【思考题】第二章（混凝土结构设计原理第五版沈蒲生）

混凝土结构设计原理 第五版 沈蒲生 绪论 思考题 答案

2-1 什么是结构上的作用？荷载属于哪种作用？作用效应与荷载效应有什么区别？

        结构上的作用是指施加在结构上的集中力或分布力，以及引起结构外加变形或约束变形的各种因素（如地震基础差异沉降，温度变化，混凝土收缩等）。

荷载属于直接作用。

        作用效应：直接作用或间接作用作用在结构构件上，由此对结构产生内力和变形（如轴力、剪力、弯矩、扭矩及挠度、转角和裂缝等）。

        荷载效应：直接作用作用在结构构件上，由此对结构产生内力和变形（如轴力、剪力、弯矩、扭矩及挠度、转角和裂缝等）。

2-2 荷载按随时间的变异分为几类？荷载有哪些代表值？在结构设计中，如何应用荷载代表值？

        荷载随时间的变异分为三类：永久作用、可变作用、偶然作用。

        永久荷载的代表值有标准值。可变荷载的代表值有标准值、组合值、频遇值和准永久值。

        对承载能力极限状态的荷载效应组合应采用基本组合（对持久短暂和地震设计状况）或偶然组合（对偶然设计状况）。

        对正常使用极限状态的荷载效应组合，按荷载的持久性和不同的设计要求采用三种组合：标准组合、频率组合和准永久组合。

        对持久状况设计，应进行正常使用极限状态设计。

        对短暂设计状况，可根据需要进行正常使用极限状态设计。

2-3 什么是结构抗力？影响结构抗力的主要因素有哪些？

        结构抗力R是指整个结构或结构构件承受作用效应（即内力和变形）和环境影响的能力，如构件的承载能力、刚度、抗裂度及材料的抗裂化能力等。

        影响抗力的主要因素有材料性能（强度、变形模量等）、几何参数（构件尺寸等）和计算模式的精确性（抗力计算所采用的基本假设和计算公式不够精确等）。

2-4 什么是材料强度标准值和材料强度设计值？从概率意义来看他们是如何取值的？

        材料强度标准值是材料强度概率分布中具有不小于95%保证率的偏低的材料强度值，是结构极限状态设计时采用的材料强度基本代表值。

        材料强度设计值是材料强度的标准值除以材料性能分项系数的值。

        钢筋和混凝土的强度标准只是钢筋混凝土结构按极限状态设计时采用的材料强度基本代表值。

        对有明显屈服点的热轧钢筋，取国家钢筋标准规定的屈服强度特征值，作为屈服强度标准之钢筋强度特征值的保证率大于95%。

        对无明显屈服点的钢筋钢丝及钢绞线，取国家钢筋标准规定的极限抗拉强度作为极限强度标准值，但结构设计时，对消除应力钢丝和钢绞线取0.85σb作为条件，屈服点对中强度预应力钢筋和螺纹钢筋有所调整。

2-5 什么是结构的预定功能？什么是结构的可靠度？可靠度如何度量和表达？

        结构的预定功能是：1、能承受在正常施工和正常使用期间可能出现的各种作用；2、保持具有良好的工作性能；3、具有足够的耐久性能；4、当发生火灾时，在规定的时间内可保持足够的承载力；5、当发生爆炸、撞击、人为错误等偶然事件时，结构能保持必需的整体稳固性，不出现与起因不相称的破坏后果，防止结构的连续倒塌。

        结构的可靠度是结构在规定的时间内，在规定的条件下完成预定功能的概率，是结构可靠性（安全性、适用性、耐用性的总称）的概率度量。我国标准目前采用可靠指标β来度量结构的可靠性。

2-6 什么是结构的极限状态？极限状态分为几类？各有什么标志和限值？

        整个结构或结构的一部分超过某一特定状态，就不能满足设计规定的某一功能要求及特定状态称为该功能的极限状态。

        极限状态分为三类，即承载能力极限状态、正常使用极限状态和耐久性极限状态。

        超过承载能力极限状态的标志：1、结构构件或连接因所受应力超过材料强度而破坏，或因过度变形而不适于继续承载；2、整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；3、结构转变为机动体系；4、结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）；5结构因局部破坏而发生连续倒塌（如初始的局部破坏，从构件到构件扩展，最终导致整个结构倒塌）；6、地基丧失存在能力而破坏（如失稳等）；7、结构或结构构件的疲劳破坏（如由于荷载多次重复作用而破坏）。

        超过正常极限状态的标志：1，影响正常使用或外观的变形；2、影响正常使用的局部破损（包括裂缝）；3、影响正常使用的振动；4、影响正常使用的其他特定状态。

        超过了耐久性极限状态的标志：1、影响承载能力和正常使用的材料性能劣化；2、影响耐久性的裂缝、变形、缺口、外观材料削弱等；3、影响耐久性的其他特定状态。

2-7 什么是失效概率？什么是可靠指标？二者有何联系？

        结构功能函数Z=R-S