建筑结构设计原理结构设计原理基础章结构荷载实用教案

1、2.1 建筑结构设计基本(jbn)规定 2.1.1 结构(jigu)的安全等级 安全等级一级破坏后果(hugu)很严重重要的房屋二级破坏后果严重一般的房屋三级破坏后果不严重次要房屋第1页/共27页第一页，共28页。 同一建筑物内各种构件宜与整个结构采用相同的安全等级 升一级：额外费用(fi yong)少，减少破坏 降一级：该构件破坏不影响整个结构 或相邻构件 安全等级在设计中体现 结构重要性系数0 重要性系数取值 安全等级一级：0=1.1；安全等级二级： 0=1.0；安全等级三级：0=0.9。第2页/共27页第二页，共28页。2.1.2 结构设计基准(jzhn)期结构设计基准期荷载统计分析和材

2、料性能(xngnng)取值的时间参数建筑(jinzh)结构设计基准期50年50年一遇的风雪荷载桥梁结构设计基准期100年100年一遇的风、雪、洪水第3页/共27页第三页，共28页。2.1.3 结构(jigu)的设计使用年限 结构设计规定的一个时期。 在规定时期内只要进行正常的维护而不需要进行大修(d xi)就能按预期目的使用 1类 5年 临时性结构 2类 25年 易于替换的结构构件 3类 50年 普通房屋和构筑物 4类 100年 纪念性建筑和特别重要的建 筑结构普通(ptng)房屋，结构设计基准期和使用年限都是50年。第4页/共27页第四页，共28页。2.2 建筑(jinzh)结构荷载及其分类

3、作 用Action使结构(jigu)产生效应（内力、变形、裂缝）的各种原因。直接施加(shji)于结构上的集中力或分布力直接作用荷 载引起结构外加变形或约束变形的原因间接作用 作用地基变形、混凝土收缩、焊接变形、温度变化、地震等作用第5页/共27页第五页，共28页。2.2.1 按随时间的变异(biny)分类荷 载永久(yngji)荷载可变荷载(hzi)偶然荷载第6页/共27页第六页，共28页。 永久荷载（permanent load） 定义 在结构使用期间，其值不随时间变化(binhu)，或其变化(binhu)与平均值相比可以忽略不计，或其变化(binhu)是单调的并能趋于限值的荷载。 类型

4、结构自重 = 恒载 土压力， 预应力 基础变位影响力 混凝土收缩及徐变影响力 水的浮力统计参数与时间(shjin)无关第7页/共27页第七页，共28页。 可变荷载（variable load） 定义 在结构使用期间，其值随时间变化(binhu)，且其变化(binhu)与平均值相比不可以忽略不计的荷载。 特点 统计规律与时间参数有关 随机过程模型 类型 楼面、屋面活荷载、积灰荷载 风荷载、雪荷载 吊车荷载第8页/共27页第八页，共28页。 偶然荷载(hzi)（accidental load） 定义 在结构使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载(hzi) 特点 设计基准期内可能

5、不出现 一旦出现量值很大，持续时间很短 类型 爆炸力 撞击力 罕遇地震(dzhn)是间接作用= 偶然(u rn)作用 偶然荷载第9页/共27页第九页，共28页。2.2.2 按空间位置的变异(biny)分类荷 载固定(gdng)荷载自由(zyu)荷载空间位置固定不变数量值是随机变量一定空间上任意分布位置和量值都具有随机性固定设备荷载屋顶水箱重力楼面上的自由荷载称为活荷载，活载第10页/共27页第十页，共28页。2.2.3 按结构的反应(fnyng)特点分类荷 载静态(jngti)荷载动态(dngti)荷载使结构产生的加速度可忽略不计使结构产生的加速度不可忽略不计 动态荷载需用结构动力学进行分析

6、可按静态荷载处理的动态荷载（乘系数） 吊车制动荷载 预制构件的吊装搬运 风荷载第11页/共27页第十一页，共28页。2.3 永久荷载(hzi)代表值永久荷载对结构不利(bl)取上限平均值最大值（上限(shngxin)）最小值（下限）单位重量变异尺寸变异标准值Gk或gk为代表值一般取平均值为标准值变异较大时对结构有利取下限第12页/共27页第十二页，共28页。自重(zzhng)线荷载标准值gk=单位体积自重截面(jimin)面积gk=单位(dnwi)面积自重荷载宽度构件自重面积荷载标准值单位面积自重=单位体积自重厚度自重合力标准值Gk=单位体积自重体积Gk=单位面积自重荷载面积单位体积自重 和

7、单位面积自重见表2-3第13页/共27页第十三页，共28页。 例题2-1 楼面做法(zuf)为：硬木地板，20mm厚水泥砂浆找平层，80mm厚钢筋混凝土现浇楼板，钢丝网抹灰吊顶。试求板的恒载标准值（面积荷载）。 解 自重面积荷载标准值 = 0.2 + 200.02 + 250.08 + 0.45 = 3.05 kN/m2 第14页/共27页第十四页，共28页。 例题2-2 矩形截面钢筋混凝土梁，宽b=300mm，高h=600mm，梁的底面和侧面用石膏砂浆(shjing)抹灰、20mm厚，求梁自重线荷载标准值gk。 解 gk = 250.30.6 + 12(0.3 + 0.6 2 +0.02 2

8、 ) 0.02 = 4.5 + 0.37 = 4.87 kN/m第15页/共27页第十五页，共28页。2.4 可变荷载(hzi)代表值2.4.1 可变荷载(hzi)代表值的概念可变荷载与时间参数有关(yugun)，随时在变化，属于随机过程可变荷载代表值可变荷载标准值可变荷载组合值可变荷载频遇值可变荷载准永久值第16页/共27页第十六页，共28页。 可变荷载标准值qk(或Qk) 可变荷载的基本代表值 其他代表值均由标准值计算得到 设计基准期内最大荷载统计分布的特征值 对于有足够资料的可变荷载，取最大荷载统计分布特征值 风、雪荷载，习惯上以平均重现期来定义标准值（50年一遇、100年一遇） 对于资

9、料不充分的可变荷载，根据(gnj)工程经验确定。第17页/共27页第十七页，共28页。 可变荷载组合值 定义 组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率，能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致(yzh)的荷载。 两种及其以上的可变荷载同时作用于结构上时，所有可变荷载都达到最大值的概率很小，除主导荷载取标准值外，其他伴随荷载只能取组合值为代表值。 取值 可变荷载组合值 = 组合值系数c 标准值第18页/共27页第十八页，共28页。 可变荷载频遇值 定义 在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率(bl) ，或超越概率为规定频率的荷载值。 设计基准内，被超越的总时间为50年中的一小部分的荷载。

10、取值 可变荷载频遇值 = 频遇值系数f 标准值第19页/共27页第十九页，共28页。 可变荷载准永久值 定义 在设计(shj)基准期内，其超越的总时间约为设计(shj)基准期一半的荷载值。 经常可以达到或被超过的荷载，对结构的影响类似于永久荷载。 取值 可变荷载准永久值 = 准永久值系数q 标准值第20页/共27页第二十页，共28页。2.4.2 可变荷载(hzi)取值 民用建筑楼面均布活荷载 楼面活荷载标准值（kN/m2） 按表2-4采用： 住宅、医院、办公楼、教室 2.0 礼堂、剧院、公共洗衣房 3.0 健身房、舞台(wti)、舞厅 4.0 组合值系数、频遇值系数、准永久值系数见表2-4活荷

11、载可按楼层(lu cn)折减第21页/共27页第二十一页，共28页。 屋面活荷载 屋面分类 不上人屋面 上人屋面 屋顶花园 屋面活载标准值 不上人屋面：0.5（施工、检修荷载） 上人屋面： 2.0 屋顶花园： 3.0 组合(zh)值系数、频遇值系数、准永久值系数见表2-6第22页/共27页第二十二页，共28页。 吊车荷载(hzi) 吊车竖向荷载(hzi) 标准值：采用最大轮压和最小轮压 以出厂规格为准 吊车水平荷载(hzi) 制动惯性力 取重量乘系数 横向有左右之分 纵向有前后之别组合值、频遇值和准永久(yngji)值系数见表2-7第23页/共27页第二十三页，共28页。 雪荷载 雪荷载标准值

12、 按屋面水平(shupng)投影面积计算 单位面积上的雪荷载标准值（kN/m2）为0rkss基本(jbn)雪压s0空旷地带(ddi)最大积雪深度统计分析得到的50年一遇的最大雪压值北京0.40，南京0.65成都0.10，沈阳0.50v 雪荷载的其他代表值屋面积雪分布系数第24页/共27页第二十四页，共28页。 风荷载 风荷载标准值wk（kN/m2） 垂直于建筑物表面(biomin) 迎面压力，背风面吸力（方向与风向同）0zkwwzs动力(dngl)荷载静力法处理基本(jbn)风压w0空旷地带，离地10m，自记10min，年最大风速确定50年一遇最大风速计算基本风压第25页/共27页第二十五页，共28页。0zkwwzs风压高度(god)变化系数风荷载体型(txng)系数风振系数(xsh)v 风荷载其他代表值基本风压北京0.45，上海0.55深圳0.90，厦门0.80成都0.30，重庆0.40吐鲁番1.00，青岛0.60第26页/共27页第二十六页，共28页。2021-12-427谢谢您的观看(gunkn)！第27页/共27页第二十七页，共28页。NoImage内容(nirng)总结2.1 建筑结构设计基本规定。第