向運(yùn)動(dòng)，從而引起結(jié)構(gòu)的水平振動(dòng)和豎向振動(dòng)，當(dāng)結(jié)構(gòu)體型復(fù)雜、質(zhì)心和剛心不重合時(shí)，還會(huì)引起結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。 哪些結(jié)構(gòu)需要考慮豎向地震作用？如何確定豎向地震作用？在高烈度區(qū)，對(duì)于高聳結(jié)構(gòu)、高層建筑和大跨及長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)等對(duì)豎向運(yùn)動(dòng)敏感的結(jié)構(gòu)物需要考慮豎向地震作用。地震時(shí)水平地震力的合力通過(guò)結(jié)構(gòu)的質(zhì)心，而結(jié)構(gòu)抗側(cè)力的合力通過(guò)結(jié)構(gòu)的剛心，質(zhì)心和剛心的偏離使得結(jié)構(gòu)除產(chǎn)生平移振動(dòng)外，還圍繞剛心作扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，形成平扭耦聯(lián)振動(dòng)，會(huì)加重結(jié)構(gòu)的震害，有時(shí)還會(huì)成為導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的主要原因。放大系數(shù)是針對(duì)突出屋面的小建筑物強(qiáng)度驗(yàn)算采用的，局部放大作用不往下傳。結(jié)構(gòu)底部總剪力按下式計(jì)算： 各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用： 什么叫鞭端效應(yīng)？設(shè)計(jì)時(shí)如何考慮這種效應(yīng)？地震作用下突出建筑物屋面的附屬小建筑物，如電梯間、女兒墻、附墻煙囪等由于重量和剛度突然變小，高振型影響較大，會(huì)產(chǎn)生鞭端效應(yīng)。利用振型分解反應(yīng)譜法可確定多質(zhì)點(diǎn)體系在地震作用下相應(yīng)于振型質(zhì)點(diǎn)的水平地震最大作用： 再按“平方之和再開(kāi)方”的組合公式確定水平地震作用效應(yīng)，即： （2）底部剪力法和振型分解反應(yīng)譜法的基本原理和步驟對(duì)于高度不超過(guò)40m，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用。設(shè)計(jì)用反應(yīng)譜為反映這種影響，根據(jù)場(chǎng)地類別和設(shè)計(jì)地震分組的不同分別給出反應(yīng)譜參數(shù)。場(chǎng)地土質(zhì)松軟，長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)反應(yīng)較大，譜曲線峰值右移；場(chǎng)地土質(zhì)堅(jiān)硬，短周期結(jié)構(gòu)反應(yīng)較大，譜曲線峰值左移。動(dòng)力系數(shù)是單自由度體系在地震作用下最大反應(yīng)加速度與地面運(yùn)動(dòng)加速度的比值，也就是質(zhì)點(diǎn)最大加速度比地面最大加速度的放大倍數(shù)，即。按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，荷載僅指直接作用，地震對(duì)結(jié)構(gòu)施加的影響屬間接作用，應(yīng)把結(jié)構(gòu)承受的“地震荷載”稱為地震作用。結(jié)構(gòu)由地震引起的振動(dòng)稱為結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，振動(dòng)過(guò)程中作用在結(jié)構(gòu)上的慣性力就是“地震荷載”，它使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力，發(fā)生變形。對(duì)于淺源地震（震源深度在10~30km）震中烈度I0與震級(jí)M之間有如下經(jīng)驗(yàn)公式：。地震震級(jí)與地震烈度是兩個(gè)不同的概念，震級(jí)表示一次地震釋放能量的大小，烈度表示某地區(qū)遭受地震影響的強(qiáng)弱程度。 什么是地震烈度？震級(jí)與烈度兩者有何關(guān)聯(lián)？地震烈度是指某地區(qū)地面和各類建筑物遭受一次地震影響的強(qiáng)弱程度，它是按地震造成的后果分類的。m）；μ為剪切模量；D為震源斷裂面積上的平均位錯(cuò)量；S為斷裂面積。美國(guó)學(xué)者漢克斯和金森（Hanks and Kanamori）1977年從反映地震斷層錯(cuò)動(dòng)的力學(xué)量地震矩M0出發(fā)，提出用地震矩測(cè)定的震級(jí)稱為矩震級(jí)MW（Moment magnitude scale）。表達(dá)式為，式中：MS為震級(jí)，即里氏震級(jí)；A為地震儀記錄到的最大振幅。它是根據(jù)離震中一定距離所觀測(cè)到的地震波幅度和周期，并且考慮從震源到觀測(cè)點(diǎn)的地震波衰減，計(jì)算出的震源處地震的大小。 什么是里氏震級(jí)？什么是矩震級(jí)？地震震級(jí)是表示地震本身大小的等級(jí)，它以地震釋放的能量為尺度，根據(jù)地震儀記錄到的地震波或者斷層錯(cuò)位和破裂面積來(lái)確定?？v波使建筑物產(chǎn)生上下顛簸，橫波使建筑物產(chǎn)生水平搖晃，而面波使建筑物既產(chǎn)生上下顛動(dòng)又產(chǎn)生水平晃動(dòng)，當(dāng)橫波和面波都到達(dá)時(shí)振動(dòng)最為強(qiáng)烈。面波是體波經(jīng)地層界面多次反射形成的次生波，它包括兩種形式的波，即瑞雷波（R波）和樂(lè)甫波（L波）。橫波在傳播過(guò)程中，其介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的前進(jìn)方向垂直?？v波在傳播過(guò)程中，其介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的前進(jìn)方向一致。地震波是一種彈性波，它包括在地球內(nèi)部傳播的體波和在地面附近傳播的面波。各板塊邊緣由于地幔對(duì)流而互相擠壓、碰撞，在板塊的交界地區(qū)就會(huì)產(chǎn)生連綿不斷的地震。板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)認(rèn)為，地殼和地幔頂部厚約70~100km的巖石