PPT建筑結(jié)構(gòu)荷載講義

1建筑結(jié)構(gòu)荷載載本章講述了建建筑結(jié)構(gòu)承受受的各種作用用，包括直接接作用和間接接作用。主要要講述了《建筑結(jié)構(gòu)荷載載規(guī)范》（GB50009—2001）中的各種荷荷載。討論了了荷載的分類類，荷載代表表值，各類荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值的的確定。本章提要本章內(nèi)容容1.1荷載的分類1.2荷載代表值1.3永久荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值1.4樓面和屋面活活荷載1.5雪荷載1.6風(fēng)荷載1.1荷載的分類在結(jié)構(gòu)使用期期間，其值不不隨時間變化化，或其變化化與平均值相相比可以忽略略不計，或其其變化是單調(diào)調(diào)的并能趨于于限值的荷載載。例如結(jié)構(gòu)構(gòu)自重、土壓壓力、預(yù)應(yīng)力力等。永久荷載不隨隨時間變化，，長期作用在在結(jié)構(gòu)上，在在結(jié)構(gòu)上的作作用位置也不不變。1.1.1永久荷載1.1.2可變荷載在結(jié)構(gòu)使用期期間，其值隨隨時間變化，，且變化與平平均值相比不不可以忽略不不計的荷載。。例如樓面活活荷載、屋面面活荷載和積積灰荷載、吊吊車荷載、風(fēng)風(fēng)荷載、雪荷荷載等?？勺兒奢d的大大小隨時間而而變，作用位位置可變，且且像風(fēng)荷載、、吊車荷載等等能引起結(jié)構(gòu)構(gòu)振動，使結(jié)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生加速速度。1.1.3偶然荷載在結(jié)構(gòu)使用期期間不一定出出現(xiàn)，一旦出出現(xiàn)，其值很很大且持續(xù)時時間很短的荷荷載。例如爆爆炸力、撞擊擊力等。1.2荷載代表值《荷載規(guī)范》規(guī)定：對永久荷載應(yīng)應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值值作為代表值值。對可變荷載應(yīng)應(yīng)根據(jù)設(shè)計要要求采用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值、組合值值、頻遇值或或準(zhǔn)永久值作作為代表值。。對偶然荷載應(yīng)應(yīng)按建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)使用的特點點確定其代表表值。1.2.1荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值是荷載的基本本代表值，指指結(jié)構(gòu)在使用用期間可能出出現(xiàn)的最大荷荷載值。荷載標(biāo)準(zhǔn)值統(tǒng)統(tǒng)一由設(shè)計基基準(zhǔn)期（50年）最大荷載載概率分布的的某個分位值值來確定，有有永久荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值（Gk)和可變荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值（Qk）。1.2.2可變荷載組合合值當(dāng)結(jié)構(gòu)同時承承受兩種或兩兩種以上的可可變荷載時，，考慮到荷載載同時達到最最大值的可能能性較小，因因此除主導(dǎo)荷荷載（產(chǎn)生最最大荷載效應(yīng)應(yīng)的荷載）仍仍以其標(biāo)準(zhǔn)值值為代表值外外，對其它它伴隨荷載，，可以將它們們的標(biāo)準(zhǔn)值乘乘以一個小于于或等于1的荷載組合系系數(shù)作為代表表值，稱為可變荷載組合合值，即1.2.3可變荷載頻遇遇值在設(shè)計基準(zhǔn)期期內(nèi)，其超越越的總時間為為規(guī)定的較小小比率或超越越頻率為規(guī)定定頻率的荷載載值。它相當(dāng)當(dāng)于在結(jié)構(gòu)上上時而或多次次出現(xiàn)的較大大荷載，但總總是小于荷載載的標(biāo)準(zhǔn)值。。其值等于可變變荷載標(biāo)準(zhǔn)值值乘以可變荷荷載頻遇值系系數(shù)：1.2.4可變荷載準(zhǔn)永永久值在設(shè)計基準(zhǔn)期期內(nèi)，其超越越的總時間約約為設(shè)計基準(zhǔn)準(zhǔn)值一半（可可以理解為總總持續(xù)時間不不低于25年）的荷載值值，也就是經(jīng)經(jīng)常作用于結(jié)結(jié)構(gòu)上的可變變荷載。其值值等等于于可可變變荷荷載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值乘乘以以可可變變荷荷載載準(zhǔn)準(zhǔn)永永久久值值系系數(shù)數(shù)：：1.3永久久荷荷載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值永久久荷荷載載主要要包包括括構(gòu)件件的的自自重重、構(gòu)造造層層的的自自重重等。。恒荷荷載載的的變變異異性性不不大大，，故故其其標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值可可根根據(jù)據(jù)構(gòu)構(gòu)件件或或構(gòu)構(gòu)造造層層的的設(shè)設(shè)計計尺尺寸寸和和材材料料或或構(gòu)構(gòu)件件的的單單位位自自重重確確定定。。常常見見材材料料和和構(gòu)構(gòu)件件的的單單位位自自重重見見附附表表1。對于于自自重重變變異異較較大大的的材材料料和和構(gòu)構(gòu)件件（（如如現(xiàn)現(xiàn)場場制制作作的的保保溫溫材材料料、、混混凝凝土土薄薄壁壁構(gòu)構(gòu)件件等等）），，自自重重的的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)對對結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的不不利利狀狀態(tài)態(tài)，，取取上上限限值值或或下下限限值值。。1.4樓面面和和屋屋面面活活荷荷載載樓面面活活荷荷載載是指指作作用用在在樓樓面面上上的的人人員員、、家家具具、、設(shè)設(shè)備備等等荷荷載載。。按樓樓面面等等效效均均布布活活荷荷載載的的確確定定方方法法，，將將實實際際荷荷載載換換算算成成為為等等效效均均布布活活荷荷載載，，再再經(jīng)經(jīng)統(tǒng)統(tǒng)計計分分析析后后，，確確定定活活荷荷載載的的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值。。民用用建建筑筑樓樓面面均均布布活活荷荷載載的的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值及及其其組組合合值值、、頻頻遇遇值值和和準(zhǔn)準(zhǔn)永永久久值值系系數(shù)數(shù)見表表1.1。設(shè)計計墻墻、、柱柱及及基基礎(chǔ)礎(chǔ)時時應(yīng)應(yīng)對對各各層層樓樓面面的的樓樓面面活活荷荷載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值進進行行折折減減。。樓樓面面活活荷荷載載折折減減系系數(shù)數(shù)見見表1.2、表1.31.4.1民用用建建筑筑樓樓面面均均布布活活荷荷載載表1.1民用用建建筑筑樓樓面面均均布布活活荷荷載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值及及其其組組合合值值、、頻頻遇遇值值和和準(zhǔn)準(zhǔn)永永久久值值系系數(shù)數(shù)表1.2樓面面活活荷荷載載折折減減系系數(shù)數(shù)表1.3活荷荷載載按按樓樓層層數(shù)數(shù)的的折折減減系系數(shù)數(shù)墻、柱、基礎(chǔ)計算截面以上的層數(shù)12~34~56~89~20＞20計算截面以上各樓層活荷載總和的折減系數(shù)1.00(0.900.850.700.650.600.551.4.2屋面面均均布布活活荷荷載載屋面面上上的的活活荷荷載載因因““上上人人””和和““不不上上人人””而而不不同同。。上上人人的的屋屋面面承承受受人人群群和和施施工工檢檢修修等等荷荷載載；；不不上上人人的的屋屋面面只只承承受受施施工工檢檢修修時時施施工工、、檢檢修修人人員員以以及及堆堆料料等等重重力力。。屋面面均均布布活活荷荷載載見表表1.4。表1.4屋面面均均布布活活荷荷載載項次類別標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)組合值系數(shù)ψc頻遇值系數(shù)ψf準(zhǔn)永久值系數(shù)ψq1不上人的屋面0.50.70.502上人的屋面2.00.70.50.43屋頂花園3.00.70.60.51.4.3施工工和和檢檢修修荷荷載載及及欄欄桿桿水水平平荷荷載載設(shè)計計屋屋面面板板、、檁檁條條，，鋼鋼筋筋混混凝凝土土挑挑檐檐、、雨雨篷篷和和預(yù)預(yù)制制小小梁梁時時，，施施工工或或檢檢修修集集中中荷荷載載（（人人和和小小工工具具的的自自重重））應(yīng)應(yīng)取取1.0kN，并并應(yīng)應(yīng)在在最最不不利利位位置置處處進進行行驗驗算算。。（1）對于于輕輕型型構(gòu)構(gòu)件件或或較較寬寬構(gòu)構(gòu)件件，，當(dāng)當(dāng)施施工工荷荷載載超超過過上上述述值值時時，，應(yīng)應(yīng)按按實實際際情情況況驗驗算算，，或或采采用用加加墊墊板板、、支支撐撐等等臨臨時時設(shè)設(shè)施施承承受受。。（2）當(dāng)計計算算挑挑檐檐、、雨雨篷篷承承載載力力時時，，應(yīng)應(yīng)沿沿板板寬寬每每隔隔1.0m取一一個個集集中中荷荷載載；；在在驗驗算算挑挑檐檐、、雨雨篷篷傾傾覆覆時時，，應(yīng)應(yīng)沿沿板板寬寬每每隔隔2.5~3.0m取一一個個集集中中荷荷載載。。（3）樓梯梯、、看看臺臺、、陽陽臺臺和和上上人人屋屋面面等等的的欄欄桿桿頂頂部部水水平平荷荷載載，，應(yīng)應(yīng)按按下下列列規(guī)規(guī)定定采采用用：：①住宅宅、、宿宿舍舍、、辦辦公公樓樓、、旅旅館館、、醫(yī)醫(yī)院院、、托托兒兒所所、、幼幼兒兒園園，，應(yīng)應(yīng)取取0.5kN/m；②學(xué)校校、、食食堂堂、、劇劇場場、、電電影影院院、、車車站站、、禮禮堂堂、、展展覽覽館館或或體體育育場場，，應(yīng)應(yīng)取取1.0kN/m。當(dāng)采采用用荷荷載載準(zhǔn)準(zhǔn)永永久久組組合合時時，，可可不不考考慮慮施施工工和和檢檢修修荷荷載載及及欄欄桿桿水水平平荷荷載載。。1.4.4荷載動動力系系數(shù)結(jié)構(gòu)受受動力力作用用時，，應(yīng)將將荷載載增大大，這這個增增大系系數(shù)就就叫荷載動動力系系數(shù)。建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計的的動力力計算算，在在有充充分依依據(jù)時時，可可將重重物或或設(shè)備備的自自重乘乘以動動力系系數(shù)后后，按按靜力力計算算進行行設(shè)計計。搬運和和裝卸卸重物物以及及車輛輛起動動和剎剎車時時的動動力系系數(shù)，，可采采用表表1.1~1.3，其動動力荷荷載只只傳至至樓板板和梁梁。1.5雪荷載載雪荷載載是指房房屋上上由積積雪而而產(chǎn)生生的荷荷載。。雪荷載載是作作用在在屋面面上的的。《荷載規(guī)規(guī)范》規(guī)定，，屋面面水平平投影影面上上的雪雪荷載載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值，，應(yīng)按按下式式計算算：基本雪雪壓是雪荷荷載的的基準(zhǔn)準(zhǔn)壓力力，一一般按按當(dāng)?shù)氐乜諘鐣缙教固沟孛婷嫔戏e積雪自自重的的觀測測數(shù)據(jù)據(jù)，經(jīng)經(jīng)概率率統(tǒng)計計得出出50年一遇遇最大大值確確定。。屋面上上的雪雪荷載載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值不不等于于基本本雪壓壓，而而應(yīng)將將基本本雪壓壓乘以以屋面面積雪雪分布布系數(shù)數(shù)μr。屋面積積雪分分布系系數(shù)μr的意義義是基本本雪壓壓換算算為屋屋面水水平投投影面面上的的雪荷荷載的的換算算系數(shù)數(shù)。具具體數(shù)數(shù)值見表1.5。設(shè)計建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)及及屋面面的承承重構(gòu)構(gòu)件時時，可按下下列規(guī)規(guī)定考考慮積積雪的的分布布情況況：①屋面板板和檁檁條按按積雪雪不均均勻分分布的的最不不利情情況考考慮；；②屋架可可分別別按積積雪全全跨和和半跨跨均勻勻分布布的情情況考考慮；；③框架和和柱可可按積積雪全全跨均均勻分分布情情況考考慮。。雪荷載載的組組合值值系數(shù)數(shù)可取取0.7；頻遇遇值系系數(shù)可可取0.6；準(zhǔn)永永久值值系數(shù)數(shù)應(yīng)按按雪荷荷載分分區(qū)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的不同同，分分別取取0.5、0.2、0；雪荷荷載分分區(qū)應(yīng)應(yīng)按規(guī)規(guī)范中中的規(guī)規(guī)定采采用。。表1.5屋面積積雪分分布系系數(shù)μr風(fēng)荷載載的大大小與與基本風(fēng)風(fēng)壓、、風(fēng)壓壓高度度變化化系數(shù)數(shù)、風(fēng)風(fēng)荷載載體型型系數(shù)數(shù)和風(fēng)風(fēng)振系系數(shù)有關(guān)。。《荷載規(guī)規(guī)范》規(guī)定，，垂直直于建建筑物物表面面上的的風(fēng)荷荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值，應(yīng)應(yīng)按下下述公公式計計算：：（1）當(dāng)計算算主要要承重重結(jié)構(gòu)構(gòu)時（2）當(dāng)計算算圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)時1.6風(fēng)荷載載1.6.1基本風(fēng)風(fēng)壓基本風(fēng)風(fēng)壓是風(fēng)荷荷載的的基準(zhǔn)準(zhǔn)壓力力，一一般按按當(dāng)?shù)氐乜諘鐣缙教固沟孛婷嫔?0m高度處處10min平均的的風(fēng)速速觀測測數(shù)據(jù)據(jù)，經(jīng)經(jīng)概率率統(tǒng)計計得出出50年一遇遇最大大值確確定的的風(fēng)速速，再再考慮慮相應(yīng)應(yīng)的空空氣密密度，，按公公式w0=1/2pv02確定的的風(fēng)壓壓值。。基本風(fēng)風(fēng)壓可可從《荷載規(guī)規(guī)范》附錄中中查得得。風(fēng)荷載載的組組合值值、頻頻遇值值和準(zhǔn)準(zhǔn)永久久值系系數(shù)可可分別別取0.6、0.4、0。1.6.2風(fēng)壓高高度變變化系系數(shù)風(fēng)速是是隨距距地面面的高高度增增加而而增加加的，，故風(fēng)風(fēng)壓也也是隨隨離地地面高高度增增加而而增加加的。。風(fēng)速速隨高高度的的變化化規(guī)律律主要要取決決于地地面的的粗糙糙程度度。但但當(dāng)離離地面面450m以上時時，風(fēng)風(fēng)速即即不受受地面面粗糙糙程度度的影影響，，風(fēng)壓壓高度度變化化系數(shù)數(shù)為常常數(shù)。。地面粗粗糙度度是指風(fēng)在在到達結(jié)結(jié)構(gòu)物以以前吹越越過2km范圍內(nèi)的的地面時時，描述述該地面面上不規(guī)規(guī)則障礙礙物分布布狀況的的等級。。規(guī)范將將地面粗粗糙度分分為A、B、C、D四類。A類——指