建筑結構荷載規(guī)范講解講課教案

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建筑結構荷載本章提要本章講述了建筑結構承受的各種作用，包括直接作用和間接作用。主要講述了《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009—2001）中的各種荷載。討論了荷載的分類，荷載代表值，各類荷載標準值的確定。本章內容荷載的分類荷載代表值永久荷載標準值樓面和屋面活荷載雪荷載風荷載1.1荷載的分類1.1.1

永久荷載在結構使用期間，其值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計，或其變化是單調的并能趨于限值的荷載。例如結構自重、土壓力、預應力等。永久荷載不隨時間變化，長期作用在結構上，在結構上的作用位置也不變。1.1.2

可變荷載在結構使用期間，其值隨時間變化，且變化與平均值相比不可以忽略不計的荷載。例如樓面活荷載、屋面活荷載和積灰荷載、吊車荷載、風荷載、雪荷載等?？勺兒奢d的大小隨時間而變，作用位置可變，且像風荷載、吊車荷載等能引起結構振動，使結構產生加速度。1.2荷載代表值《荷載規(guī)范》規(guī)定：對永久荷載應采用標準值作為代表值。對可變荷載應根據設計要求采用標準值、組合值、頻遇值或準永久值作為代表值。對偶然荷載應按建筑結構使用的特點確定其代表值。1.2.1

荷載標準值荷載標準值是荷載的基本代表值，指結構在使用期間可能出現(xiàn)的最大荷載值。荷載標準值統(tǒng)一由設計基準期（50年）最大荷載概率分布的某個分位值來確定，有永久荷載標準值（Gk)和可變荷載標準值（Qk）。1.2.3

可變荷載頻遇值在設計基準期內，其超越的總時間為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值。它相當于在結構上時而或多次出現(xiàn)的較大荷載，但總是小于荷載的標準值。其值等于可變荷載標準值乘以可變荷載頻遇值系數：1.2.4

可變荷載準永久值在設計基準期內，其超越的總時間約為設計基準值一半（可以理解為總持續(xù)時間不低于25年）的荷載值，也就是經常作用于結構上的可變荷載。其值等于可變荷載標準值乘以可變荷載準永久值系數：1.4樓面和屋面活荷載1.4.1

民用建筑樓面均布活荷載樓面活荷載是指作用在樓面上的人員、家具、設備等荷載。按樓面等效均布活荷載的確定方法，將實際荷載換算成為等效均布活荷載，再經統(tǒng)計分析后，確定活荷載的標準值。民用建筑樓面均布活荷載的標準值及其組合值、頻遇值和準永久值系數見表1.1。設計墻、柱及基礎時應對各層樓面的樓面活荷載標準值進行折減。樓面活荷載折減系數見表1.2、表1.3表1.1民用建筑樓面均布活荷載標準值及其組合值、頻遇值和準永久值系數表1.2樓面活荷載折減系數表1.3活荷載按樓層數的折減系數墻、柱、基礎計算截面以上的層數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屋面均布活荷載項次類別標準值(kN/m2)組合值系數ψc頻遇值系數ψf準永久值系數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3.00.70.60.5（3）

樓梯、看臺、陽臺和上人屋面等的欄桿頂部水平荷載，應按下列規(guī)定采用：①住宅、宿舍、辦公樓、旅館、醫(yī)院、托兒所、幼兒園，應取0.5kN/m；②

學校、食堂、劇場、電影院、車站、禮堂、展覽館或體育場，應取1.0kN/m

。當采用荷載準永久組合時，可不考慮施工和檢修荷載及欄桿水平荷載。1.5雪荷載雪荷載是指房屋上由積雪而產生的荷載。雪荷載是作用在屋面上的?！逗奢d規(guī)范》規(guī)定，屋面水平投影面上的雪荷載標準值，應按下式計算：基本雪壓是雪荷載的基準壓力，一般按當地空曠平坦地面上積雪自重的觀測數據，經概率統(tǒng)計得出50年一遇最大值確定。③框架和柱可按積雪全跨均勻分布情況考慮。雪荷載的組合值系數可取0.7；頻遇值系數可取0.6；準永久值系數應按雪荷載分區(qū)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的不同，分別取0.5、0.2、0；雪荷載分區(qū)應按規(guī)范中的規(guī)定采用。表1.5屋面積雪分布系數μr風荷載的大小與基本風壓、風壓高度變化系數、風荷載體型系數和風振系數有關?！逗奢d規(guī)范》規(guī)定，垂直于建筑物表面上的風荷載標準值，應按下述公式計算：（1）

當計算主要承重結構時（2）

當計算圍護結構時1.6風荷載1.6.1

基本風壓基本風壓是風荷載的基準壓力，一般按當地空曠平坦地面上10m高度處10min平均的風速觀測數據，經概率統(tǒng)計得出50年一遇最大值確定的風速，再考慮相應的空氣密度，按公式w0=1/2pv0

確定的風壓值。2基本風壓可從《荷載規(guī)范》附錄中查得。風荷載的組合值、頻遇值和準永久值系數可分別取0.6、0.4、0。1.6.2

風壓高度變化系數風速是隨距地面的高度增加而增加的，故風壓也是隨離地面高度增加而增加的。風速隨高度的變化規(guī)律主要取決于地面的粗糙程度。但當離地面450m以上時，風速即不受地面粗糙程度的影響，風壓高度變化系數為常數。地面粗糙度是指風在到達結構物以前吹越過2km范圍內的地面時，描述該地面上不規(guī)則障礙物分布狀況的等級。規(guī)范將地面粗糙度分為A、B、C、D四類。A類——指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；B類——指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)；C類——指有密集建筑群的城市市區(qū)；D類——指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。1.6.3

風荷載體型系數風荷載體型系數是指風作用在建筑物表面上所引起的實際壓力（或吸力）與來流風壓的比值，它描述的是建筑物表面在穩(wěn)定風壓作用下的靜態(tài)壓力的分布規(guī)律，主要與建筑物的體型和尺度有關，也與周圍環(huán)境和地面粗糙度有關。幾種常見體型建筑物的風荷載體型系數見表1.6。表1.6常見建筑物的風荷載體型系數μs1.6.4

風振系數《荷載規(guī)范》規(guī)定，以風振系數βz來描述動力反應的影響。規(guī)定對于高度大于30m且高寬比大于1.5的