第二章 重力荷載

1、天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院1工程荷載與可靠度工程荷載與可靠度設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)原理第二章第二章 重力荷載重力荷載天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院2主要內(nèi)容主要內(nèi)容2.1 結(jié)構(gòu)自重結(jié)構(gòu)自重2.2 土的自重應(yīng)力土的自重應(yīng)力2.3 樓、屋面活荷載樓、屋面活荷載2.4 雪荷載雪荷載2.5 吊車荷載吊車荷載2.6 人群荷載人群荷載天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院32.1 結(jié)構(gòu)自重結(jié)構(gòu)自重結(jié)構(gòu)自重結(jié)構(gòu)自重是由地球引力產(chǎn)生的組成結(jié)構(gòu)的材料重力。是由地球引力產(chǎn)生的組成結(jié)構(gòu)的材料重力。結(jié)構(gòu)自重可根據(jù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)自重可根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)尺寸設(shè)計(jì)尺寸和和材料的重度材料的重度加以確定。加以確定。 總

2、荷載：總荷載：天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院4結(jié)構(gòu)按面積分布自重結(jié)構(gòu)按面積分布自重 F=h在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常將結(jié)構(gòu)自重轉(zhuǎn)化為在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常將結(jié)構(gòu)自重轉(zhuǎn)化為平均樓面平均樓面恒載恒載。作為近似估算，各種結(jié)構(gòu)的平均樓面恒載分別為：作為近似估算，各種結(jié)構(gòu)的平均樓面恒載分別為： 木結(jié)構(gòu)木結(jié)構(gòu):1.98 2.48kN/m2; 鋼筋砼結(jié)構(gòu)鋼筋砼結(jié)構(gòu):4.95 7.43kN/m2； 鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu):2.48 3.96kN/m2; 預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu):3.46 5.94kN/m2（取鋼筋砼結(jié)構(gòu)恒載的（取鋼筋砼結(jié)構(gòu)恒載的 70%-80%）天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院5結(jié)構(gòu)按長(zhǎng)度分布自重結(jié)構(gòu)按長(zhǎng)度分布

3、自重 F=A天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院6天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院7天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院8天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院9天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院10天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院11例題例題 例例1 1 雙面水泥砂漿粉刷的厚雙面水泥砂漿粉刷的厚220220墻的自重（墻的自重（20mm20mm厚水泥砂厚水泥砂漿面，重度為漿面，重度為19kN/19kN/m3) ) 解解 Gk=0.22m 19kN/m3+2 0.02m 18kN/m3=4.90kN/m2 例例2 2 計(jì)算某現(xiàn)澆樓面的結(jié)構(gòu)自重計(jì)算某現(xiàn)澆樓面的結(jié)構(gòu)自重Gk 解解 20mm20mm厚水泥砂漿面層厚水泥砂漿面層 0.02m 20kN/m3=0.4k

4、N/m2 80mm 80mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土 0.08m 25kN/m3=2.0kN/m2 12mm 12mm厚紙筋石灰泥粉厚紙筋石灰泥粉 0.012m 16kN/m3=0.192kN/m2 Gk=Gki=2.592 kN/m2天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院122.2 土的自重應(yīng)力土的自重應(yīng)力土的自重應(yīng)力：土的自重應(yīng)力：土自身有效重力在土體中所引起的應(yīng)力。土自身有效重力在土體中所引起的應(yīng)力。 計(jì)算假定：計(jì)算假定：天然地面是一個(gè)無(wú)限大的水平面，在任意天然地面是一個(gè)無(wú)限大的水平面，在任意豎直面和水平面上均無(wú)剪應(yīng)力存在。豎直面和水平面上均無(wú)剪應(yīng)力存在。補(bǔ)充：補(bǔ)充：天然狀態(tài)下土的容重變化范圍

5、：天然狀態(tài)下土的容重變化范圍： 粘性土：粘性土： (1820) kN/m3 砂砂 土：土： (1620) kN/m3 腐填土：腐填土： (1517) kN/m3設(shè)計(jì)時(shí)，土的天然容重取設(shè)計(jì)時(shí)，土的天然容重取18kN/m18kN/m3 3。天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院13均質(zhì)土中豎向自重應(yīng)力：均質(zhì)土中豎向自重應(yīng)力： cz= . z 土的天然重度；土的天然重度； z 土的自重應(yīng)力計(jì)算深度；土的自重應(yīng)力計(jì)算深度； cz沿沿深度深度 直線分布直線分布 cz沿沿水平面水平面 均勻分布均勻分布天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院14成層土中豎向應(yīng)力沿高度的分布成層土中豎向應(yīng)力沿高度的分布天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院15有地下水

6、成層土中豎向應(yīng)力沿高度的分布有地下水成層土中豎向應(yīng)力沿高度的分布天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院16有不透水層成層土中豎向應(yīng)力沿高度的分布有不透水層成層土中豎向應(yīng)力沿高度的分布天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院172.3 樓、屋面活荷載樓、屋面活荷載一、樓面活荷載一、樓面活荷載樓面活荷載：樓面活荷載：是指建筑物中的人群、家具、用品、設(shè)施等產(chǎn)是指建筑物中的人群、家具、用品、設(shè)施等產(chǎn)生的重力荷載。生的重力荷載。 工程設(shè)計(jì)時(shí)，一般將樓屋面活荷載處理為樓面均布荷載，工程設(shè)計(jì)時(shí)，一般將樓屋面活荷載處理為樓面均布荷載，其量值與建筑物其量值與建筑物的功能有關(guān)，還與設(shè)計(jì)的安全度水準(zhǔn)有關(guān)的功能有關(guān)，還與設(shè)計(jì)的安全度水準(zhǔn)有關(guān)。天水

7、師范學(xué)院土木工程學(xué)院18 某鋼砼框架結(jié)構(gòu)平面示意圖，底層層高4.2m，基礎(chǔ)頂面標(biāo)高-1.2米，房屋開間4.2米（3.3米）進(jìn)深6.6米，走廊2.1米。標(biāo)準(zhǔn)層3.3m，共6層，如何確定結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖？如何計(jì)算豎向荷載?天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院19民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值GB50009-2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院20天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院21天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院22設(shè)計(jì)梁時(shí)的折減系數(shù)設(shè)計(jì)梁時(shí)的折減系數(shù)天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院23設(shè)計(jì)墻、柱和基礎(chǔ)時(shí)設(shè)計(jì)墻、柱和基礎(chǔ)時(shí)天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院24樓面恒載計(jì)算實(shí)例樓面恒載計(jì)算實(shí)例1

8、 1能不能計(jì)算出以下樓面恒荷載12mm大理石地面 28kN/m330mm細(xì)石混凝土 24kN/m3100mm現(xiàn)澆樓板 25kN/m315mm天棚抹灰 17kN/m3天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院25樓面恒載計(jì)算實(shí)例樓面恒載計(jì)算實(shí)例1 112mm大理石地面 28kN/m30.012mm0.34kN/m230mm細(xì)石混凝土 24kN/m30.03mm0.72kN/m2100mm現(xiàn)澆樓板 25kN/m30.1m2.5kN/m215mm天棚抹灰 17kN/m30.015m0.26kN/m2 3.86kN/m2q23.864.24.0920.30kN/m天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院26 工業(yè)建筑樓面活荷載工業(yè)建筑

9、樓面活荷載天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院27天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院28二、屋面均布活荷載二、屋面均布活荷載房屋建筑的屋面，其水平投影面上的均布活荷載應(yīng)該按下表房屋建筑的屋面，其水平投影面上的均布活荷載應(yīng)該按下表采用，采用，屋面均布活荷載不應(yīng)與雪荷載同時(shí)考慮屋面均布活荷載不應(yīng)與雪荷載同時(shí)考慮天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院29注意注意!天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院30三、屋面積灰荷載三、屋面積灰荷載天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院312.4 雪荷載雪荷載天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院32天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院33一、基本雪壓一、基本雪壓雪壓：雪壓：?jiǎn)挝幻娣e地面上積雪的自重單位面積地面上積雪的自重基本雪壓：基本雪壓：當(dāng)?shù)乜諘?/p>

10、平坦地面上根據(jù)氣象記錄資料經(jīng)統(tǒng)計(jì)得當(dāng)?shù)乜諘缙教沟孛嫔细鶕?jù)氣象記錄資料經(jīng)統(tǒng)計(jì)得 到的在結(jié)構(gòu)使用期間可能出現(xiàn)的到的在結(jié)構(gòu)使用期間可能出現(xiàn)的最大雪壓值最大雪壓值。S=hg雪重度是一個(gè)隨時(shí)間和空間變化的量，它隨積雪厚度、積雪雪重度是一個(gè)隨時(shí)間和空間變化的量，它隨積雪厚度、積雪時(shí)間長(zhǎng)短等因素的變化而有較大差異。時(shí)間長(zhǎng)短等因素的變化而有較大差異。天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院34空間上：空間上： 越靠近地面，雪重度越大；雪越深，下層雪的重度越大越靠近地面，雪重度越大；雪越深，下層雪的重度越大天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院35雪密度隨時(shí)間的變化雪密度隨時(shí)間的變化時(shí)間上：時(shí)間上： 隨時(shí)間的延續(xù)，積雪隨時(shí)間的延續(xù)，積雪由于

11、受到壓縮、融化、蒸由于受到壓縮、融化、蒸發(fā)及人為攪動(dòng)等，其重度發(fā)及人為攪動(dòng)等，其重度不斷增加。不斷增加。 在研究基礎(chǔ)上，不少在研究基礎(chǔ)上，不少國(guó)家對(duì)雪重度提出了相應(yīng)國(guó)家對(duì)雪重度提出了相應(yīng)的建議公式。的建議公式。 為工程應(yīng)用方便，常為工程應(yīng)用方便，常將雪重度設(shè)定為將雪重度設(shè)定為常值常值（根（根據(jù)某地區(qū)的氣象記錄資料據(jù)某地區(qū)的氣象記錄資料經(jīng)統(tǒng)計(jì)后所得到的雪重度經(jīng)統(tǒng)計(jì)后所得到的雪重度平均值或某分位值）。平均值或某分位值）。天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院36全國(guó)基本雪壓分布圖全國(guó)基本雪壓分布圖天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院37天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院38天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院39二、屋面雪荷載的計(jì)算二、屋面雪荷

12、載的計(jì)算（1）影響屋面積雪的因素影響屋面積雪的因素 風(fēng)、屋面形式、屋面散熱風(fēng)、屋面形式、屋面散熱風(fēng)對(duì)屋面積雪的影響漂積作用天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院40漂積雪的大小和分布與屋面高差有關(guān)漂積雪的大小和分布與屋面高差有關(guān)天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院41 在多跨坡屋面情況下，屋谷附近區(qū)域的積雪比在多跨坡屋面情況下，屋谷附近區(qū)域的積雪比 屋脊區(qū)大。屋脊區(qū)大。天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院42屋面坡度對(duì)積雪的影響滑落天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院43屋面溫度對(duì)積雪的影響危害：危害：a.不連續(xù)加熱屋面，可能造成排水系統(tǒng)堵塞，并在不連續(xù)加熱屋面，可能造成排水系統(tǒng)堵塞，并在屋面較低處結(jié)成較厚的冰層，產(chǎn)生附加荷載，同時(shí)屋面較低處結(jié)成較厚的冰層，產(chǎn)生附加荷載，同時(shí)降低雪滑移的能力。降低雪滑移的能力。b.大部分采暖的屋面，在不加熱的檐口處通常會(huì)形大部分采暖的屋面，在不加熱的檐口處通常會(huì)形成冰凌及冰壩，對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的荷載效應(yīng)。成冰凌及冰壩，對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的荷載效應(yīng)。天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院44天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院45天水師范學(xué)院土木工程學(xué)院4