第02章結(jié)構(gòu)上的荷載及其取值

2/3/20231第2章結(jié)構(gòu)上的荷載

及其取值2.1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本規(guī)定2.2建筑結(jié)構(gòu)荷載及其分類2.3永久荷載代表值2.4可變荷載代表值2/3/202322.1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本規(guī)定2.1.1結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)

安全等級(jí)一級(jí)破壞后果很嚴(yán)重重要的房屋二級(jí)破壞后果嚴(yán)重一般的房屋三級(jí)破壞后果不嚴(yán)重次要房屋2/3/20233同一建筑物內(nèi)各種構(gòu)件宜與整個(gè)結(jié)構(gòu)采用相同的安全等級(jí)升一級(jí)：額外費(fèi)用少，減少破壞降一級(jí)：該構(gòu)件破壞不影響整個(gè)結(jié)構(gòu)或相鄰構(gòu)件安全等級(jí)在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0

重要性系數(shù)取值安全等級(jí)一級(jí)：0=1.1；安全等級(jí)二級(jí)：0=1.0；安全等級(jí)三級(jí)：0=0.9。2/3/202342.1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期荷載統(tǒng)計(jì)分析的時(shí)間參數(shù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期50年50年一遇的風(fēng)雪荷載橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期100年100年一遇的風(fēng)、雪、洪水2/3/202352.1.3結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定的一個(gè)時(shí)期。在規(guī)定時(shí)期內(nèi)只要進(jìn)行正常的維護(hù)而不需要進(jìn)行大修就能按預(yù)期目的使用1類5年臨時(shí)性結(jié)構(gòu)2類25年易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件3類50年普通房屋和構(gòu)筑物4類100年標(biāo)志性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)普通房屋，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期和使用年限都是50年。2/3/202362.2建筑結(jié)構(gòu)荷載及其分類作用Action使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(yīng)（內(nèi)力、變形、裂縫）的各種原因。直接施加于結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力直接作用荷載引起結(jié)構(gòu)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2/3/202372.2.1按隨時(shí)間的變異分類荷載永久荷載可變荷載偶然荷載2/3/20238永久荷載（permanentload）定義在結(jié)構(gòu)使用期間，其值不隨時(shí)間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計(jì)，或其變化是單調(diào)的并能趨于限值的荷載。類型

結(jié)構(gòu)自重=恒荷載（恒載）土壓力，預(yù)應(yīng)力水位不變時(shí)水壓力水的浮力統(tǒng)計(jì)參數(shù)與時(shí)間無關(guān)2/3/20239可變荷載（variableload）定義在結(jié)構(gòu)使用期間，其值隨時(shí)間變化，且其變化與平均值相比不可以忽略不計(jì)的荷載。特點(diǎn)統(tǒng)計(jì)規(guī)律與時(shí)間參數(shù)有關(guān)隨機(jī)過程模型類型樓面、屋面活荷載、積灰荷載風(fēng)荷載、雪荷載吊車荷載2/3/202310偶然荷載（accidentalload）定義在結(jié)構(gòu)使用期間不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載特點(diǎn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)可能不出現(xiàn)一旦出現(xiàn)量值很大，持續(xù)時(shí)間很短類型爆炸力撞擊力地震是間接作用=偶然作用偶然荷載2/3/2023112.2.2按空間位置的變異分類荷載固定荷載自由荷載空間位置固定不變數(shù)量值是隨機(jī)變量一定空間上任意分布位置和量值都具有隨機(jī)性固定設(shè)備荷載屋頂水箱重力樓面上的自由荷載稱為活荷載，活載2/3/2023122.2.3按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)特點(diǎn)分類荷載靜態(tài)荷載動(dòng)態(tài)荷載使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的加速度可忽略不計(jì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的加速度不可忽略不計(jì)動(dòng)態(tài)荷載需用結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析可按靜態(tài)荷載處理的動(dòng)態(tài)荷載（乘系數(shù)）吊車制動(dòng)荷載預(yù)制構(gòu)件的吊裝搬運(yùn)風(fēng)荷載2/3/2023132.3永久荷載代表值永久荷載對(duì)結(jié)構(gòu)不利取上限平均值最大值（上限）最小值（下限）單位重量變異尺寸變異標(biāo)準(zhǔn)值Gk或gk為代表值一般取平均值為標(biāo)準(zhǔn)值變異較大時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)有利取下限驗(yàn)算極限狀態(tài)所采用的量值2/3/202314自重線荷載標(biāo)準(zhǔn)值gk=單位體積自重截面面積gk=單位面積自重荷載寬度構(gòu)件自重面積荷載標(biāo)準(zhǔn)值單位面積自重=單位體積自重厚度自重合力標(biāo)準(zhǔn)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單位面積自重見表2-32/3/202315例題2-1樓面做法為：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(biāo)準(zhǔn)值（面積荷載）。解自重面積荷載標(biāo)準(zhǔn)值=0.2+200.02+250.08+0.45=3.05kN/m2

2/3/202316例題2-2矩形截面鋼筋混凝土梁，寬b=300mm，高h(yuǎn)=600mm，梁的底面和側(cè)面用石膏砂漿抹灰、20mm厚，求梁自重線荷載標(biāo)準(zhǔn)值gk。解gk=250.30.6+12(0.3+0.62+0.022)0.02=4.5+0.37=4.87kN/m2/3/2023172.4可變荷載代表值2.4.1可變荷載代表值的概念可變荷載與時(shí)間參數(shù)有關(guān)，隨時(shí)在變化，屬于隨機(jī)過程可變荷載代表值可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值可變荷載組合值可變荷載頻遇值可變荷載準(zhǔn)永久值2/3/202318可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk(或Qk)可變荷載的基本代表值其他代表值均由標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算得到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載統(tǒng)計(jì)分布的特征值對(duì)于有足夠資料的可變荷載，取最大荷載統(tǒng)計(jì)分布特征值風(fēng)、雪荷載，習(xí)慣上以平均重現(xiàn)期來定義標(biāo)準(zhǔn)值（50年一遇、100年一遇）對(duì)于資料不充分的可變荷載，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)確定。2/3/202319可變荷載組合值定義組合后的荷載效應(yīng)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的超越概率，能與該荷載單獨(dú)出現(xiàn)時(shí)的相應(yīng)概率趨于一致的荷載。兩種及其以上的可變荷載同時(shí)作用于結(jié)構(gòu)上時(shí)，所有可變荷載都達(dá)到最大值的概率很小，除主導(dǎo)荷載取標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)值2/3/202320可變荷載頻遇值定義在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時(shí)間為規(guī)定的較小比率，或超越概率為規(guī)定頻率的荷載值。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)內(nèi)，被超越的總時(shí)間為50年中的一小部分的荷載。取值可變荷載頻遇值=頻遇值系數(shù)f標(biāo)準(zhǔn)值2/3/202321可變荷載準(zhǔn)永久值定義在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時(shí)間約為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期一半的荷載值。經(jīng)常可以達(dá)到或被超過的荷載，對(duì)結(jié)構(gòu)的影響類似于永久荷載。取值可變荷載準(zhǔn)永久值=準(zhǔn)永久值系數(shù)q標(biāo)準(zhǔn)值2/3/2023222.4.2可變荷載取值民用建筑樓面均布活荷載樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）按表2-4采用：住宅、宿舍、旅館、醫(yī)院、辦公樓2.0教室、食堂、餐廳、一般資料室2.5禮堂、劇院、公共洗衣房3.0商店、展覽廳、車站、機(jī)場(chǎng)大廳3.5健身房、舞臺(tái)、舞廳、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)4.0組合值系數(shù)、頻遇值系數(shù)、準(zhǔn)永久值系數(shù)見表2-4活荷載可按樓層折減2/3/202323屋面活荷載屋面分類不上人屋面上人屋面屋頂花園屋頂運(yùn)動(dòng)場(chǎng)屋面活載標(biāo)準(zhǔn)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屋頂運(yùn)動(dòng)場(chǎng)：4.0組合值系數(shù)、頻遇值系數(shù)、準(zhǔn)永久值系數(shù)見表2-62/3/202324吊車荷載吊車豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值：采用最大輪壓和最小輪壓以出廠規(guī)格為準(zhǔn)吊車水平荷載制動(dòng)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(zhǔn)永久值系數(shù)見表2-72/3/202325雪荷載雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值按屋面水平投影面積計(jì)算單位面積上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）為基本雪壓s0空曠地帶最大積雪深度統(tǒng)計(jì)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0.50雪荷載的其他代表值組合值系數(shù)0.7頻遇值系數(shù)0.6準(zhǔn)永久值系數(shù)，與分區(qū)有關(guān)0.5、0.2、0屋面積雪分布系數(shù)雪荷載與屋面活荷載不同時(shí)出現(xiàn)！2/3/202326風(fēng)荷載風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk（kN/m2）垂直于建筑物表面迎面壓力，背風(fēng)面吸力（方向與風(fēng)向同）動(dòng)力荷載靜力法處理基本風(fēng)壓w0空