【正文】 組成了全球巖石圈，巖石圈由大大小小的板塊組成，板塊下面是塑性物質(zhì)構(gòu)成的軟流層。5 地震作用 試述構(gòu)造地震成因的局部機(jī)制和宏觀背景？構(gòu)造地震成因的局部機(jī)制可以用地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)明，在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代中，地球內(nèi)部處于不斷運(yùn)動(dòng)之中，原始水平狀的巖層在地應(yīng)力作用下發(fā)生形變；當(dāng)?shù)貞?yīng)力使巖層產(chǎn)生彎曲變形積累的應(yīng)力超過(guò)本身強(qiáng)度極限時(shí)，巖層就發(fā)生突然斷裂和猛烈錯(cuò)動(dòng)，巖層中原先積累的應(yīng)變能全部釋放，并以彈性波的形式傳到地面，地面隨之振動(dòng)，形成地震。另一類是限幅振動(dòng)，例如渦激振動(dòng)和抖振，渦激振動(dòng)是由結(jié)構(gòu)尾流中產(chǎn)生的周期性交替脫落的旋渦引起，當(dāng)一個(gè)結(jié)構(gòu)物處于另一個(gè)結(jié)構(gòu)物的渦列之中，還會(huì)激發(fā)出不規(guī)則的強(qiáng)迫振動(dòng)，即抖振。該系數(shù)通常是在風(fēng)軸坐標(biāo)系下，由節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)定獲得。 什么是橋梁靜力風(fēng)荷載的三分力系數(shù)？橋梁的靜力風(fēng)荷載一般采用三分力來(lái)描述，即氣流流經(jīng)橋梁時(shí)，由于截面表面的風(fēng)壓分布存在差別，上下表面壓強(qiáng)差的面積分就是橋梁所受的升力荷載，而迎風(fēng)前后表面壓強(qiáng)差的面積分則是橋梁所受的風(fēng)阻力荷載，即通常所說(shuō)的橫風(fēng)向力；此外，當(dāng)升力與阻力的合力作用點(diǎn)與橋梁截面的形心不一致時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生對(duì)形心的扭矩。只需考慮前4個(gè)振型即可滿足要求。對(duì)跨臨界的強(qiáng)風(fēng)共振，設(shè)計(jì)時(shí)必須按不同振型對(duì)結(jié)構(gòu)予以驗(yàn)算?？缗R界強(qiáng)風(fēng)共振引起在z高處振型j的等效風(fēng)荷載可由下列公式確定： 式中 ——計(jì)算系數(shù)；——在z高處結(jié)構(gòu)的j振型系數(shù)；——第j振型的阻尼比。. 什么情況下要考慮結(jié)構(gòu)橫風(fēng)向風(fēng)振效應(yīng)？如何進(jìn)行橫風(fēng)向風(fēng)振驗(yàn)算？應(yīng)根據(jù)雷諾數(shù)Re的不同情況進(jìn)行橫風(fēng)向風(fēng)振驗(yàn)算。在鎖定區(qū)內(nèi)，旋渦脫落頻率是不變的。對(duì)于圓形截面，當(dāng)雷諾數(shù)在某一范圍內(nèi)時(shí)，流體從圓柱體后分離的旋渦將交替脫落，形成卡門渦列，若旋渦脫落頻率接近結(jié)構(gòu)橫向自振頻率時(shí)會(huì)引起結(jié)構(gòu)渦激共振。. 結(jié)構(gòu)橫向風(fēng)振產(chǎn)生的原因是什么？建筑物或構(gòu)筑物受到風(fēng)力作用時(shí)，橫風(fēng)向也能發(fā)生風(fēng)振。結(jié)構(gòu)振型系數(shù)可根據(jù)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方法計(jì)算，也可采用近似公式或查表確定?！逗奢d規(guī)范》要求，如房屋、屋蓋及各種高聳結(jié)構(gòu)；，應(yīng)考慮風(fēng)壓脈動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的順風(fēng)向風(fēng)振。而對(duì)于高聳構(gòu)筑物和高層建筑等柔性結(jié)構(gòu)，風(fēng)壓脈動(dòng)引起的動(dòng)力反應(yīng)較為明顯，結(jié)構(gòu)的風(fēng)振影響必須加以考慮。. 計(jì)算順風(fēng)向風(fēng)效應(yīng)時(shí)，為什么要區(qū)分平均風(fēng)和脈動(dòng)風(fēng)？結(jié)構(gòu)順向的風(fēng)作用可分解為平均風(fēng)和脈動(dòng)風(fēng)，平均風(fēng)的作用可通過(guò)基本風(fēng)壓反映，基本風(fēng)壓是根據(jù)10min平均風(fēng)速確定的，雖然它已從統(tǒng)計(jì)的角度體現(xiàn)了平均重現(xiàn)期為50年的最大風(fēng)壓值，但它沒(méi)有反映風(fēng)速中的脈動(dòng)成分。目前要完全從理論上確定受風(fēng)力作用的任意形狀物體的壓力分布尚做不到，一般均通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)確定風(fēng)載體型系數(shù)。 單體建筑物立面流線分布 風(fēng)壓在房屋平面上的分布. 什么是風(fēng)載體型系數(shù)？它是如何確定的？建筑物處于風(fēng)流場(chǎng)中，風(fēng)力在建筑物表面上的分布是不均勻的，風(fēng)作用在建筑物表面的不同部位將引起不同的風(fēng)壓值，此值與來(lái)流風(fēng)壓之比稱為風(fēng)載體型系數(shù)。矩形平面的單體建筑物在風(fēng)的作用下，迎風(fēng)面由于氣流正面受阻產(chǎn)生風(fēng)壓力，側(cè)風(fēng)面和背風(fēng)面由于旋渦作用引起風(fēng)吸力。停滯點(diǎn)以上，一部分氣流流動(dòng)上升并越過(guò)建筑物頂面；停滯點(diǎn)以下，一部分氣流向下流向地面，在緊靠地面處形成水平滾動(dòng)，成為駐渦區(qū)；另一部分氣流則繞過(guò)建筑物兩側(cè)向背后流去。 將以上數(shù)據(jù)代入的表達(dá)式（6），可得A、B、C、D四類風(fēng)壓高度變化系數(shù)： A類： (7) B類： (8) C類： (9)D類： (10)據(jù)此，可制出風(fēng)壓高度變化系數(shù)的表格，供設(shè)計(jì)時(shí)查用。整理（2）式，并將標(biāo)準(zhǔn)高度z0=10m代入，可得： (3)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)地貌下梯度風(fēng)高度為HT0，粗糙度指數(shù)為，基本風(fēng)壓值為w0；任一地貌下梯度風(fēng)高度為HTa。. 試述風(fēng)壓高度變化系數(shù)的導(dǎo)出方法？根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果分析，大氣邊界層內(nèi)平均風(fēng)速沿高度變化的規(guī)律可用指數(shù)函數(shù)來(lái)描述，即： 1 （1）式中 ——任一高度z處平均風(fēng)速； ——標(biāo)準(zhǔn)高度處平均風(fēng)速； ——離地面任一高度（m）； ——離地面標(biāo)準(zhǔn)高度，通常取為10m， ——與地面粗糙度有關(guān)的指數(shù)，地面粗糙程度越大，越大。不同地表粗糙度有不同的梯度風(fēng)高度，地面粗糙度小，風(fēng)速變化快，其梯度風(fēng)高度比地面粗糙度大的地區(qū)為低；反之，地面粗糙度越大，梯度風(fēng)高度將越高。梯度風(fēng)流動(dòng)的起點(diǎn)高度稱為梯度風(fēng)高度。（5）臺(tái)灣是我國(guó)風(fēng)壓最大地區(qū)，主要受太平洋臺(tái)風(fēng)的影響；海南島主要受南海臺(tái)風(fēng)的襲擊，故東岸偏南有較大風(fēng)壓；西沙群島受南海臺(tái)風(fēng)的影響，風(fēng)力較大。這一地區(qū)除了冷空氣侵襲造成大風(fēng)外，高空動(dòng)量下傳也能造成大風(fēng)。這一地區(qū)的大風(fēng)主要由冬季強(qiáng)冷空氣入侵造成的，在冷鋒過(guò)境之處都有大風(fēng)出現(xiàn)。這一地區(qū)面臨海洋，正對(duì)臺(tái)風(fēng)的來(lái)向，臺(tái)風(fēng)登陸后環(huán)流遇山和陸地，摩擦力和阻塞力加大，臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度很快減弱，風(fēng)壓等值線從沿海向內(nèi)陸遞減很快。. 試述我國(guó)基本風(fēng)壓分布的特點(diǎn)？我國(guó)夏季受太平洋熱帶氣旋影響，形成的臺(tái)風(fēng)多在東南沿海登陸；冬季受西伯利亞和蒙古高原冷 空氣侵入，冷鋒過(guò)境常伴有大風(fēng)出現(xiàn)?；谏鲜鲈?，遠(yuǎn)海海面和海島的基本風(fēng)壓值大于陸地平坦地區(qū)的基本風(fēng)壓值，并隨海面或海島距海岸距離的增大而增大。風(fēng)對(duì)海面的摩擦力小于對(duì)陸地的摩擦力，所以海上風(fēng)速比陸地要大。山頂、山坡等弧尖地形，由于風(fēng)速隨高度增加和氣流越過(guò)山峰時(shí)的抬升作用，山頂和山坡的風(fēng)速比山麓要大。通常取為： . 山區(qū)及海洋風(fēng)速各有什么特點(diǎn)？應(yīng)當(dāng)如何考慮？山區(qū)地勢(shì)起伏多變，對(duì)風(fēng)速影響較為顯著，山區(qū)風(fēng)速有如下特點(diǎn)：山間盆地、谷地等閉塞地形，由于四周高山對(duì)風(fēng)的屏障作用，一般比空曠平坦地面風(fēng)速減小10~25%，相應(yīng)風(fēng)壓要減小20~40%。當(dāng)實(shí)測(cè)風(fēng)速高度、時(shí)距、重現(xiàn)期不符合標(biāo)準(zhǔn)條件時(shí)可進(jìn)行基本風(fēng)壓換算。（3）與風(fēng)速時(shí)距風(fēng)有關(guān)，常取某一規(guī)定時(shí)間內(nèi)的平均風(fēng)速作為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。影響風(fēng)壓的主要因素有：（1）風(fēng)速隨高度而變化，離地表越近，摩擦力越大，因而風(fēng)速越小。（5）地下水位在基底標(biāo)高上下范圍內(nèi)漲落時(shí)，浮托力的變化有可能引起基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降，應(yīng)考慮地下水位季節(jié)性漲落的影響。對(duì)于計(jì)算水浮力的水位，計(jì)算基底應(yīng)力用低水位，計(jì)算穩(wěn)定用設(shè)計(jì)水位。（2）若結(jié)構(gòu)物位于透水性較差地基上，如置于節(jié)理裂隙不發(fā)育的巖石地基上，地下水滲入通道不暢，可按50%計(jì)算浮托力。浮托力作用可根據(jù)地基的透水程度，按照結(jié)構(gòu)物喪失的重量等于它所排除的水重這一原則考慮：（1）對(duì)于透水性土，應(yīng)計(jì)算水浮力；對(duì)于非透水性土，可不考慮水浮力。地表水或地下水通過(guò)土體孔隙的自由水溝通并傳遞水壓力。設(shè)撞擊點(diǎn)A沿速度v的方向的總變位（墩臺(tái)或防撞設(shè)備、地基、船體結(jié)構(gòu)等的綜合彈性變形）為△，材料彈性變形系數(shù)為C（單位力所產(chǎn)生的變形），則有 (5)根據(jù)功的互等定理，有： (6)由式（2）、（3）和（4），可得 （7） （8）令及 代入上式，得： （9）式中 F——船只或排筏撞擊力（kN）； ——?jiǎng)幽苷蹨p系數(shù)； ——船只或排筏撞擊墩臺(tái)速度（m/s）；——船只或排筏撞擊方向與墩臺(tái)撞擊點(diǎn)切線的夾角；——船只或排筏質(zhì)量（t）； W——船只或排筏重力（kN）C——彈性變形系數(shù)，包括船只或排筏及橋梁墩臺(tái)的綜合彈性變形在內(nèi)。 設(shè)船只或排筏的質(zhì)量為m，駛近墩臺(tái)的速度為v，撞擊時(shí)船只或排筏的縱軸線與墩臺(tái)面的夾角為如圖所示，其動(dòng)能為： (1)假定船只或排筏可以順墩臺(tái)面自由滑動(dòng)，則船只或排筏給予墩臺(tái)的動(dòng)能僅有前一項(xiàng)，即： (2)在碰撞瞬間，船身以一角速度繞撞擊點(diǎn)A旋轉(zhuǎn)，其動(dòng)能為： (3)是船只在碰撞過(guò)程中，由于船體結(jié)構(gòu)、防撞設(shè)備、墩臺(tái)等的變形吸收一部分能量而考慮的折減系數(shù)，按下式計(jì)算： (4)式中 R——水平面上船只對(duì)其質(zhì)心G的回轉(zhuǎn)半徑（m）；d——質(zhì)心G與撞擊點(diǎn)A在平行墩臺(tái)面方向的距離（m）。 如何根據(jù)能量原理導(dǎo)出船只撞擊力近似計(jì)算公式？在通行較大的噸位的船只或有漂流物的河流中，需考慮船只或漂流物對(duì)橋梁墩臺(tái)的撞擊力，撞擊力可根據(jù)能量相等原則采用一個(gè)等效靜力荷載表示撞擊作用。冰場(chǎng)膨脹壓力隨結(jié)構(gòu)物與冰覆蓋層支承體之間的距離大小而變化，當(dāng)冰場(chǎng)膨脹受到橋墩等結(jié)構(gòu)物的約束時(shí)，則在橋墩周圍出現(xiàn)最大冰壓力，并隨著離橋墩的距離加大而逐漸減弱。P2——水流對(duì)浮冰邊緣的作用力(Pa)，可取為，h為冰厚(m)，l為冰層沿水流方向的平均長(zhǎng)度(m)，在河中不得大于兩倍河寬；P3——由于水面坡降對(duì)冰層產(chǎn)生的作用力(Pa)，等于920hi，i為水面坡降；P4——風(fēng)對(duì)冰層上表面的摩阻力(Pa)，P4=(~)VF，VF為風(fēng)速,采用歷史上有冰時(shí)期和水流方向基本一致的最大風(fēng)速(m/s)；——結(jié)構(gòu)物迎冰面與冰流方向間的水平夾角；——結(jié)構(gòu)物迎冰面與風(fēng)向間的水平夾角。動(dòng)冰壓力主要指河流流冰產(chǎn)生的沖擊作用。 冰壓力有哪些類型？冰壓力按其作用性質(zhì)不同，可分為靜冰壓力和動(dòng)冰壓力。在工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)基床類型、水底坡度、浪高及水深判別波態(tài)，分別采用不同公式計(jì)算波浪作用力。 如何對(duì)直立式防波堤進(jìn)行立波波壓力、遠(yuǎn)破波波壓力和近破波波壓力的計(jì)算？波浪作用力不僅與波浪本身特征有關(guān)，還與結(jié)構(gòu)物形式和海底坡度有關(guān)。 試述波浪傳播特征及推進(jìn)過(guò)程？波浪是液體自由表面在外力作用下產(chǎn)生的周期性起伏波動(dòng)，其中風(fēng)成波影響最大。置于河流中的橋墩邊界層分離現(xiàn)象，還會(huì)導(dǎo)致橋墩繞流阻力，繞流阻力是結(jié)構(gòu)物在流場(chǎng)中受到流動(dòng)方向上的流體阻力，繞流阻力由摩擦阻力和壓強(qiáng)阻力兩部分組成。在圓柱面a點(diǎn)到b點(diǎn)區(qū)間，邊界層內(nèi)流動(dòng)處于加速減壓狀態(tài)。 試述等速平面流場(chǎng)中，流體受阻時(shí)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(chǎng)，流線是一互相平行的水平線，在該流場(chǎng)中放置一個(gè)固定的圓柱體(橋墩)，流線在接近圓柱體時(shí)流動(dòng)受阻，在到達(dá)圓柱體表面a點(diǎn)時(shí)，該流線流速減至為零，壓強(qiáng)增到最大。確定靜水壓強(qiáng)時(shí)常以大氣壓強(qiáng)為基準(zhǔn)點(diǎn)，靜水壓強(qiáng)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)。風(fēng)對(duì)積雪的漂移影響可通過(guò)屋面積雪分布系數(shù)加以考慮。南嶺、武夷山脈以南、冬季氣溫高，很少降雪，基本無(wú)積雪。（5）華北及西北大部地區(qū)，冬季溫度雖低，但空氣干燥。（4）川西、滇北山區(qū)的雪壓也較高，該地區(qū)海拔高，氣溫低，濕度大，降雪較多而不易溶化。該地區(qū)冬季積雪情況很不穩(wěn)定，有些年份一冬無(wú)積雪，而有些年份遇到寒潮南下，冷暖氣流僵持，即降大雪。因此大興安嶺及長(zhǎng)白山區(qū)是我國(guó)另一個(gè)雪壓高值區(qū)。該地區(qū)雪量豐富，加上溫度低，積雪可以保持整個(gè)冬季不溶化，新雪覆老雪，形成了特大雪壓。屋面的雪荷載由于受到屋面形式、積雪漂移等因素的影響，往往與地面雪荷載不同，需要考慮一換算系數(shù)將地面基本雪壓換算為屋面雪荷載。 什么叫基本雪壓？它是如何確定的？雪壓是指單位水平面積上的雪重，雪壓值的大小與積雪深度和積雪密度有關(guān)。在計(jì)算吊車豎向荷載時(shí)，單跨廠房設(shè)計(jì)時(shí)最多考慮2臺(tái)吊車；多跨廠房最多只考慮4臺(tái)吊車。橫向水平荷載系數(shù)對(duì)于軟鉤吊車，當(dāng)額定起重量不大于100kN時(shí)，；當(dāng)為160~500kN時(shí)，；當(dāng)不小于750kN時(shí)。吊車橫向水平荷載是當(dāng)小車吊有額定最大起重量時(shí)，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)啟動(dòng)或剎車所引起的水平慣性力，它通過(guò)小車制動(dòng)輪與橋架軌道之間的摩擦力傳給大車，等分于橋架兩端，分別由大車兩側(cè)的車輪平均傳至吊車梁上的軌道，再由吊車梁與柱的聯(lián)接鋼板傳給排架。吊車水平荷載取決于制動(dòng)輪的輪壓和它與鋼軌間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)。對(duì)于梁、桁架、拱及其他大跨結(jié)構(gòu)的人群荷載，需根據(jù)加載長(zhǎng)度及人行道寬來(lái)確定，可按下列公式計(jì)算。我國(guó)城市人口密集，人行交通繁忙，城市橋梁人群荷載的取值較公路橋梁規(guī)定的要