2.4当楼面面积较大时,楼面均布活荷载为什么要折减?
民用建筑的楼而均布活荷载标准值是建筑物正常使用期间可能出现的最大值,当楼面而积较大时,作用在楼面上的活荷载不可能同时布满全部楼面,在计算楼而梁等水平构件楼而活荷载效应时,若荷载承载而积超过一定的数值,应对楼而均布活荷载予以折减。
同样,楼而荷载最大值满布各层楼面的机会更小,在结构设计时,对于墙、柱等竖向传力构件和基础应按结构层数予以折减。
2.5车道荷载为什么要沿横向和纵向折减?
桥梁设计时各个车道上的汽车荷载都是按最不利位置布苣的,多车道桥梁上的汽车荷载同时处于最不利位宜可能性随着桥梁车道数的增加而减小。
在计算桥梁构件截面产生的最大效应(力、位移)时,应考虑多车逍折减。
当桥涵设讣车道数等于或大于2时,由汽车荷载产生的效应应进行折减。
大跨径桥梁随着桥梁跨度的增加桥梁上实际通行的车辆达到较髙密度和满载的槪率减小,应考虑il•算跨径进行折减。
2.6什么叫基本雪压?
它是如何确定的?
雪压是指单位水平而积上的雪重,雪压值的大小与积雪深度和积雪密度有关。
基本雪压是在空旷平坦的地而上,积雪分布均匀的情况下,经统汁得到的50年一遇的最大雪压。
屋面的雪荷载由于受到屋面形式、积雪漂移等因素的影响,往往与地而雪荷载不同,需要考虑一换算系数将地面基本雪压换算为屋而雪荷载。
2.7试述风对屋而积雪的漂移作用及其对屋而雪荷载取值的影响?
风对雪的漂积作用是指下雪过程中,风会把部分将要飘落或者已经漂积在屋而上的雪吹移到附近地面或邻近较低的屋而上,对于平屋面和小坡度屋而,风对雪的漂移作用会使屋而上的雪压一般比邻近地面上的雪压要小:
对于双坡屋面、髙低跨屋而,迎风而吹来的雪往往在背风一侧屋面上漂积,引起屋而不平衡雪荷载。
风对积雪的漂移影响可通过屋面积雪分布系数加以考虑。
3侧压力
3.1静水压强具有哪些特征?
如何确定静水压强?
静水压力是指静止液体对其接触而产生的压力,具有两个特性:
一是静水压强垂直于作用面,并指向作用而部;二是静止液体中任一点处各方向的静水压强均相等,与作用的方位无关。
确泄静水压强时常以大气压强为基准点,静水压强与水深呈线性关系,随水深按比例增加:
水压力作用在结构物表面法线方向,水压力分布与受压而形状有关。
如果受压而为垂直平而,已知底部深度d则可按p=rh求得底部压强,再作顶部和底部压强连线便可得到挡水结构侧向压强分布规律。
3.2实际工程中为什么常将桥墩、闸墩设计成流线型?
在实际工程中,为减小绕流阻力,常将桥墩、闸墩设计成流线型,以缩小边界层分离区,达到降低阻力的目的。
3.3试述波浪传播特征及推进过程?
波浪是液体自由表而在外力作用下产生的周期性起伏波动,其中风成波影响最大。
在海洋深水区,波浪运动不受海底摩阻力影响,称为深水推进波:
波浪推进到浅水地带,海底对波浪运动产生摩阻力,波长和波速缩减,波髙和波陡增加,称浅水推进波:
当浅水波向海岸推进,达到临界水深,波峰发生破碎,破碎后的波重新组成新的水流向前推移,而底层出现回流,这种波浪称为击岸波:
击岸波冲击岸滩,对海边水工建筑施加冲击作用,即为波浪荷载。
3.4如何对直立式防波堤进行立波波压力、远破波波压力和近破波波压力的汁算?
波浪作用力不仅与波浪本身特征有关,还与结构物形式和海底坡度有关。
对于作用于直墙式构筑物上的波浪分为立波、远堤破碎波和近堤破碎波三种波态。
在工程设计时,应根据基床类型、水底坡度、浪高及水深判别波态,分别采用不同公式计算波浪作用力。
我国《港工规》分別给岀了立波波压力、远破波波压力和近破波波压力汁算方法,先求得直墙各转折点压强,将苴用直线连接,得到直墙压强分布,即可求出波浪压力,计算时尚应考虑墙底波浪浮托力。
3.5冰压力有哪些类型?
冰压力按苴作用性质不同,可分为静冰压力和动冰压力。
静冰压力包括冰堆整体推移的静压力,风和水流作用于大面积冰层引起的静压力以及冰覆盖层受温度影响膨胀时产生的静压力:
另外冰层因水位上升还会产生竖向作用力。
动冰压力主要指河流流冰产生的冲击作用。
3.6冰堆整体推移静压力计算公式是如何导岀的?
由于水流和风的作用,推动大而积浮冰移动对结构物产生静压力,可根据水流方向和风向,考虑冰层而积来计算:
P=G[(P]+只+Pjsina+P4sin0](3.31)
式中:
P——作用于结构物的正压力(N):
Q——浮冰冰层而积(m2),—般采用历史上最大值;
Pi一一水流对冰层下表而的摩阻力(Pa),可取为0.5v;,匕为冰层下的流速(m/s);
Pi——水流对浮冰边缘的作用力(Pa),可取为50yV;,h为冰厚(m),I为冰层沿水流方向的平均长度(m),在河中不得大于两倍河宽:
Ps——由于水面坡降对冰层产生的作用力(Pa),等于920加,i为水面坡降;
Pa一一风对冰层上表而的摩阻力(Pa),P4=(0.001-0.002)VP,%为风速,采用历史上有冰时期和水流方向基本一致的最大风速(m/s):
a——结构物迎冰而与冰流方向间的水平夹角:
P——结构物迎冰而与风向间的水平夹角。
3.7冰盖层受到温度影响产生的静压力与哪些因素有关?
冰盖层温度上升时产生膨胀,若冰的自由膨胀变形受到坝体、桥墩等结构物的约朿,则在冰盖层引起膨胀作用力。
冰场膨胀压力随结构物与冰覆盖层支承体之间的距离大小而变化,当冰场膨胀受到桥墩等结构物的约束时,则在桥墩周围出现最大冰压力,并随着离桥墩的距离加大而逐渐减弱。
冰的膨胀压力与冰而温度、升温速率和冰盖厚度有关,冰压力沿冰厚方向基本上呈上大下小的倒三角形分布,可认为冰压力的合力作用点在冰而以下1/3冰厚处。
3.10试述浮托力产生的原因及考虑的方法?
水浮力为作用于建筑物基底而的由下向上的水压力,当基础或结构物的底面置于地下水位以下,在其底而产生浮托力,浮托力等于建筑物排开同体积的水重力。
地表水或地下水通过土体孔隙的自由水沟通并传递水压力。
浮托力的大小取决于上的物理特性,当地下水能够通过上的孔隙溶入到结构基底,且固体颗粒与结构基底之间接触面很小时,可以认为上中结构物处于完全浮力状态。
浮托力作用可根据地基的透水程度,按照结构物丧失的重呈:
等于它所排除的水重这一原则考虑:
(1)对于透水性上,应计算水浮力;对于非透水性上,可不考虑水浮力。
若结构物位于透水性饱和的地基上,可认为结构物处于完全浮力状态,按100%讼算浮托力。
(2)若结构物位于透水性较差地基上,如巻于节理裂隙不发弃的岩石地基上,地下水渗入通道不畅,可按50%计算浮托力。
(3)若结构物位于粘性土地基上,上的透水性质难以预测,对于难以确立是否具有透水性质的上,计算基底应力时,不计浮力,计算稳左时,计入浮力。
对于计算水浮力的水位,计算基底应力用低水位,计算稳定用设计水位。
(4)地下水也对地下水位以下岩石、上体产生浮托力,基础底而以下上的天然重度或是基础底而以上土的加权平均重度应取有效重度。
(5)地下水位在基底标髙上下围涨落时,浮托力的变化有可能引起基础产生不均匀沉降,应考虑地下水位季节性涨落的影响。
4风荷载
4.1.基本风压是如何建义的?
影响风压的主要因素有哪些?
基本风压是在规左的标准条件下得到的,基本风压值是在空旷平坦的地而上,离地面10m髙,重现期为50年的lOmin平均最大风速。
影响风压的主要因素有:
(1)风速随高度而变化,离地表越近,摩擦力越大,因而风速越小。
(2)与地貌粗糙程度有关,地面粗糙程度高,风能消耗多、风速则低。
(3)与风速时距风有关,常取某一规定时间的平均风速作为计算标准。
(4)与最大风速重现期有关,风有着它的自然周期,一般取年最大风速记录值为统计样本,对于一般结构,重现期为50年:
对于髙层建筑、高耸结构及对风荷载比较敏感的结构,重现期应适当提髙。
当实测风速髙度、时距、重现期不符合标准条件时可进行基本风压换算。
4.2.试述风速和风压之间的关系?
风速和风压之间的关系可由流体力学中的伯努利方程得到,自由气流的风速产生的单位而积上的风压力为:
——V
2g
式中m,——单位而积上的风压力(kN/m?
)
p——空气密度(t/nF)
/一一空气单位体积重力(kN/nP)
g——重力加速度(m/s?
)
v风速(m/s)
在标准大气压情况下,/=O.O12O18kN/m\g=9.80nVs2,可得:
y,0.012018,w=——V=v~
2g2x9.80
在不同的地理位置,大气条件是不同的,了和g值也不相同。
通常取为:
4.5.