第2章结构设计方法
结构设计原理第2章 结构极限状态计算
规定时间——对结构进行可靠度分析时，结合 结构使用期，考虑各种基本变量与时间关系所 取用的基准时间参数，即设计基准期。我国公 路桥梁结构的设计基准期为100年。 设计基准期≠使用寿命，当结构的使用年限超 过设计基准期时，表明它的失效概率可能增大， 不能保证其目标可靠度，但不等于结构丧失功 能甚至报废。通常使用寿命长，则设计基准期 就长，设计基准期小于寿命期。
R－抗力方面的基本变量组成的综合抗力；
S－作用效应方面的基本变量组成的综合效应。
2.
结构功能函数与可靠、失效、极限状态的对 应关系
Z=R–S>0：结构可靠 Z=R–S<0：结构失效
Z=R–S＝0：结构处于极限状态
结构可靠度设计的目的用功能函数表示，应满足
Z＝g（X1，X2，…，Xn）≥0或Z＝R－S ≥0
f
( )
。
－无量纲系数，称为结构可靠指标。 与
失效概率 Pf 有一一对应关系， 越大， Pf 越 小 ，结构越可靠。(表2-1)
2.1.5 目标可靠指标
定义：用作公路桥梁结构设计依据的可靠 指标。 确定方法：采用“校准法”并结合工程经 验和经济优化原则加以确定。 校准法——根据各基本变量的统计参数和 概率分布类型，运用可靠度的计算方法， 揭示以往规范隐含的可靠度，以此作为确 定目标可靠指标的依据。
采用近似概率极限状态设计法，设 计计算应满足承载能力和正常使用两类 极限状态的各项要求。
2.2.1 三种设计状况
持久状况
桥涵建成后承受自重、车辆荷载等 作用持续时间很长的状况。对应于桥梁 的使用阶段，必须进行承载能力极限状 态和正常使用极限状态的设计。
短暂状况
桥涵施工过程中承受临时性作用 （或荷载）的状况。对应于桥梁的施工 阶段，一般只进行承载能力极限状态计 算（以计算构件截面应力表达），必维护条件下，在规定 时间内，具有足够的耐久性，如不出现 过大的裂缝宽度，钢筋不锈蚀。（耐久 性）
第二章顺序结构程序设计教案
一、实验准备实验准备实验准备实验准备1、C语言程序的上机操作语言程序的上机操作语言程序的上机操作语言程序的上机操作C是编译型语言，设计好一个C源程序后，需要经过编译生成目标文件(扩展名.obj)、连接生成可执行文件(扩展名.exe)，然后执行。
一个C程序的具体开发步骤如下： (1) 启动启动启动启动VC++ 6.0：“开始”“程序”“Microsoft Visual C++ 6.0” (2) 新建文件新建文件新建文件新建文件：“文件”“新建”在“新建”对话框中选择“文件”标签列表框中选“C++ Source File”，在右边指定文件名和保存位置。
(3) 编辑编辑编辑编辑：录入或修改源程序并保存（Ctrl+S） (4) 调试运行调试运行调试运行调试运行：编译（Ctrl+F7）连接（F7）运行（Ctrl+F5），若有错需修改源程序后再调试程序 (5) 关闭工作区关闭工作区关闭工作区关闭工作区：“文件”“关闭工作空间”，一个程序调试结束后需关闭当前工作空间，再从第(2)步开始下一个程序的调试 2、、、、C程序的调试程序的调试程序的调试程序的调试调试即是在源程序中查找错误并修改错误的过程。
程序的错误一般分为两类：语法错误和逻辑错误语法错误和逻辑错误语法错误和逻辑错误语法错误和逻辑错误。
①语法错误语法错误语法错误语法错误：指不符合C语言语法规则而产生的错误。
语法错误系统能检测出来并告之原因及位置，设计者可参考修改。
②逻辑错误逻辑错误逻辑错误逻辑错误：指程序的运行结果与预期的结果不符而产生的错误。
这类错误拔除难度较大，一般需祥细分析算法或在程序运行过程中设置断点、追踪程序的运行来纠错。
（1）语法错误调试案例（建立程序名为ex1-1.c）# include <stdio.h> void main() { int i=0 //错误原因：语句结束位置缺分号printf("i=%d\n",i); } 调试并查找以上程序的语法错误并分析原因并改正。
第二章 梁板结构设计
Mb = M -V0×b/2
支座中心线处截面的弯矩
第二章 梁板结构设计
48
剪力设计值：在均布荷载作 用下：
支座中心线处截面的剪力
Vb= V -(g+q)×b/2
在集中荷载作用下 Vb=V 当板、梁中间支座为砖 墙时，或板、梁是搁置在钢 筋混凝土构件上时，不作此 调整 图2-10
红色外包线即为所求弯 矩包罗图
2.2 单向板肋梁楼盖设计
图2-9
(a) 弯矩包络图;(b) 剪力包络图
第二章 梁板结构设计
47
2.2 单向板肋梁楼盖设计
4.支座弯矩和剪力设计值（计算值）
（1）问题的提出：由于将实际结构简化为直线，故所求得
的支座弯矩和剪力是支座中心线处的数值，实际最危险的截
面应该在支座边缘，所以应将所求得的数值加以调整，见附
l2/l1≤2 时，按双向板设计；2 ＜l2/l1＜3 时，
宜按双向板设计。
第二章 梁板结构设计
16
2.1 概述
《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）以下简称 规范)中规定了这两种板的界定条件： （1） 两对边支承的板应按单向板计算。 （2） 四边支承的板，当长边与短边之比小于或等于2时，应 按双向板计算。
l2
q1
A
1m
fA A
l1
1m
q2 fA A
图2-2
第二章 梁板结构设计
13
2.1 概述
化简上式得：
ql q l
4 11
4 2 2
4 l ，即 q q 2 (c) 1 2 4 l1
பைடு நூலகம்
混凝土结构第2章
材料性能等取值而选用的时间参数，与结构的设计使
用年限是两个概念，不能混淆。
作用按随空间位置的变异可分为: 固定作用与自
由作用。
作用按结构的反应特点可分为：
(1)静态作用，使结构产生的加速度可以忽略不计的作 用，如自重、一般风荷载、雪荷载等，其作用效应 与结构的动力特性无关；
(2)动态作用，使结构产生的加速度不可忽略不计的作 用，如地震，其作用效应不仅与作用的大小有关， 而且与结构的动力特性（如刚度、质量分布、自振 周期等）有关。
2.2 两类极限状态 2.2.1 建筑结构的功能
结构的可靠性指的是结构在设计使用年限内，在 规定的条件下，完成预定功能的能力。
所谓的预定功能是指建筑结构必须满足安全性、 适用性、耐久性。 安全性：指结构在预定的使用期限内，应能承受正常 施工、正常使用时可能出现的各种荷载、外加变形、 约束变形等的作用。在设计规定的偶然事件发生时及 发生后，仍能保持整体稳定性，不发生倒塌或连续破 坏，应避免个别构件或局部破坏而导致整体破坏。
例题2-1
已知：板宽0.6m，板的计算跨度 l0 3.3m ， 板自重：1.62kN / m2 板面25mm水泥砂浆抹面： 0.025 20 0.5kN / m2
板底15mm纸筋石灰粉刷：0.01516 0.24kN / m2
合计：2.36kN / m2
在板宽0.6米内的均布线恒载的标准值为：
gk Gkb 2.36 0.6 1.42kN / m
在板宽0.6米内的均布线活载的标准值为：
qk Qkb 2.0 0.6 1.2kN / m
跨中弯矩设计值：
M
0S
0 ( G
1 8
4.61kN m
钢结构课后习题答案第五版
钢结构课后习题答案第五版钢结构课后习题答案第五版钢结构是一门重要的工程学科，它涉及到建筑、桥梁和其他基础设施的设计和施工。
在学习钢结构的过程中，习题是非常重要的一部分，它能够帮助学生巩固所学的知识，提高解决问题的能力。
本文将为大家提供钢结构课后习题答案第五版，希望对学习者有所帮助。
第一章：钢结构基础知识1. 钢结构的主要特点是什么？钢结构的主要特点是强度高、刚度大、重量轻、施工速度快、耐久性好等。
2. 钢结构的分类有哪些？钢结构可以根据用途分为建筑钢结构、桥梁钢结构和其他工业钢结构；根据结构形式分为框架结构、网架结构和悬索结构等。
3. 钢结构的设计应遵循哪些原则？钢结构的设计应遵循安全、经济、美观和可施工性的原则。
4. 钢结构的设计荷载有哪些？钢结构的设计荷载包括常规荷载（如自重、活载、风荷载等）和非常规荷载（如地震荷载、爆炸荷载等）。
5. 钢结构的连接方式有哪些？钢结构的连接方式包括焊接、螺栓连接和铆接等。
第二章：钢结构设计方法1. 钢结构的设计方法有哪些？钢结构的设计方法包括弹性设计、弹塑性设计和极限状态设计等。
2. 钢结构的荷载组合有哪些？钢结构的荷载组合包括常规组合（如最不利组合、最可能组合等）和非常规组合（如地震组合、爆炸组合等）。
3. 钢结构的稳定性分析有哪些方法？钢结构的稳定性分析包括弯曲屈曲、屈曲扭转和屈曲侧扭等。
4. 钢结构的疲劳分析有哪些方法？钢结构的疲劳分析包括应力范围法、应力振幅法和应力时间法等。
5. 钢结构的设计验算中需要考虑哪些因素？钢结构的设计验算中需要考虑构件的强度、稳定性、疲劳性、可靠性和施工性等因素。
第三章：钢结构的施工工艺1. 钢结构的制作工艺有哪些？钢结构的制作工艺包括切割、焊接、钻孔和涂装等。
2. 钢结构的安装工艺有哪些？钢结构的安装工艺包括吊装、定位、连接和调整等。
3. 钢结构的质量控制包括哪些方面？钢结构的质量控制包括材料的质量控制、制作过程的质量控制和安装过程的质量控制等。
第二章 数据库的概念结构设计
第二章数据库的概念结构设计将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构（即概念模型）的过程就是概念结构设计。
它是整个数据库设计的关键步骤。
本章主要介绍以下内容：•数据模型。
•概念模型。
•概念结构设计的方法与步骤。
第一节数据模型一、数据数据是数据库中存储的基本对象，也是数据模型的基本元素。
1．数据在数据库中描述事物的符号记录称为数据，是存储的基本对象。
计算机是人们解决问题的辅助工具，而解决问题的前提是对问题存在条件及环境参数的正确描述，在现实世界中人们可以直接用自然语言来描述世界，为了把这些描述传达给计算机，就要将其抽象为机器世界所能识别的形式。
例如，我们在现实世界中用以下语言来描述一块主板：编号为0001的产品为“技嘉主板”，其型号为GA-8IPE1000-G，前端总线800MHz。
如果将其转换为机器世界中数据的一种形式则为：0001，技嘉主板，GA-8IPE1000-G，800MHz。
因此从现实世界中的数据到机器世界中的符号记录形式的数据，还需要一定的转换工作。
2．数据描述在数据库设计的不同阶段都需要对数据进行不同程度的描述。
在从现实世界到计算机世界的转换过程中，经历了概念层描述、逻辑层描述及存储介质层描述三个阶段。
在数据库的概念设计中，数据描述体现为“实体”、“实体集”、“属性”等形式，用来描述数据库的概念层次；在数据库的逻辑设计中，数据描述体现为“字段”、“记录”、“文件”、“关键码”等形式，用来描述数据库的逻辑层次；在数据库的具体物理实现中，数据描述体现为“位”、“字节”、“字”、“块”、“桶”、“卷”等形式，用来描述数据库的物理存储介质层次。
二、数据模型模型是对现实世界中的事物、对象、过程等客观系统中感兴趣的内容的模拟和抽象表达。
如一座大楼模型、一架飞机模型就是对实际大楼、飞机的模拟和抽象表达，人们从模型可以联想到现实生活中的事物。
数据模型也是一种模型，它是对现实世界数据特征的抽象。
数据模型一般应满足三个要求：一是能比较真实地模拟现实世界；二是容易被人们理解；三是便于在计算机上实现。
第二章：混凝土结构荷载及设计方法
结构设计原理
第2章
2.2.3 结构抗力（R）
定义：结构抵抗作用效应的能力，称为结构抗力。
结构的功能函数： Z=R-S 式中，R——结构构件抗力，它与材料的力学指标及材料用量有关； S——作用(荷载)效应及其组合，它与作用的性质有关。 R和S均可视为随机变量，Z为复合随机变量，它们之间的运算规则 应按概率理论进行。 当Ｚ>０时，结构能够完成预定的功能，处于可靠状态。 当Ｚ<０时，结构不能完成预定的功能，处于失效状态。 当Ｚ=０时，即R=S结构处于临界的极限状态，称为极限状态方程。 保证结构可靠的条件Z=R-S＞0，是一非确定性的问题。只有用概 率来加以解决。
结构设计原理
第2章
§2.2
结构上的作用、作用效应与结构抗力
2.2.1 结构上的作用
1. 定义：凡能使结构产生内力、应力、位移、应变、 裂缝的因素，都称为结构上的作用。
2. 分类：
直接作用：荷载； 间接作用：温度、收缩、徐变、地基不均匀沉降、 地震等。
结构设计原理
第2章
§2.2
荷载
2.2.1 荷载分类
结构设计原理
第2章
§2.1.2 结构的极限状态及其分类
定义：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就 不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定的状 态称之为该功能的极限状态。
结构极限状态的分类
承载能力极限状态：超过这一极限状态时结构将发 生破坏、倒塌或失稳等现象。
正常使用极限状态：超过这一极限状态时结构将出 现过大的变形，开裂或过宽的裂缝，钢筋严重锈蚀 ，混凝土腐蚀、风化、剥落等现象。
结构设计原理
钢结构教研室 庞辉
结构设计原理
第2章
第二章
服装结构设计(女装篇)第二章衣原型的结构基础与变化
（二）绘制衣身原型轮廓线，见图2-2
1.绘制前领口弧线：从B点起沿水平线取B/24+3.4cm为前领宽，记为◎，得到SNP点； 再从B点起沿前中心线向下取◎+0.5cm为前领深，然后画出长方形领口；画长方形对角 线，将其进行三等分，以三分之一等分点向下0.5cm作为参考点，最后画顺领口弧线。
2.绘制前肩线：以SNP点为基准点、水平线为基准线，取前肩斜度22°作前肩斜线， 与前胸宽线交汇，后将其顺延1.8cm形成前肩线。
总省量
f
e
d
c
b
a
100%
7%
18%
35%
11%
15%
14%
9
0.63
1.62
3.15
0.99
1.35
1.26
10
0.7
1.8
3.5
1.1
1.5
1.4
11
0.77
1.98
3.85
1.21
1.65
1.54
12
0.84
2.16
4.2
1.32
1.8
1.68
12.5 0.875 2.25 4.375 1.375 1.875 1.75
根据服装的不同部位，可以将原型分为： 1.上半身原型：通常称为衣身原型，通过转移胸省和收腰省的方法以达到衣身合体的效果。上
半身原型使用范围很广，例如可以和多类下半身原型共同组成新的服装款型，连衣裙、连体裤 等服装款式就是综合运用的典例。 2.下半身原型：分为裤原型和裙原型两大类。裤原型一般以经典西裤款式作为基础裤型进行结 构制图；裙原型往往以直筒裙作为基础裙型进行结构制图。 3.袖原型：是人体上肢所用到的衣原型。 （三）按服装不同的宽松程度分类 根据服装造型合体程度的不同，可以将原型分为合体型原型、紧身型原型、宽松型原型，如日 本新文化原型属于合体型原型。
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第2章 结构设计方法
二、承载能力极限状态设计
承载能力极限状态的设计表达式为
γ0S≤R
γ0——结构重要参数；
安全等级为一级，不应小于1.1； 安全等级为二级，不应小于1.0； 安全等级为三级，不应小于0.9；
S——荷载效应组合的设计值 R—— 结构构件抗力的设计值
第2章 结构设计方法
1. 基本组合的荷载效应组合设计值
第2章 结构设计方法
第二章 结构设计方法
2.1 结构设计的基准期和设计使用年限
一、设计基准期
结构设计所采用的荷载统计参数以及与时间有关的材料 性能取值，都需要选定一个时间参数——设计基准期。
我国所采用的设计基准期为50年。
第2章 结构设计方法
二、设计使用年限
1.设计使用年限是指设计规定的一个时期。在这一规定时期内，房 屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和维护下不需要进行大修就 能按其预定目的使用。
第2章 结构设计方法
二、作用与作用效应
1.作用及其分类
作用是指施加在结构上的集中力或分布力(称为直接作用，即通常所 说的荷载)以及引起结构外加变形或约束变形的原因(称为间接作用)。
结构上的各种作用，可按不同的性质进行分类。
第2章 结构设计方法
（1）按时间的变异分类
（2）按空间位置的变异分类 可分为固定作用和自由作用
（1）由可变荷载效应控制的组合
m
n
Sd j 1
S S S G j G j K
Q1
L1
QK
1
Qi Li Ci Qi K i2
（2）由永久荷载效应控制的组合
m
n
Sd
S G j G jK
S Qi Li Ci Qi K
j 1
i 1
力屋面梁、托架、屋架、屋面板和楼板，按二级裂缝控制等级进行验算。
第2章 结构设计方法
（2）受弯构件的挠度验算
计算受弯构件的最大挠度时，应按荷载效应标准组合并考虑 荷载长期作用的影响。其计算值不超过下表规定的挠度限值
构件类型 挠度限值
受弯构件的挠度限值
楼盖、屋盖及楼梯构件
l0<7 m
7 m≤l0≤9 m
2.结构的设计使用年限应按下表确定。
类别
1
2
3
4
设计使用年限/年 5
25
50
100
示例
临时性 易于替换的结 普通房屋和构 纪念性建筑和特别重要
结构 构构件
筑物
的建筑结构
第2章 结构设计方法
2.2 结构的功能要求、作用效应和结构抗力
一、结构的功能要求
结构在规定的设计使用年限内，应满足下列各项功能要求。 1. 结构安全性要求 2. 结构适用性要求 3. 结构耐久性要求
第2章 结构设计方法
2.荷载偶然组合的效应设计值
（1）用于承载力极限状态计算的效应设计值
（2）用于偶然事件发生后受损结构整体稳固性 验算的效应设计值
第2章 结构设计方法
三、正常使用极限状态设计
根据不同的设计要求，采用荷载的标准组合、频遇组合 或准永久组合。其设计表达式为
Sd ≤C
式中 C——结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值， 如变形、裂缝、振幅等限值。
（3）按结构的反应特点分类 可分为静态作用和动态作用
第2章 结构设计方法
2.作用的随机性
同一时间可能有多种结果，但事先不能确定哪一种一定发生 (不确定性)，而事后有唯一结果的性质称为作用的随机性。
3.作用效应
由作用引起的结构或结构构件的反应，例如，内力、变形和裂缝等， 称为作用效应。
第2章 结构设计方法
三、结构抗力
结构或结构构件承受作用效应的能力称为结构抗力。
影响结构抗力的主要因素是结构的几何参数和所用材料的性能。 由于结构构件的制作误差和安装误差会引起结构几何参数的变异， 结构材料因材质和生产工艺等的影响，其强度和变形性能也会有差 别(即使是同一工地按同一配比制作的同一强度等级的混凝土、或是 同一钢厂生产的同一种钢材，其强度和变形性能也不会完全相同)， 因此结构抗力也具有随机性。
第2章 结构设计方法
1. 荷载组合
（1）标准组合 （2）频遇组合 （3）准永久组合
第2章 结构设计方法
2.具体内容设计
（1）裂缝控制验算
根据所处环境类别和结构类别，首先选用相应的裂缝控制等级及最大裂缝宽 度限值ωlim。裂缝控制等级共分为三级，详见下表
结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值(mm)
第2章 结构设计方法
2.3 极限状态设计方法
一、极限状态的定义和分类
1. 极限状态
整个结构或结构的一部分超过不能满足设计规定的某一功能 要求时的某一特定状态。极限状态实质上就是结构可靠(有效) 或不可靠(失效)的界限。
第2章 结构设计方法
2. 极限状态的分类
（1）承载能力极限状态 承载能力极限状态是指对应于结构、结构构件达到最大承载能力 或出现不适于继续承载的变形或变位的状态 当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为其超过了承载能 力极限状态： ①整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆、滑移等)； ②结构构件或其连接部因材料强度不够而破坏(包括疲劳破坏)，或 因 过度的塑性变形而不适于继续承载； 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地基丧失承载能力而破坏(如失稳等)。
环境类别
钢筋混凝土结构
预应力混凝土结构
裂缝控制等级
ωlim
裂缝控制等级
ωlim
一
0.3(0.4)
0.20
三
二a
0.10
三
二b
0.2
二
—
三a，三b
一
—
注：①括号内数值用于年平均相对湿度小于60%的受弯构件。 ②对处于四、五类环境下的结构构件，另见专门标准规定。 ③表中最大裂缝宽度限值用于验算荷载作用引起的最大裂缝宽度。 ④一类环境下的屋架、托架、需进行疲劳验算的吊车梁，取ωlim =0.2 mm，一类环境下的预应
第2章 结构设计方法
承载能力极限状态举例
第2章 结构设计方法
（2）正常使用极限状态
正常使用极限状态是指对应于结构、结构构件达到正常使用 或耐久性的某项规定的限值的状态。
当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了正常使 用极限状态：
①影响正常使用或外观的变形； ②影响正常使用或耐久性的局部损坏(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。
l0>9 m
l0/200(l0/250) l0/250(l0/300) l0/3