建筑結構設計原理結構設計原理基礎章結構荷載實用教案

1、2.1 建筑結構設計基本(jbn)規(guī)定 2.1.1 結構(jigu)的安全等級 安全等級一級破壞后果(hugu)很嚴重重要的房屋二級破壞后果嚴重一般的房屋三級破壞后果不嚴重次要房屋第1頁/共27頁第一頁，共28頁。 同一建筑物內各種構件宜與整個結構采用相同的安全等級 升一級：額外費用(fi yong)少，減少破壞 降一級：該構件破壞不影響整個結構 或相鄰構件 安全等級在設計中體現(xiàn) 結構重要性系數(shù)0 重要性系數(shù)取值 安全等級一級：0=1.1；安全等級二級： 0=1.0；安全等級三級：0=0.9。第2頁/共27頁第二頁，共28頁。2.1.2 結構設計基準(jzhn)期結構設計基準期荷載統(tǒng)計分析和材

2、料性能(xngnng)取值的時間參數(shù)建筑(jinzh)結構設計基準期50年50年一遇的風雪荷載橋梁結構設計基準期100年100年一遇的風、雪、洪水第3頁/共27頁第三頁，共28頁。2.1.3 結構(jigu)的設計使用年限 結構設計規(guī)定的一個時期。 在規(guī)定時期內只要進行正常的維護而不需要進行大修(d xi)就能按預期目的使用 1類 5年 臨時性結構 2類 25年 易于替換的結構構件 3類 50年 普通房屋和構筑物 4類 100年 紀念性建筑和特別重要的建 筑結構普通(ptng)房屋，結構設計基準期和使用年限都是50年。第4頁/共27頁第四頁，共28頁。2.2 建筑(jinzh)結構荷載及其分類

3、作 用Action使結構(jigu)產生效應（內力、變形、裂縫）的各種原因。直接施加(shji)于結構上的集中力或分布力直接作用荷 載引起結構外加變形或約束變形的原因間接作用 作用地基變形、混凝土收縮、焊接變形、溫度變化、地震等作用第5頁/共27頁第五頁，共28頁。2.2.1 按隨時間的變異(biny)分類荷 載永久(yngji)荷載可變荷載(hzi)偶然荷載第6頁/共27頁第六頁，共28頁。 永久荷載（permanent load） 定義 在結構使用期間，其值不隨時間變化(binhu)，或其變化(binhu)與平均值相比可以忽略不計，或其變化(binhu)是單調的并能趨于限值的荷載。 類型

4、結構自重 = 恒載 土壓力， 預應力 基礎變位影響力 混凝土收縮及徐變影響力 水的浮力統(tǒng)計參數(shù)與時間(shjin)無關第7頁/共27頁第七頁，共28頁。 可變荷載（variable load） 定義 在結構使用期間，其值隨時間變化(binhu)，且其變化(binhu)與平均值相比不可以忽略不計的荷載。 特點 統(tǒng)計規(guī)律與時間參數(shù)有關 隨機過程模型 類型 樓面、屋面活荷載、積灰荷載 風荷載、雪荷載 吊車荷載第8頁/共27頁第八頁，共28頁。 偶然荷載(hzi)（accidental load） 定義 在結構使用期間不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間很短的荷載(hzi) 特點 設計基準期內可能

5、不出現(xiàn) 一旦出現(xiàn)量值很大，持續(xù)時間很短 類型 爆炸力 撞擊力 罕遇地震(dzhn)是間接作用= 偶然(u rn)作用 偶然荷載第9頁/共27頁第九頁，共28頁。2.2.2 按空間位置的變異(biny)分類荷 載固定(gdng)荷載自由(zyu)荷載空間位置固定不變數(shù)量值是隨機變量一定空間上任意分布位置和量值都具有隨機性固定設備荷載屋頂水箱重力樓面上的自由荷載稱為活荷載，活載第10頁/共27頁第十頁，共28頁。2.2.3 按結構的反應(fnyng)特點分類荷 載靜態(tài)(jngti)荷載動態(tài)(dngti)荷載使結構產生的加速度可忽略不計使結構產生的加速度不可忽略不計 動態(tài)荷載需用結構動力學進行分析

6、可按靜態(tài)荷載處理的動態(tài)荷載（乘系數(shù)） 吊車制動荷載 預制構件的吊裝搬運 風荷載第11頁/共27頁第十一頁，共28頁。2.3 永久荷載(hzi)代表值永久荷載對結構不利(bl)取上限平均值最大值（上限(shngxin)）最小值（下限）單位重量變異尺寸變異標準值Gk或gk為代表值一般取平均值為標準值變異較大時對結構有利取下限第12頁/共27頁第十二頁，共28頁。自重(zzhng)線荷載標準值gk=單位體積自重截面(jimin)面積gk=單位(dnwi)面積自重荷載寬度構件自重面積荷載標準值單位面積自重=單位體積自重厚度自重合力標準值Gk=單位體積自重體積Gk=單位面積自重荷載面積單位體積自重 和

7、單位面積自重見表2-3第13頁/共27頁第十三頁，共28頁。 例題2-1 樓面做法(zuf)為：硬木地板，20mm厚水泥砂漿找平層，80mm厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板，鋼絲網(wǎng)抹灰吊頂。試求板的恒載標準值（面積荷載）。 解 自重面積荷載標準值 = 0.2 + 200.02 + 250.08 + 0.45 = 3.05 kN/m2 第14頁/共27頁第十四頁，共28頁。 例題2-2 矩形截面鋼筋混凝土梁，寬b=300mm，高h=600mm，梁的底面和側面用石膏砂漿(shjing)抹灰、20mm厚，求梁自重線荷載標準值gk。 解 gk = 250.30.6 + 12(0.3 + 0.6 2 +0.02 2

8、 ) 0.02 = 4.5 + 0.37 = 4.87 kN/m第15頁/共27頁第十五頁，共28頁。2.4 可變荷載(hzi)代表值2.4.1 可變荷載(hzi)代表值的概念可變荷載與時間參數(shù)有關(yugun)，隨時在變化，屬于隨機過程可變荷載代表值可變荷載標準值可變荷載組合值可變荷載頻遇值可變荷載準永久值第16頁/共27頁第十六頁，共28頁。 可變荷載標準值qk(或Qk) 可變荷載的基本代表值 其他代表值均由標準值計算得到 設計基準期內最大荷載統(tǒng)計分布的特征值 對于有足夠資料的可變荷載，取最大荷載統(tǒng)計分布特征值 風、雪荷載，習慣上以平均重現(xiàn)期來定義標準值（50年一遇、100年一遇） 對于資

9、料不充分的可變荷載，根據(jù)(gnj)工程經(jīng)驗確定。第17頁/共27頁第十七頁，共28頁。 可變荷載組合值 定義 組合后的荷載效應在設計基準期內的超越概率，能與該荷載單獨出現(xiàn)時的相應概率趨于一致(yzh)的荷載。 兩種及其以上的可變荷載同時作用于結構上時，所有可變荷載都達到最大值的概率很小，除主導荷載取標準值外，其他伴隨荷載只能取組合值為代表值。 取值 可變荷載組合值 = 組合值系數(shù)c 標準值第18頁/共27頁第十八頁，共28頁。 可變荷載頻遇值 定義 在設計基準期內，其超越的總時間為規(guī)定的較小比率(bl) ，或超越概率為規(guī)定頻率的荷載值。 設計基準內，被超越的總時間為50年中的一小部分的荷載。

10、取值 可變荷載頻遇值 = 頻遇值系數(shù)f 標準值第19頁/共27頁第十九頁，共28頁。 可變荷載準永久值 定義 在設計(shj)基準期內，其超越的總時間約為設計(shj)基準期一半的荷載值。 經(jīng)常可以達到或被超過的荷載，對結構的影響類似于永久荷載。 取值 可變荷載準永久值 = 準永久值系數(shù)q 標準值第20頁/共27頁第二十頁，共28頁。2.4.2 可變荷載(hzi)取值 民用建筑樓面均布活荷載 樓面活荷載標準值（kN/m2） 按表2-4采用： 住宅、醫(yī)院、辦公樓、教室 2.0 禮堂、劇院、公共洗衣房 3.0 健身房、舞臺(wti)、舞廳 4.0 組合值系數(shù)、頻遇值系數(shù)、準永久值系數(shù)見表2-4活荷

11、載可按樓層(lu cn)折減第21頁/共27頁第二十一頁，共28頁。 屋面活荷載 屋面分類 不上人屋面 上人屋面 屋頂花園 屋面活載標準值 不上人屋面：0.5（施工、檢修荷載） 上人屋面： 2.0 屋頂花園： 3.0 組合(zh)值系數(shù)、頻遇值系數(shù)、準永久值系數(shù)見表2-6第22頁/共27頁第二十二頁，共28頁。 吊車荷載(hzi) 吊車豎向荷載(hzi) 標準值：采用最大輪壓和最小輪壓 以出廠規(guī)格為準 吊車水平荷載(hzi) 制動慣性力 取重量乘系數(shù) 橫向有左右之分 縱向有前后之別組合值、頻遇值和準永久(yngji)值系數(shù)見表2-7第23頁/共27頁第二十三頁，共28頁。 雪荷載 雪荷載標準值

12、 按屋面水平(shupng)投影面積計算 單位面積上的雪荷載標準值（kN/m2）為0rkss基本(jbn)雪壓s0空曠地帶(ddi)最大積雪深度統(tǒng)計分析得到的50年一遇的最大雪壓值北京0.40，南京0.65成都0.10，沈陽0.50v 雪荷載的其他代表值屋面積雪分布系數(shù)第24頁/共27頁第二十四頁，共28頁。 風荷載 風荷載標準值wk（kN/m2） 垂直于建筑物表面(biomin) 迎面壓力，背風面吸力（方向與風向同）0zkwwzs動力(dngl)荷載靜力法處理基本(jbn)風壓w0空曠地帶，離地10m，自記10min，年最大風速確定50年一遇最大風速計算基本風壓第25頁/共27頁第二十五頁，共28頁。0zkwwzs風壓高度(god)變化系數(shù)風荷載體型(txng)系數(shù)風振系數(shù)(xsh)v 風荷載其他代表值基本風壓北京0.45，上海0.55深圳0.90，廈門0.80成都0.30，重慶0.40吐魯番1.00，青島0.60第26頁/共27頁第二十六頁，共28頁。2021-12-427謝謝您的觀看(gunkn)！第27頁/共27頁第二十七頁，共28頁。NoImage內容(nirng)總結2.1 建筑結構設計基本規(guī)定。第