中南大学《工程结构可靠度设计原理》课件第二章重力

1、第二章第二章 重力重力2.1 结构自重结构自重2.2 土的的自重应力土的的自重应力2.3 雪荷载雪荷载2.4 车辆荷载车辆荷载2.5 楼面活荷载楼面活荷载2.6 人群荷载人群荷载恒载恒载活载活载 某钢砼框架结构平面示意图，底层层高某钢砼框架结构平面示意图，底层层高4.2m，基础，基础顶面标高顶面标高-1.2米，房屋开间米，房屋开间4.2米（米（3.3米）进深米）进深6.6米，米，走廊走廊2.1米。标准层米。标准层3.3m，共，共6层，如何确定结构计算层，如何确定结构计算简图？如何计算竖向荷载简图？如何计算竖向荷载?q1q2q2q2q2q2找坡层竖向荷载下框架结构竖向荷载下框架结构计算简图（计算

2、简图（示意图示意图）左图仅为示意图，左图仅为示意图， 不全面！不全面！屋面恒载屋面恒载SBS防水卷材防水卷材 +铝箔保护层铝箔保护层 0.4kN/m220mm厚水泥砂浆找平层厚水泥砂浆找平层 20kN/m30.02m0.4kN/m250mm苯板保温层苯板保温层 0.5kN/m21：10水泥珍珠岩找坡层（水泥珍珠岩找坡层（3） 1/215.3m31/211kN/m31.26kN/m2隔气层隔气层 0.1kN/m220mm厚水泥砂浆找平层厚水泥砂浆找平层 0.4kN/m2100mm现浇楼板现浇楼板 25kN/m30.1m2.5kN/m215mm天棚抹灰天棚抹灰 17kN/m30.015m0.26k

3、N/m2 5.82kN/m2梁自重梁自重ql=0.3m(0.60.1)m25kN/m30.02m20.50m17kN/m3 4.09kN/m线荷载线荷载q1 5.82kN/m24.2m4.09kN/m28.53kN/m楼面恒载楼面恒载12mm大理石地面大理石地面 28kN/m30.012mm0.34kN/m230mm细石混凝土细石混凝土 24kN/m30.03mm0.72kN/m2100mm现浇楼板现浇楼板 25kN/m30.1m2.5kN/m215mm天棚抹灰天棚抹灰 17kN/m30.015m0.26kN/m2 3.86kN/m2q23.864.24.0920.30kN/m土的自重应力土的

4、自重应力 土的自重土的自重 ：参见地基基础教材：参见地基基础教材 niiiczh1 莫斯科市中心的鲍曼市场发生屋顶坍塌事件莫斯科市中心的鲍曼市场发生屋顶坍塌事件 雪压：单位面积雪压：单位面积地面上地面上积雪的自重积雪的自重ds基本雪压：当地空旷平坦地面上根据气象记录资料基本雪压：当地空旷平坦地面上根据气象记录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现的经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压最大雪压值值。雪的雪的深度、温度、风速、海拔高度深度、温度、风速、海拔高度都会对基本雪压都会对基本雪压大小产生影响。大小产生影响。省市名省市名 城城 市市 名名 海拔高度海拔高度(m)风压风压(kNm2)

5、雪压雪压(kNm2) 雪荷载准雪荷载准永久值系永久值系数分区数分区 n10 n50 n100 n10 n50 n100 山山 东东 青岛市青岛市 76.0 0.45 0.60 0.70 0.15 0.20 0.25 海阳海阳 65.2 0.40 0.55 0.60 0.10 0.15 0.15 荣城市石岛荣城市石岛 33.7 0.40 0.55 0.65 0.10 0.15 0.15 菏泽市菏泽市 49.7 0.25 0.40 0.45 0.20 0.30 0.35 兖州兖州 51.7 0.25 0.40 0.45 0.25 0.35 0.45 莒县莒县 107.4 0.25 0.35 0.4

6、0 0.20 0.35 0.40 临沂临沂 87.9 0.30 0.40 O.45 0.25 0.40 0.45 日照市日照市 16.1 0.30 0.40 0.45 雪重度随雪深的变化雪重度随雪深的变化雪重度随时间的变化雪重度随时间的变化基本雪压一般根据基本雪压一般根据年最大雪压年最大雪压进行统计分析确定进行统计分析确定最大雪深与最大雪压两者并不一定同时出现最大雪深与最大雪压两者并不一定同时出现一般山上积雪比附近平原地区积雪大，且随海拔高度增一般山上积雪比附近平原地区积雪大，且随海拔高度增大而增大。大而增大。屋面雪压的影响因素：风、屋面形式（坡度）、屋面散热屋面雪压的影响因素：风、屋面形式（

7、坡度）、屋面散热雪荷载雪荷载1、风的影响（漂积作用）、风的影响（漂积作用）滑移滑移屋面雪压的影响因素：风、屋面形式（坡度）、屋面散热屋面雪压的影响因素：风、屋面形式（坡度）、屋面散热雪荷载雪荷载2、屋面坡度的影响、屋面坡度的影响原因：风的作用和雪滑移原因：风的作用和雪滑移爬坡风爬坡风风的作用除了使总的屋面积雪减少外，风的作用除了使总的屋面积雪减少外，还会引起屋面的不平衡积雪荷载。还会引起屋面的不平衡积雪荷载。分布系数屋面雪载与分布系数屋面雪载与地面雪载之比地面雪载之比双坡屋面一侧融化产生的非对称荷载。使雪滑移更易发生屋面雪压的影响因素：风、屋面形式（坡度）、屋面散热屋面雪压的影响因素：风、屋面

8、形式（坡度）、屋面散热雪荷载雪荷载3、屋面温度的影响、屋面温度的影响采暖房屋的积雪小；采暖房屋的积雪小；不连续加热的可能危害；不连续加热的可能危害；冰棱及冰坝形成附加荷载。冰棱及冰坝形成附加荷载。0ssrk楼面活荷载（楼面活荷载（live loadlive load）房屋中生房屋中生活或工作的人群、家具、用品、设施活或工作的人群、家具、用品、设施等产生的荷载。等产生的荷载。2max8blMqe项项次次类类 别别标准值标准值(kNm2)组合值组合值系数系数c频遇值频遇值系数系数f准永久值准永久值系数系数q1(1)住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿

9、园托儿所、幼儿园(2)教室、试验室、阅览室、会议室、教室、试验室、阅览室、会议室、 医院医院门诊室门诊室2.00.70.50.60.40.52食堂、餐厅、一般资料档案室食堂、餐厅、一般资料档案室2.50.70.60.53(1)礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台(2)公共洗衣房公共洗衣房3.03.00.70.70.50.60.30.54(1)商店、展览厅、车站、港口、机场大厅及商店、展览厅、车站、港口、机场大厅及其旅客等候室其旅客等候室(2)无固定座位的看台无固定座位的看台3.53.50.70.70.60.50.50.35(1)健身房、演出舞台健身房、演出舞台(

10、2)舞厅舞厅4.04.00.70.70.60.60.50.36(1)书库、档案库、贮藏室书库、档案库、贮藏室(2)密集柜书库密集柜书库5.012.00.90.90.87通风机房、电梯机房通风机房、电梯机房7.00.90.90.88汽车通道及停车库：汽车通道及停车库：(1)单向板楼盖单向板楼盖(板跨不小于板跨不小于2m)客车客车消防车消防车(2)双向板楼盖双向板楼盖(板跨不小于板跨不小于6m6m)和无梁和无梁楼盖楼盖(柱网尺寸不小于柱网尺寸不小于6m6m)客车客车消防车消防车4.035.02.520.00.70.70.70.70.70.70.70.70.60.60.60.6项项次次类类 别别标准

11、值标准值(kNm2)组合值组合值系数系数c频遇值频遇值系数系数f准永久值准永久值系数系数q9厨房厨房 (1)一般的一般的 (2)餐厅的餐厅的2.04.00.70.70.60.70.50.710浴室、厕所、盥洗室：浴室、厕所、盥洗室：(1)第第1项中的民用建筑项中的民用建筑(2)其他民用建筑其他民用建筑2.02.50.70.70.50.60.40.511走廊、门厅、楼梯：走廊、门厅、楼梯：(1)宿舍、旅馆、医院病房、托儿所、幼宿舍、旅馆、医院病房、托儿所、幼儿园、住宅儿园、住宅(2)办公楼、教学楼、餐厅，医院门办公楼、教学楼、餐厅，医院门诊部诊部(3)当人流可能密集时当人流可能密集时2.02.5

12、3.50.70.70.70.50.60.50.40.50.312阳台：阳台：(1)一般情况一般情况(2)当人群有可能密集时当人群有可能密集时2.53.50.70.60.5活荷载按楼层的折减系数活荷载按楼层的折减系数 墙、柱、基础计算截面以上的墙、柱、基础计算截面以上的层数层数123456892020计算截面以上各楼层活荷载总计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数和的折减系数1.00(0.90)0.850.700.650.600.55 车辆荷载车辆荷载：公路桥：汽车、挂车、履带车等铁路桥：列车车列荷载：集中荷载(尺寸及车的排列方式）车道荷载 ：均布荷载和一个作用在任意位置的集中荷载。静活载：不包

13、括冲击效应的车辆荷载。公路车辆荷载公路-级公路-级桥梁结构的整体计算车道荷载；桥梁的局部加载，对于涵洞、桥台和挡土墙压力车辆荷载公路等级公路等级高速公路高速公路一级公路一级公路二级公路二级公路三级公路三级公路四级公路四级公路汽车荷载等级汽车荷载等级公路公路级级公路公路级级公路公路级级公路公路级级公路公路级级注：注：1 1、二级公路作为干线公路且重型车辆较多时，其桥涵设计可采用公路、二级公路作为干线公路且重型车辆较多时，其桥涵设计可采用公路级汽级汽车荷载。车荷载。 2 2、四级公路重型车辆少时，其桥涵设计可采用公路、四级公路重型车辆少时，其桥涵设计可采用公路级车道荷载效应的级车道荷载效应的0.8

14、0.8倍，倍，车辆荷载效应可采用车辆荷载效应可采用0.70.7倍。倍。项目项目单位单位技术指标技术指标项目项目单单位位技术指标技术指标车辆重力标准值车辆重力标准值kN550轮距轮距m1.8前轴重力标准值前轴重力标准值kN30前轮着地宽度及长度前轮着地宽度及长度m0.30.2中轴重力标准值中轴重力标准值kN2120中后轮着地宽度及长度中后轮着地宽度及长度m0.60.2后轴重力标准值后轴重力标准值kN2140车辆外形尺寸（长车辆外形尺寸（长宽）宽）m152.5轴距轴距m3+1.4+7+1.4车辆荷载的主要技术指标车辆荷载的主要技术指标横向布置设计车道数横向布置设计车道数2345678横向折减系数横

15、向折减系数1.000.780.670.600.550.520.50横向折减系数横向折减系数计算跨径计算跨径L0（m）纵向折减系数纵向折减系数计算跨径计算跨径L0（m）纵向折减系数纵向折减系数150L0400400L0600600L08000.970.960.95800L0100010000.940.93纵向折减系数纵向折减系数列车荷载中中活载活载（中华人民共和国铁路标准活载）（中华人民共和国铁路标准活载）普通活载普通活载220（kN）1.5 220 （kN） 1.5 220 （kN） 1.5 220 （kN） 1.5 220 （kN） 1.592 （kN/m） 30 80 （kN/m）特种活载特种活载（小桥）（小桥）250（kN）1.5 250 （kN） 1.5 250 （kN）人群荷载公路桥梁设计：3kN/m2(密集区3.5）/1.2kN/块人行扶手：水平0.75kN/m 竖向1kN/m城市桥梁5kN/m2(大跨结构2.4）/1.2kN/