结构上的荷载与荷载效应求.ppt

第一章 建筑结构设计的基本原则 第二小节 结构上的荷载与荷载效应 复习旧课 v1、简述结构的功能要求 v2、简述设计使用年限的规定 v3、结构功能的极限状态有哪两种？ v4、建筑结构的安全等级如何划分？ v2、1 结构上的作用 v2、2 荷载的分类 v2、3 荷载的代表值 v2、4 荷载效应 v2、5 荷载分项系数及荷载设计值 结构上的荷载与荷载效应 v2、1 结构上的作用 v一、作用的定义：引起结构或构件产生内力（应力 ）、变形（位移、应变）和裂缝等的各自原因统称 为结构上的作用。 v二、作用的分类： v直接作用：以力的形式直接施加于结构上，如自重 等。 v间接作用：以变形形式施加于结构上，如地震振动 、地基不均匀沉降、混凝土的收缩、徐变、温度变 化等。 v 2、2 荷载的分类 建筑结构荷载规范（GB500092001）（以下简 称为荷载规范）将结构上的荷载按作用时间的长 短和性质分为下列三类： v1、永久荷载 v 在结构使用期间，其值不随时间变化，或者其变 化与平均值相比可忽略不计的荷载，如结构自重、土 压力、预应力等，永久荷载也称为恒载. v2、可变荷载 v 在结构使用期间，其值随时间变化，且其变 化值与平均值相比不可忽略的荷载，如楼面活荷 载、屋面活荷载和积灰荷载、风荷载、雪荷载及 工业厂房中的吊车荷载等，可变荷载也称为活载 。 v3、偶然荷载 v 在结构使用期间不一定出现，而一旦出现， 其量值很大且持续时间较短的荷载。如地震、爆 炸力、撞击力等。 按荷载作用面大小分类按荷载作用面大小分类 1.1.均布面荷载均布面荷载Q Q 建筑物楼面上分布的荷载，如铺设的木地板、地砖、花岗 建筑物楼面上分布的荷载，如铺设的木地板、地砖、花岗 石、大理石面层等重量引起的荷载，都将均布面荷载石、大理石面层等重量引起的荷载，都将均布面荷载QQ的计算的计算 ，可用材料的重度，可用材料的重度 乘以面层材料的厚度乘以面层材料的厚度d d，得出增加的均布，得出增加的均布 面荷载值，面荷载值，Q=dQ=d。 2.2.线荷载线荷载 建筑物原有的楼面上的各种面荷载传到梁上，墙上，条形 建筑物原有的楼面上的各种面荷载传到梁上，墙上，条形 基础上时可简化为单位长度上的分布荷载称为线荷载基础上时可简化为单位长度上的分布荷载称为线荷载q q。 3.3.集中荷载集中荷载 建筑物次梁上的线荷载传到主梁上，或梁上线荷载传到柱 建筑物次梁上的线荷载传到主梁上，或梁上线荷载传到柱 子上，放置或悬挂较重物体（如设备，电动葫芦等）时，其作子上，放置或悬挂较重物体（如设备，电动葫芦等）时，其作 用面积很小，可简化为作用于某一点的集中荷载用面积很小，可简化为作用于某一点的集中荷载F F。 荷载的分类荷载的分类补充知识补充知识 v2. 3 荷载的代表值 v一、荷载的代表值定义：由于各种荷载具有一定 的变异性，在建筑结构设计时，应根据各种极限 状态的设计要求取用不同的荷载量值。 v对于永久荷载以标准值作为代表值； v对可变荷载根据不同的设计要求采用不同的代表 值，如标准值、组合值、频遇值、准永久值。 v二、荷载的代表值的种类： v1、标准值；所谓荷载标准值，是指结构在设计基准 期(50年)内，正常情况下可能出现的最大荷载值，它是结 构设计时采用的荷载基本代表值。而其他的代表值都可由 标准值乘以相应的系数后得出，通常要求荷载标准值应具 有95%的保证率。 即：大于标准值的荷载出现的可能性只 有5% ，而小于标准值的荷载出现的可能性有95% 。 v永久荷载标准值 v对结构构件的自重，可按结构构件的设计尺寸与材料单位 体积的自重计算确定。GB50009-2001荷载规范附录 A给出了常用材料和构件的自重，设计时可直接查用。(13 -1.3) v可变荷载标准值 v 荷载规范中已给出，设计时可直接查用。 (13-1.4) 永久荷载标准值计算实例 v1.梁250600，求自重标准值。 vgk=0.250.625=3.75KN/m v2、可变荷载组合值 v 当结构承受两种或两种以上可变荷载时，由 于所有可变荷载同时达到各自最大值的可能性 极小，因此除主导的可变荷载外，其它伴随的 可变荷载均应乘以一个小于1的组合系数（ c ）作为可变荷载的组合值。 v3、可变荷载的频遇值 v 可变荷载的频遇值是正常使用极限状 态按频遇组合设计时采用的一种可变荷载组 合值。它是在统计基础上确定的。在设计基 准期内被超越的总时间仅为设计基准期的一 小部分，或其超越频率限于某一给定值。 v 可变荷载的频遇值= fQK v 其中： f 可变荷载频遇值系数 4、可变荷载准永久值 在进行结构构件的变形和裂缝验算时，需要考 虑荷载长期作用对构件刚度和裂缝的影响，此时 ，可变荷载只能取其在设计基准期内经常作用在 结构上的那部分荷载作为其代表值，它对结构的 影响类似于永久荷载。荷载准永久值=qQK 其 中q为荷载准永久值系数，QK 为荷载标准值。 补充资料荷载变动对建筑结构的影响 v一、在施工过程中，将对建筑结构增加一定数量的施工荷载 ，如电动设备的振动、对楼面或墙体的撞击等，带有明显的 动力荷载的特性；又如在房间放置大量的砂石、水泥等建筑 材料，可能使得建筑物局部面积上的荷载值远远超过设计允 许的范围。 v二、建筑装修过程中增加荷载 （1）在楼面上加铺任何材料属于对楼板增加了面荷载 ； （2）在室内增加隔墙、封闭阳台属于增加的线荷载； （3）在室内增加装饰性的柱子，特别是石柱，悬挂较 大的吊灯，房间局部增加假山盆景，这些装修做法就是对结 构增加了集中荷载，使结构构件局部受到较重荷载作用，引 起结构的较大变形，造成不安全的隐患，应采取安全加固措 施 v2、4 荷载效应 v一、荷载效应的定义：各种作用在结构上产生的 内力（弯矩、剪力、扭矩、压力、拉力等）和变 形（挠度、扭转、弯曲、拉伸、压缩、裂缝等） 统称为“作用效应”，以“S”表示。当作用为荷载时 ，引起的效应称为“荷载效应”。 v S=CQ v C作用效应系数 v Q某种荷载代表值 v二、荷载效应的计算方法 v见参考书简明建筑结构设计手册（第二版） 第二章。 v2、5 荷载分项系数及荷载设计值 v一、荷载分项系数的定义：大于1的调整系数(P15) v二、荷载分项系数的取值：对结构有利与不利 v三、荷载设计值的计算：用于承载能力