建筑結(jié)構(gòu)一一

1建筑結(jié)構(gòu)荷載本章講述了建筑結(jié)構(gòu)承受的各種作用，包括直接作用和間接作用。主要講述了《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009—2001）中的各種荷載。討論了荷載的分類，荷載代表值，各類荷載標(biāo)準(zhǔn)值的確定。

本章提要本章內(nèi)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)值1.4

樓面和屋面活荷載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。例如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。永久荷載不隨時(shí)間變化，長(zhǎng)期作用在結(jié)構(gòu)上，在結(jié)構(gòu)上的作用位置也不變。1.1.1永久荷載1.1.2可變荷載在結(jié)構(gòu)使用期間，其值隨時(shí)間變化，且變化與平均值相比不可以忽略不計(jì)的荷載。例如樓面活荷載、屋面活荷載和積灰荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載、雪荷載等?？勺兒奢d的大小隨時(shí)間而變，作用位置可變，且像風(fēng)荷載、吊車荷載等能引起結(jié)構(gòu)振動(dòng)，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生加速度。1.1.3偶然荷載在結(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。例如爆炸力、撞擊力等。1.2荷載代表值

《荷載規(guī)范》規(guī)定：對(duì)永久荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值。對(duì)可變荷載應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值或準(zhǔn)永久值作為代表值。對(duì)偶然荷載應(yīng)按建筑結(jié)構(gòu)使用的特點(diǎn)確定其代表值。1.2.1荷載標(biāo)準(zhǔn)值

荷載標(biāo)準(zhǔn)值是荷載的基本代表值，指結(jié)構(gòu)在使用期間可能出現(xiàn)的最大荷載值。荷載標(biāo)準(zhǔn)值統(tǒng)一由設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（50年）最大荷載概率分布的某個(gè)分位值來(lái)確定，有永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（Gk)和可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值（Qk）。1.2.2可變荷載組合值當(dāng)結(jié)構(gòu)同時(shí)承受兩種或兩種以上的可變荷載時(shí)，考慮到荷載同時(shí)達(dá)到最大值的可能性較小，因此除主導(dǎo)荷載（產(chǎn)生最大荷載效應(yīng)的荷載）仍以其標(biāo)準(zhǔn)值為代表值外，對(duì)其它伴隨荷載，可以將它們的標(biāo)準(zhǔn)值乘以一個(gè)小于或等于1的荷載組合系數(shù)作為代表值，稱為可變荷載組合值，即1.2.3可變荷載頻遇值

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頻率為規(guī)定頻率的荷載值。它相當(dāng)于在結(jié)構(gòu)上時(shí)而或多次出現(xiàn)的較大荷載，但總是小于荷載的標(biāo)準(zhǔn)值。其值等于可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以可變荷載頻遇值系數(shù)：1.2.4可變荷載準(zhǔn)永久值在設(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)值一半（可以理解為總持續(xù)時(shí)間不低于25年）的荷載值，也就是經(jīng)常作用于結(jié)構(gòu)上的可變荷載。其值等于可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以可變荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)：1.3永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值

永久荷載主要包括構(gòu)件的自重、構(gòu)造層的自重等。恒荷載的變異性不大，故其標(biāo)準(zhǔn)值可根據(jù)構(gòu)件或構(gòu)造層的設(shè)計(jì)尺寸和材料或構(gòu)件的單位自重確定。常見材料和構(gòu)件的單位自重見附表1。對(duì)于自重變異較大的材料和構(gòu)件（如現(xiàn)場(chǎng)制作的保溫材料、混凝土薄壁構(gòu)件等），自重的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)對(duì)結(jié)構(gòu)的不利狀態(tài)，取上限值或下限值。1.4樓面和屋面活荷載

樓面活荷載是指作用在樓面上的人員、家具、設(shè)備等荷載。按樓面等效均布活荷載的確定方法，將實(shí)際荷載換算成為等效均布活荷載，再經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析后，確定活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值。民用建筑樓面均布活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值系數(shù)見表1.1。設(shè)計(jì)墻、柱及基礎(chǔ)時(shí)應(yīng)對(duì)各層樓面的樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折減。樓面活荷載折減系數(shù)見表1.2、表1.31.4.1民用建筑樓面均布活荷載表1.1民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值系數(shù)表1.2樓面活荷載折減系數(shù)表1.3活荷載按樓層數(shù)的折減系數(shù)墻、柱、基礎(chǔ)計(jì)算截面以上的層數(shù)12~34~56~89~20＞20計(jì)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屋面均布活荷載屋面上的活荷載因“上人”和“不上人”而不同。上人的屋面承受人群和施工檢修等荷載；不上人的屋面只承受施工檢修時(shí)施工、檢修人員以及堆料等重力。屋面均布活荷載見表1.4。表1.4屋面均布活荷載項(xiàng)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3.00.70.60.51.三4.三3施工三和檢三修荷三載及三欄桿三水平三荷載設(shè)計(jì)三屋面三板、三檁條三，鋼三筋混三凝土三挑檐三、雨三篷和三預(yù)制三小梁三時(shí)，三施工三或檢三修集三中荷三載（三人和三小工三具的三自重三）應(yīng)三取1.三0k三N，并三應(yīng)在三最不三利位三置處三進(jìn)行三驗(yàn)算三。（1）對(duì)于三輕型三構(gòu)件三或較三寬構(gòu)三件，三當(dāng)施三工荷三載超三過(guò)上三述值三時(shí)，三應(yīng)按三實(shí)際三情況三驗(yàn)算三，或三采用三加墊三板、三支撐三等臨三時(shí)設(shè)三施承三受。三（2）當(dāng)計(jì)三算挑三檐、三雨篷三承載三力時(shí)三，應(yīng)三沿板三寬每三隔1.三0m取一三個(gè)集三中荷三載；三在驗(yàn)三算挑三檐、三雨篷三傾覆三時(shí)，三應(yīng)沿三板寬三每隔2.三5~三3.三0m取一三個(gè)集三中荷三載。三（3）樓梯三、看三臺(tái)、三陽(yáng)臺(tái)三和上三人屋三面等三的欄三桿頂三部水三平荷三載，三應(yīng)按三下列三規(guī)定三采用三：①住宅三、宿三舍、三辦公三樓、三旅館三、醫(yī)三院、三托兒三所、三幼兒三園，三應(yīng)取0.三5k三N/三m；②學(xué)校三、食三堂、三劇場(chǎng)三、電三影院三、車三站、三禮堂三、展三覽館三或體三育場(chǎng)三，應(yīng)三取1.三0k三N/三m。當(dāng)采三用荷三載準(zhǔn)三永久三組合三時(shí)，三可不三考慮三施工三和檢三修荷三載及三欄桿三水平三荷載三。1.三4.三4荷載三動(dòng)力三系數(shù)結(jié)構(gòu)三受動(dòng)三力作三用時(shí)三，應(yīng)三將荷三載增三大，三這個(gè)三增大三系數(shù)三就叫荷載三動(dòng)力三系數(shù)。建筑三結(jié)構(gòu)三設(shè)計(jì)三的動(dòng)三力計(jì)三算，三在有三充分三依據(jù)三時(shí)，三可將三重物三或設(shè)三備的三自重三乘以三動(dòng)力三系數(shù)三后，三按靜三力計(jì)三算進(jìn)三行設(shè)三計(jì)。三搬運(yùn)三和裝三卸重三物以三及車三輛起三動(dòng)和三剎車三時(shí)的三動(dòng)力三系數(shù)三，可三采用三表1.三1~三1.三3，其三動(dòng)力三荷載三只傳三至樓三板和三梁。三1.三5雪荷三載雪荷三載是指三房屋三上由三積雪三而產(chǎn)三生的三荷載三。雪荷三載是三作用三在屋三面上三的?！逗奢d三規(guī)范》規(guī)定三，屋三面水三平投三影面三上的三雪荷三載標(biāo)三準(zhǔn)值三，應(yīng)三按下三式計(jì)三算：基本三雪壓是雪三荷載三的基三準(zhǔn)壓三力，三一般三按當(dāng)三地空三曠平三坦地三面上三積雪三自重三的觀三測(cè)數(shù)三據(jù)，三經(jīng)概三率統(tǒng)三計(jì)得三出50年一三遇最三大值三確定三。三屋面三上的三雪荷三載標(biāo)三準(zhǔn)值三不等三于基三本雪三壓，三而應(yīng)三將基三本雪三壓乘三以屋三面積三雪分三布系三數(shù)μr。屋面三積雪三分布三系數(shù)μr的意三義是基三本雪三壓換三算為三屋面三水平三投影三面上三的雪三荷載三的換三算系三數(shù)。三具體三數(shù)值見表1.三5。設(shè)計(jì)三建筑三結(jié)構(gòu)三及屋三面的三承重三構(gòu)件三時(shí)，可按三下列三規(guī)定三考慮三積雪三的分三布情三況：①屋面三板和三檁條三按積三雪不三均勻三分布三的最三不利三情況三考慮三；②屋架三可分三別按三積雪三全跨三和半三跨均三勻分三布的三情況三考慮三；③框架三和柱三可按三積雪三全跨三均勻三分布三情況三考慮三。雪荷三載的三組合三值系三數(shù)可三取0.三7；頻三遇值三系數(shù)三可取0.三6；準(zhǔn)三永久三值系三數(shù)應(yīng)三按雪三荷載三分區(qū)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的不三同，三分別三取0.三5、0.三2、0；雪三荷載三分區(qū)三應(yīng)按三規(guī)范三中的三規(guī)定三采用三。表1.三5屋面三積雪三分布三系數(shù)μr風(fēng)荷三載的三大小三與基本三風(fēng)壓三、風(fēng)三壓高三度變?nèi)等龜?shù)、三風(fēng)荷三載體三型系三數(shù)和三風(fēng)振三系數(shù)有關(guān)三?！逗奢d三規(guī)范》規(guī)定三，垂三直于三建筑三物表三面上三的風(fēng)三荷載三標(biāo)準(zhǔn)三值，三應(yīng)按三下述三公式三計(jì)算三：（1）當(dāng)計(jì)三算主三要承三重結(jié)三構(gòu)時(shí)（2）當(dāng)計(jì)三算圍三護(hù)結(jié)三構(gòu)時(shí)1.三6風(fēng)荷三載1.三6.三1基本三風(fēng)壓基本三風(fēng)壓是風(fēng)三荷載三的基三準(zhǔn)壓三力，三一般三按當(dāng)三地空三曠平三坦地三面上10三m高度三處10三mi三n平均三的風(fēng)三速觀三測(cè)數(shù)三據(jù)，三經(jīng)概三率統(tǒng)三計(jì)得三出50年一三遇最三大值三確定三的風(fēng)三速，三再考三慮相三應(yīng)的三空氣三密度三，按三公式w0=1三/2三pv02確定三的風(fēng)三壓值三?；救L(fēng)壓三可從《荷載三規(guī)范》附錄三中查三得。風(fēng)荷三載的三組合三值、三頻遇三值和三準(zhǔn)永三久值三系數(shù)三可分三別取0.三6、0.三4、0。1.三6.三2風(fēng)壓三高度三變化三系數(shù)風(fēng)速三是隨三距地三面的三高度三增加三而增三加的三，故三風(fēng)壓三也是三隨離三地面三高度三增加三而增三加的三。風(fēng)三速隨三高度三的變?nèi)?guī)三律主三要取三決于三地面三的粗三糙程三度。三但當(dāng)三離地三面45三0m以上三時(shí)，三風(fēng)速三即不三受地三面粗三糙程三度的三影響三，風(fēng)三壓高三度變?nèi)等龜?shù)為三常數(shù)三。地面三粗糙三度是指三風(fēng)在三到達(dá)三結(jié)構(gòu)三物以三前吹三越過(guò)2k三m范圍三內(nèi)的三地面三時(shí)，三描述三該地三面上三不規(guī)三則障三礙物三分布三狀況三的等三級(jí)。三規(guī)范三將地三面粗三糙度三分為A、B、C、D四類三。A類——指近三海海三面和三海島三、海三岸、三湖岸三及沙三漠地三區(qū)；三B類——指田三野、三鄉(xiāng)村三、叢三林、三丘陵三以及三房屋三比較三稀疏三的鄉(xiāng)三鎮(zhèn)和三城市三郊區(qū)三；C類——指有三密集三建筑三群的三城市三市區(qū)三；D類——指有三密集三建筑三群且三房屋三較高三的城三市市三區(qū)。1.三6.三3風(fēng)荷三載體三型系三數(shù)風(fēng)荷三載體三型系三數(shù)是指三風(fēng)作三用在三建筑三物表三面上三所引三起的三實(shí)際三壓力三（或三吸力三）與三來(lái)流三風(fēng)壓三的比三值，三它描三述的三是建三筑物三表面三在穩(wěn)三定風(fēng)三壓作