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12 荷载与结构设计方法
一、课程性质与目的
本课程属于专业基础课，是土木工程专业的重要结构工程教学内容，为必修课。
本课程的教学目的是让学生了解工程结构可能承受的各种荷载，以及工程结构设计的可靠度背景。
二、课程基本要求
通过本课程的学习，学生应掌握工程结构设计时需考虑的各种主要荷载，这些荷载产生的背景，以及各种荷载的计算方法；并掌握结构设计的主要概念、结构可靠度原理和满足可靠度要求的结构设计方法。
三、课程教学基本内容
(一)荷载类型
1．荷载与作用
2．作用的分类
(二)重力
1．结构自重
2．土的自重力
3．雪荷载
(1)基本雪压
(2)屋面雪压
4．车辆重力
5．屋面活荷载
(三)侧压力
1．土的侧向压力
(1)基本概念及土压力分类
(2)基本原理
(3)土压力的计算
2．水压力及流水压力
3．波浪荷载
(1)波浪的分类
(2)波浪荷载的计算
4．冻胀力
(1)冻土的概念、性质及与结构物的关系
(2)土的冻胀原理
(3)冻胀力的分类及其计算
5．冰压力
(1)冰压力概念及分类
(2)冰压力的计算
(四)风载
1．风的有关知识
(1)风的形成
(2)两类性质的大风
(3)我国风气候总况
(4)风级
2．风压
(1)风压与风速的关系
(2)基本风压
(3)非标准条件下的风速或风压计算
3．结构抗风计算的几个重要概念
(1)结构的风力与风效应
(2)顺风向平均风与脉动风
(3)横风向风振
4．顺风向结构风效应
(1)顺风向平均风效应
(2)顺风向脉动风效应
(3)顺风向总风效应
5．横风向结构风效应
(1)流经任意截面体的风力
(2)结构横风向风力
(3)结构横风向风效应
(4)结构总风效应
(5)结构横风向驰振(galloping)
(五)地震作用
1．地震基本知识
(1)地震的类型与成因
(2)地震分布
(3)震级与烈度
(4)地震波与地面运动
2．单质点体系地震作用
(1)单质点体系地震反应
(2)地震作用与地震反应谱
(3)设计反应谱
3．多质点体系地震作用
(1)多质点体系地震反应
(2)震型分解反应谱法
(3)底部剪力法
(六)其他作用
1．温度作用
(1)基本概念及温度作用原理
(2)温度应力的计算
2．变形作用
3．爆炸作用
(1)爆炸概念
(2)爆炸荷载的计算
4．浮力作用
5．制动力
(1)汽车制动力
(2)吊车制动力
6．离心力
7．预加力
(七)荷载的统计分析
1．荷载的概率模型
(1)平稳二项随机过程模型
(2)统计参数分析
2．荷载的各种代表值
(1)标准值
(2)准永久值
(3)荷载组合值
3．荷载效应及荷载效应组合
(1)荷载效应
(2)荷载效应组合
(八)结构抗力的统计分析
1．影响结构抗力的不定性
2．结构构件材料性能的不定性
3．结构构件几何参数的不定性
4．结构构件计算模式的不定性
5．结构构件抗力的统计特征
(1)结构构件抗力的统计参数
(2)结构构件抗力的分布类型
(九)结构可靠度分析
1．结构可靠度基本概念
(1)结构的功能要求
(2)结构的功能函数
(3)结构极限状态
(4)结构可靠度
(5)可靠指标
2．结构可靠度分析的实用方法
(1)中心点法
(2)验算点法
3．相关随机向量的结构可靠度计算
4．结构体系的可靠度
(1)基本概念
(2)结构体系可靠度的上下界
(十)结构概率可靠度设计法
1．结构设计的目标
(1)设计要求
(2)目标可靠度
2．结构概率可靠度的直接设计法
3．结构概率可靠度设计的实用表达式
(1)单一系数设计表达式
(2)分项系数设计表达式
(3)规范设计表达式
四、实验内容
无
五、前修课程要求
结构力学、结构动力学、概率与统计。
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