1 引言

这个笔记简要总结了第二章 <结构按极限状态法设计计算的方法> 的复习思考题与习题[授课日期: 3/15/2021至3/21/2021(Week 2)], 供同学们课后学习参考. 内容本身没什么创新之处, 仅作为教学使用.

2-1 桥梁结构的功能包括哪几个方面的内容？何谓结构的可靠性？

桥梁结构的功能包括：(1) 承载能力，结构应能承受在正常施工和正常使用期间可能出现的各种荷载、外加变形、约束变形等的作用；(2)适用性，结构在正常使用条件下具有良好的工作性能；(３) 耐久性，结构在正常使用和正常维护的条件下，在规定的时间内，具有足够的耐久性；(4）稳定性，在偶然荷载（如地震、强风）作用下或偶然事件（如爆炸）发生时和发生后，结构仍能保持整体稳定性，不发生倒塌。

结构的可靠性为结构的安全性，适用性和耐久性三者的总称。(P30-P31)

2-2 结构的设计基准期和设计使用年限有何区别？

结构的设计基准期---结构可靠度计算中另一时间域考虑，它是为确定可变作用的出现频率和设计时的取值而规定的标准时段。

设计使用年限---设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按预定目的使用的年限。

二者是不同的概念，设计基准期的选择不考虑环境作用下与材料性能老化等相联系的结构耐久性，而仅考虑可变作用随时间变化的设计变量取值大小，而设计使用年限是与结构适用性失效的极限状态相联系。(P31)

2-3 什么叫极限状态？我国《公路桥规》规定了哪两类结构的极限状态？

当整个结构或结构的一部分超过某一种特定而不能满足设计规定的某一功能要求时，则此特定状态称为该功能的极限状态。

极限状态分为如下三类：(1) 承载能力极限状态; (2) 正常使用极限状态; (3) “破坏-安全”极限状态。(P32)

2-4 试解释以下名词：作用、直接作用、间接作用、抗力。

(1) 作用：是指使结构产生内力、变形、应力和应变的所有原因；

(2) 直接作用：是指施加在结构上的集中力和分布力；

(3) 间接作用：是指引起结构外加变形和约束变形的原因；

(4) 抗力：是指结构构件承受内力和变形的能力。(P34)

2-5 我国《公路桥规》规定的结构设计状况有哪几种? 

我国《公路桥规》规定的结构设计有: 持久情况、短暂情况和偶然情况。(P41)

2-6 结构承载力极限状态和正常使用极限状态设计计算的原则是什么？ 

解答I:《公路桥规》规定按承载能力极限状态设计时，应根据各自的情况选用基本组合和偶然组合中的一种或两种做效应组合，按正常使用极限状态设计时，应根据不同结构的设计要求，选用以下一种或两种效应组合（1）作用短期效应组合是永久作用标准值效应 与可变作用频遇值效应组合（2）作用长期效应组合是永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合。(P39)

解答II: 我国《公路桥规》采用的是近似概率极限状态设计法。①承载能力极限状态的计算以塑性理论为基础，设计的原则是作用效应最不利组合（基本组合）的设计值必须小于或等于结构抗力设计值，即

②正常使用状态是以结构弹性理论或弹塑性理论为基础，采用作用（或荷载）的短期效应组合、长期效应组合或短期效应组合并考虑长期效应组合的影响，对构建的抗裂、裂缝宽度和挠度进行验算，并使各项计算值不超过《公路桥规》规定的各相应限值。设计表达式为

2-7 作用分为几类？什么是作用的标准值，可变作用的准永久值, 可变作用的频遇值和作用的组合值？

(1) 作用分为永久作用（恒载）、可变作用、偶然作用和地震作用四类；

(2) 作用的标准值：是结构和结构构件设计时，采用的各种作用的基本代表值。

可变作用的准永久值：指在设计基准期间，可变作用超越的总时间占设计基准期的比率较大的作用值。

(3) 可变作用频遇值：在设计基准期间，可变作用超越的总时间占设计基准期的比率较小或被超越的频率限制在规定频率内的作用值。它是对结构上较频繁出现的且量值较大的可变作用的取值。(P43-P44)

2-8 本题题目如下所示 

(1) 作用频遇效应组合 (P47)

汽车荷载不计冲击系数的汽车荷载剪力标准值为：

 

(2) 作用准永久效应组合

2-9 什么是材料强度的标准值和设计值？

(1) 材料强度标准值：是由标准试件按标准试验方法经数理统计以概率分布的0.05分位值确定强度值，即取值原则是在符合规定质量的材料强度实测值的总体中，材料的强度的标准值应具有不小于95%的保证率。

(2) 材料强度设计值：是材料强度标准值除以材料性能分项系数后的值。(P48)

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知识点： 结构按极限状态法设计计算的方法