工程結(jié)構(gòu)荷載與作用課件

荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法第一章荷載與作用荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法第一章荷載與作用1第一章荷載與作用

本章內(nèi)容

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用

第二節(jié)作用分類

第三節(jié)荷載代表值第一章荷載與作用

本章內(nèi)容2第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用工程結(jié)構(gòu)：指用建筑材料建造的房屋、道路、橋梁、隧道、堤壩、塔架等工程設(shè)施。第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用工程結(jié)構(gòu)：指用3第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用（1）工程結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足自身功能要求，例如建造房屋遮風(fēng)蔽雨形成人類活動空間，架橋鋪路為人群和車輛提供通道。（2）工程結(jié)構(gòu)需要形成一個堅實的骨架承受使用過程中可能出現(xiàn)的各種外力和環(huán)境作用。房屋結(jié)構(gòu)：承受自身重量、人群和家具重量、風(fēng)壓力和雪重等作用；道路橋梁：承受車輛重量、車輛制動力和沖擊力、水壓力和土壓力等作用；在地震區(qū)的工程結(jié)構(gòu)：承受地震作用。第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用（1）工程結(jié)構(gòu)4第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程和目的：確定外界作用對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效應(yīng)（應(yīng)力、位移、應(yīng)變等）確定結(jié)構(gòu)本身的抵抗能力（承載能力、剛度、延性等）保證結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力，將結(jié)構(gòu)變形控制在滿足正常使用的范圍內(nèi)。結(jié)構(gòu)的抗力外力>第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的5第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用荷載確定不當(dāng)或結(jié)構(gòu)抗力不足就會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)倒塌破壞第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用荷載確定不當(dāng)或6第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用準(zhǔn)確合理地確定結(jié)構(gòu)上的作用是結(jié)構(gòu)物具有足夠的可靠度并且造價經(jīng)濟合理的保證。結(jié)構(gòu)上的作用——指能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(yīng)（內(nèi)力、應(yīng)力、位移、應(yīng)變、裂縫等）的各種原因的總稱。一、確定作用的重要性作用確定不準(zhǔn)確的后果：（1）結(jié)構(gòu)可靠度不足，影響正常使用，使用壽命縮短，危及結(jié)構(gòu)安全；（2）結(jié)構(gòu)可靠度過高，浪費材料，工程造價提高。結(jié)構(gòu)設(shè)計的第一步就是要確定結(jié)構(gòu)上的作用。第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用準(zhǔn)確合理地確定7第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用“作用”泛指結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力、變形的所有原因，包括直接作用和間接作用，而“荷載”僅指結(jié)構(gòu)上的直接作用。（1）直接作用：（2）間接作用：二、結(jié)構(gòu)上的作用直接以力的不同集結(jié)形式（集中力和分布力）作用于結(jié)構(gòu)，例如：結(jié)構(gòu)自重、風(fēng)荷載等；不是直接以力出現(xiàn)（外加變形和約束變形），但對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力，例如：基礎(chǔ)沉降、溫度變化等。第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用“作用”泛指結(jié)8第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類（1）永久作用其中的直接作用為恒荷載一、按隨時間的變異分類——在結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其值不隨時間變化，或者變化的量值相對平均值而言可以忽略不計。

例如：結(jié)構(gòu)自重、土的側(cè)壓力、靜水壓力、預(yù)加應(yīng)力、混凝土收縮和徐變、基礎(chǔ)不均勻沉降等（后兩者隨時間單調(diào)變化而趨于限值）。為便于考慮不同的作用所產(chǎn)生的效應(yīng)，可將結(jié)構(gòu)上的作用按隨時間或空間位置的變異分類，或按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)性質(zhì)分類。第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類（1）永久作用其中的直接9第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類（2）可變作用（3）偶然作用其中的直接作用為活荷載——在結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其值隨時間發(fā)生變化，變化的量值相對平均值而言不可忽略不計。

例如：樓面活荷載、車輛荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、流水壓力、溫度變化等。——在結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)其持續(xù)時間較短，量值可能很大。

例如：地震作用、爆炸力、船只或漂流物撞擊力等。第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類（2）可變作用（3）偶然10第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類（1）固定作用（2）自由作用二、按隨空間位置的變異分類——在結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)的空間位置固定不變，但其量值可能具有隨機性。

例如：結(jié)構(gòu)自重、固定設(shè)備自重、屋頂水箱重量等?！诮Y(jié)構(gòu)上的一定空間任意分布，出現(xiàn)的位置和量值都可能是隨機的。

例如：車輛荷載、吊車荷載等，需要考慮其位置變化引起的最不利效應(yīng)。第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類（1）固定作用（2）自由11第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類（1）靜態(tài)作用（2）動態(tài)作用動態(tài)作用應(yīng)當(dāng)考慮其動力效應(yīng)，一般采用乘以動力系數(shù)，將動態(tài)作用等效為靜態(tài)作用的簡化設(shè)計方法。三、按結(jié)構(gòu)的動力反應(yīng)分類——逐漸地、緩慢地施加在結(jié)構(gòu)上，作用過程中不產(chǎn)生加速度或加速度甚微可以忽略不計。

例如：樓面上人員荷載、雪荷載、土壓力等?！菇Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著的加速度。

例如：地震作用、設(shè)備振動、陣風(fēng)脈動、打樁沖擊等。第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類（1）靜態(tài)作用（2）動態(tài)12第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類作用按時間的變異分類最主要的分類（應(yīng)用最多）四、按作用方向分類豎向作用（例如結(jié)構(gòu)自重、樓面荷載等）水平作用（例如風(fēng)荷載、水平地震作用等）第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類作用按時間的變異分類最主13第一章荷載與作用

第三節(jié)荷載代表值荷載代表值標(biāo)準(zhǔn)值組合值頻遇值準(zhǔn)永久值在設(shè)計時為了便于取值，考慮荷載變異的統(tǒng)計特征賦予一個規(guī)定的量值，稱為荷載代表值。第一章荷載與作用

第三節(jié)荷載代表值荷載代表值標(biāo)準(zhǔn)值組合值14第一章荷載與作用

第三節(jié)荷載代表值（1）荷載標(biāo)準(zhǔn)值——荷載在結(jié)構(gòu)使用期間可能出現(xiàn)的最大值，通過對某類荷載長期觀察和實際調(diào)查，經(jīng)統(tǒng)計分析給出。（2）荷載組合值——兩種或兩種以上可變荷載同時作用于結(jié)構(gòu)，主導(dǎo)荷載取標(biāo)準(zhǔn)值，伴隨荷載取小于標(biāo)準(zhǔn)值的組合值?？勺兒奢d組合值通過標(biāo)準(zhǔn)值乘以組合值系數(shù)得到。第一章荷載與作用

第三節(jié)荷載代表值（1）荷載標(biāo)準(zhǔn)值15第一章荷載與作用

第三節(jié)荷載代表值（3）荷載準(zhǔn)永久值——可變荷載在結(jié)構(gòu)使用期間經(jīng)常達到和超過的值。可變荷載準(zhǔn)永久值通過標(biāo)準(zhǔn)值乘以準(zhǔn)永久值系數(shù)得到。（4）荷載頻遇值

——可變荷載在結(jié)構(gòu)上頻繁出現(xiàn)且量值較大的值?？勺兒奢d頻遇值可通過標(biāo)準(zhǔn)值乘以頻遇值系數(shù)得到。第一章荷載與作用

第三節(jié)荷載代表值（3）荷載準(zhǔn)永久值16第一章荷載與作用

第三節(jié)荷載代表值永久荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值；可變荷載可采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、準(zhǔn)永久值或頻遇值作為代表值；偶然荷載可依據(jù)觀察資料、試驗數(shù)據(jù)以及工程經(jīng)驗來確定其代表值。在進行工程結(jié)構(gòu)設(shè)計時：第一章荷載與作用

第三節(jié)荷載代表值永久荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值作為17荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法第一章荷載與作用荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計方法第一章荷載與作用18第一章荷載與作用

本章內(nèi)容

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用

第二節(jié)作用分類

第三節(jié)荷載代表值第一章荷載與作用

本章內(nèi)容19第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用工程結(jié)構(gòu)：指用建筑材料建造的房屋、道路、橋梁、隧道、堤壩、塔架等工程設(shè)施。第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用工程結(jié)構(gòu)：指用20第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用（1）工程結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足自身功能要求，例如建造房屋遮風(fēng)蔽雨形成人類活動空間，架橋鋪路為人群和車輛提供通道。（2）工程結(jié)構(gòu)需要形成一個堅實的骨架承受使用過程中可能出現(xiàn)的各種外力和環(huán)境作用。房屋結(jié)構(gòu)：承受自身重量、人群和家具重量、風(fēng)壓力和雪重等作用；道路橋梁：承受車輛重量、車輛制動力和沖擊力、水壓力和土壓力等作用；在地震區(qū)的工程結(jié)構(gòu)：承受地震作用。第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用（1）工程結(jié)構(gòu)21第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程和目的：確定外界作用對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效應(yīng)（應(yīng)力、位移、應(yīng)變等）確定結(jié)構(gòu)本身的抵抗能力（承載能力、剛度、延性等）保證結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力，將結(jié)構(gòu)變形控制在滿足正常使用的范圍內(nèi)。結(jié)構(gòu)的抗力外力>第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的22第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用荷載確定不當(dāng)或結(jié)構(gòu)抗力不足就會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)倒塌破壞第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用荷載確定不當(dāng)或23第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用準(zhǔn)確合理地確定結(jié)構(gòu)上的作用是結(jié)構(gòu)物具有足夠的可靠度并且造價經(jīng)濟合理的保證。結(jié)構(gòu)上的作用——指能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(yīng)（內(nèi)力、應(yīng)力、位移、應(yīng)變、裂縫等）的各種原因的總稱。一、確定作用的重要性作用確定不準(zhǔn)確的后果：（1）結(jié)構(gòu)可靠度不足，影響正常使用，使用壽命縮短，危及結(jié)構(gòu)安全；（2）結(jié)構(gòu)可靠度過高，浪費材料，工程造價提高。結(jié)構(gòu)設(shè)計的第一步就是要確定結(jié)構(gòu)上的作用。第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用準(zhǔn)確合理地確定24第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用“作用”泛指結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力、變形的所有原因，包括直接作用和間接作用，而“荷載”僅指結(jié)構(gòu)上的直接作用。（1）直接作用：（2）間接作用：二、結(jié)構(gòu)上的作用直接以力的不同集結(jié)形式（集中力和分布力）作用于結(jié)構(gòu)，例如：結(jié)構(gòu)自重、風(fēng)荷載等；不是直接以力出現(xiàn)（外加變形和約束變形），但對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力，例如：基礎(chǔ)沉降、溫度變化等。第一章荷載與作用

第一節(jié)工程結(jié)構(gòu)荷載與作用“作用”泛指結(jié)25第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類（1）永久作用其中的直接作用為恒荷載一、按隨時間的變異分類——在結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其值不隨時間變化，或者變化的量值相對平均值而言可以忽略不計。

例如：結(jié)構(gòu)自重、土的側(cè)壓力、靜水壓力、預(yù)加應(yīng)力、混凝土收縮和徐變、基礎(chǔ)不均勻沉降等（后兩者隨時間單調(diào)變化而趨于限值）。為便于考慮不同的作用所產(chǎn)生的效應(yīng)，可將結(jié)構(gòu)上的作用按隨時間或空間位置的變異分類，或按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)性質(zhì)分類。第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類（1）永久作用其中的直接26第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類（2）可變作用（3）偶然作用其中的直接作用為活荷載——在結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其值隨時間發(fā)生變化，變化的量值相對平均值而言不可忽略不計。

例如：樓面活荷載、車輛荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、流水壓力、溫度變化等。——在結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)其持續(xù)時間較短，量值可能很大。

例如：地震作用、爆炸力、船只或漂流物撞擊力等。第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類（2）可變作用（3）偶然27第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類（1）固定作用（2）自由作用二、按隨空間位置的變異分類——在結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)的空間位置固定不變，但其量值可能具有隨機性。

例如：結(jié)構(gòu)自重、固定設(shè)備自重、屋頂水箱重量等?！诮Y(jié)構(gòu)上的一定空間任意分布，出現(xiàn)的位置和量值都可能是隨機的。

例如：車輛荷載、吊車荷載等，需要考慮其位置變化引起的最不利效應(yīng)。第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類（1）固定作用（2）自由28第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類（1）靜態(tài)作用（2）動態(tài)作用動態(tài)作用應(yīng)當(dāng)考慮其動力效應(yīng)，一般采用乘以動力系數(shù)，將動態(tài)作用等效為靜態(tài)作用的簡化設(shè)計方法。三、按結(jié)構(gòu)的動力反應(yīng)分類——逐漸地、緩慢地施加在結(jié)構(gòu)上，作用過程中不產(chǎn)生加速度或加速度甚微可以忽略不計。

例如：樓面上人員荷載、雪荷載、土壓力等?！菇Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著的加速度。

例如：地震作用、設(shè)備振動、陣風(fēng)脈動、打樁沖擊等。第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類（1）靜態(tài)作用（2）動態(tài)29第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類作用按時間的變異分類最主要的分類（應(yīng)用最多）四、按作用方向分類豎向作用（例如結(jié)構(gòu)自重、樓面荷載等）水平作用（例如風(fēng)荷載、水平地震作用等）第一章荷載與作用

第二節(jié)作用分類作用按時間的變異分類最主30第一章荷載與作用

第三節(jié)荷載代表值荷載代表值標(biāo)準(zhǔn)值組合值頻遇值準(zhǔn)永久值在設(shè)計時為了便于取值，考慮荷載變異的統(tǒng)計特征賦予一個規(guī)定的量值，稱為荷載代表值。第一章荷載與作用

第三節(jié)荷載代表值荷載代表值標(biāo)準(zhǔn)值組合值31第一章荷載與作用

第三節(jié)荷載代表值（1）荷載標(biāo)準(zhǔn)值——荷載在結(jié)構(gòu)使用期間可能出現(xiàn)的最大值，通過對某類荷載長期觀察和實際調(diào)查，經(jīng)統(tǒng)計分析給出。（2）荷載組合值——兩種或兩種以上可變荷載同時作用于結(jié)構(gòu)，主導(dǎo)荷載取標(biāo)準(zhǔn)值，伴隨荷載取小于標(biāo)準(zhǔn)值的組合值?？勺兒奢d組合值通過標(biāo)準(zhǔn)值乘以組合值系數(shù)得到。第一章荷載與作用

第三節(jié)荷載代表值（1）荷載標(biāo)準(zhǔn)值32第一章荷載與作用

第三節(jié)荷載代表值（3）荷載準(zhǔn)永久值