荷载的分类及代表值课件

荷载的分类及代表值课件1重点

1、荷载分类；荷载代表值；

2、结构的功能；结构功能的极限状态；

3、结构上的作用、作用效应和结构抗力。难点结构上的作用、作用效应和结构抗力。重点1、荷载分类；荷载代表值；难点结构上的作用、2一、设计基准期我国采用的设计基准期一般为50年二、设计使用年限1、定义：在这一规定时期内，房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和维护下，不需要大修就能按其预定目的使用。§2.1设计基准期和设计使用年限一、设计基准期3表2-5结构设计使用年限分类设计使用年限分类P10表2-5结构设计使用年限分类设计使用年限分类P104一、结构的功能要求1）结构的功能要求

功能要求适用性耐久性安全性§2.2结构的功能要求、作用和抗力一、结构的功能要求功能要求适用性耐久性安全性§2.2结构5

安全性——结构在正常施工和正常使用的条件下，能承受可能出现的各种作用；在设计规定的偶然事件（如强烈地震、爆炸、车辆撞击等）发生时和发生后，仍能保持必需的整体稳定性，即结构仅产生局部的损坏而不致发生连续倒塌。

适用性——结构在正常使用时具有良好的工作性能。例如，不会出现影响正常使用的过大变形或振动；不会产生使使用者感到不安的裂缝宽度等。安全性——结构在正常施工和正常使用的条6耐久性——结构在正常维护条件下具有足够的耐久性能，即在正常维护条件下结构能够正常使用到规定的设计使用年限。例如，结构材料不致出现影响功能的损坏，钢筋混凝土构件的钢筋不致因保护层过薄或裂缝过宽而锈蚀等。耐久性——结构在正常维护条件下具有足够的耐久性能，即在正常维7二、作用和作用效应分类（一）作用、荷载、直接作用、间接作用1.作用：使结构或结构构件产生内力和变形的原因。2.荷载：施加在结构上的集中力或分布力。3.直接作用：荷载属于直接作用。4.间接作用：除荷载以外的引起结构外加变形或约束变形的原因。(二)按随时间的变异，结构上的荷载可分为以下三类：

1.永久荷载永久荷载亦称恒荷载，是指在结构使用期间，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。

二、作用和作用效应分类82.可变荷载可变荷载也称为活荷载，是指在结构使用期间，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。3.偶然荷载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很短的荷载称为偶然荷载。2.可变荷载9荷载代表值荷载代表值定义：结构设计时，对于不同的荷载和不同的设计情况，应赋予荷载不同的量值，该量值即荷载代表值。1.荷载标准值定义：荷载标准值就是结构在设计基准期内具有一定概率的最大荷载值,它是荷载的基本代表值。设计基准期——为确定可变荷载代表值而选定的时间参数，一般取为50年。荷载代表值10（1）永久荷载标准值永久荷载主要是结构自重及粉刷、装修，固定设备的重量。一般可按结构构件的设计尺寸和材料或结构构件单位体积（或面积）的自重标准值确定。对于自重变异性较大的材料，在设计中应根据其对结构有利或不利的情况，分别取其自重的下限值或上限值。[例]取钢筋混凝土单位体积自重标准值为25kN/m3，则截面尺寸为200×500mm的钢筋混凝土矩形截面梁的自重标准值为0.2×0.5×25=2.5kN/m。（1）永久荷载标准值11（2）可变荷载标准值民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频偶值和永久值系数按表2-2采用。2.可变荷载准永久值定义：在设计基准期内经常达到或超过的那部份荷载值（总的持续时间不低于25年），称为可变荷载准永久值。可变荷载准永久值可表示为ψqＱk，其中Ｑk为可变荷载标准值，ψq为可变荷载准永久值系数。ψq值见表2-2。（2）可变荷载标准值123.可变荷载组合值定义：两种或两种以上可变荷载同时作用于结构上时，除主导荷载（产生最大效应的荷载）仍可以其标准值为代表值外，其他伴随荷载均应以小于标准值的荷载值为代表值，此即可变荷载组合值。可变荷载组合值可表示为ψcＱk。其中ψc为可变荷载组合值系数，其值按表2-2查取。3.可变荷载组合值134.可变荷载频遇值 定义：对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值（总的持续时间不低于50年），称为可变荷载频遇值。可变荷载频遇值可表示为ψfＱk。其中ψf为可变荷载频遇值系数，其值按表2-2查取。4.可变荷载频遇值 14§2.3结构功能的极限状态及结构功能函数（一）结构功能的极限状态的概念

P10整个结构或结构的一部份，超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能（安全性、适用性、耐久性）要求，该特定状态称为该功能的极限状态。极限状态承载力极限状态正常使用极限状态§2.3结构功能的极限状态及结构功能函数（一）结构功能的15承载能力极限状态——这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。承载能力极限状态主要考虑关于结构安全性的功能。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：●结构构件或连接因材料强度不够而破坏(疲劳破坏)；●整个结构或衡结构的一部分作为刚体失去平（如倾覆等）；●结构转变为机动体系；●结构或结构构件丧失稳定（如柱子被压曲等）。承载能力极限状态——这种极限状态对应于结构或结构构件达到16正常使用极限状态——正常使用极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。这一状态对应于适用性或耐久性的功能。

当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态：

●影响正常使用或外观的变形；●影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；●影响正常使用的振动；●影响正常使用的其他特定状态等。正常使用极限状态——正常使用极限状态对应于结构或结构构件17（二）结构的功能函数结构的工作性能可用下列结构功能函数Z来描述。

Z=R-S（2.1）式中，R-结构构件抗力，它与材料的力学指标及材料用量有关；S-作用（荷载）效应及其组合，它与作用的性质有关。

R和S均可视为随机变量，Z为复合随机变量，它们之间的运算规则应按概率理论进行。

式（2.1）可以用来表示结构的三种工作状态。

当Z>0时，结构能完成预定的功能，处于可靠状态；当Z<0时，结构不能完成预定的功能，处于失效状态；当Z=0时，即R=S结构处于临界的极限状态，Z=g(R,S)=R-S=0,称为极限状态方程。（二）结构的功能函数18小结：

1.荷载分类、荷载代表值的概念及种类；

2.永久荷载、可变荷载的代表值；

小结：19荷载的分类及代表值课件20重点

1、荷载分类；荷载代表值；

2、结构的功能；结构功能的极限状态；

3、结构上的作用、作用效应和结构抗力。难点结构上的作用、作用效应和结构抗力。重点1、荷载分类；荷载代表值；难点结构上的作用、21一、设计基准期我国采用的设计基准期一般为50年二、设计使用年限1、定义：在这一规定时期内，房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和维护下，不需要大修就能按其预定目的使用。§2.1设计基准期和设计使用年限一、设计基准期22表2-5结构设计使用年限分类设计使用年限分类P10表2-5结构设计使用年限分类设计使用年限分类P1023一、结构的功能要求1）结构的功能要求

功能要求适用性耐久性安全性§2.2结构的功能要求、作用和抗力一、结构的功能要求功能要求适用性耐久性安全性§2.2结构24

安全性——结构在正常施工和正常使用的条件下，能承受可能出现的各种作用；在设计规定的偶然事件（如强烈地震、爆炸、车辆撞击等）发生时和发生后，仍能保持必需的整体稳定性，即结构仅产生局部的损坏而不致发生连续倒塌。

适用性——结构在正常使用时具有良好的工作性能。例如，不会出现影响正常使用的过大变形或振动；不会产生使使用者感到不安的裂缝宽度等。安全性——结构在正常施工和正常使用的条25耐久性——结构在正常维护条件下具有足够的耐久性能，即在正常维护条件下结构能够正常使用到规定的设计使用年限。例如，结构材料不致出现影响功能的损坏，钢筋混凝土构件的钢筋不致因保护层过薄或裂缝过宽而锈蚀等。耐久性——结构在正常维护条件下具有足够的耐久性能，即在正常维26二、作用和作用效应分类（一）作用、荷载、直接作用、间接作用1.作用：使结构或结构构件产生内力和变形的原因。2.荷载：施加在结构上的集中力或分布力。3.直接作用：荷载属于直接作用。4.间接作用：除荷载以外的引起结构外加变形或约束变形的原因。(二)按随时间的变异，结构上的荷载可分为以下三类：

1.永久荷载永久荷载亦称恒荷载，是指在结构使用期间，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。

二、作用和作用效应分类272.可变荷载可变荷载也称为活荷载，是指在结构使用期间，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。3.偶然荷载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很短的荷载称为偶然荷载。2.可变荷载28荷载代表值荷载代表值定义：结构设计时，对于不同的荷载和不同的设计情况，应赋予荷载不同的量值，该量值即荷载代表值。1.荷载标准值定义：荷载标准值就是结构在设计基准期内具有一定概率的最大荷载值,它是荷载的基本代表值。设计基准期——为确定可变荷载代表值而选定的时间参数，一般取为50年。荷载代表值29（1）永久荷载标准值永久荷载主要是结构自重及粉刷、装修，固定设备的重量。一般可按结构构件的设计尺寸和材料或结构构件单位体积（或面积）的自重标准值确定。对于自重变异性较大的材料，在设计中应根据其对结构有利或不利的情况，分别取其自重的下限值或上限值。[例]取钢筋混凝土单位体积自重标准值为25kN/m3，则截面尺寸为200×500mm的钢筋混凝土矩形截面梁的自重标准值为0.2×0.5×25=2.5kN/m。（1）永久荷载标准值30（2）可变荷载标准值民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频偶值和永久值系数按表2-2采用。2.可变荷载准永久值定义：在设计基准期内经常达到或超过的那部份荷载值（总的持续时间不低于25年），称为可变荷载准永久值。可变荷载准永久值可表示为ψqＱk，其中Ｑk为可变荷载标准值，ψq为可变荷载准永久值系数。ψq值见表2-2。（2）可变荷载标准值313.可变荷载组合值定义：两种或两种以上可变荷载同时作用于结构上时，除主导荷载（产生最大效应的荷载）仍可以其标准值为代表值外，其他伴随荷载均应以小于标准值的荷载值为代表值，此即可变荷载组合值。可变荷载组合值可表示为ψcＱk。其中ψc为可变荷载组合值系数，其值按表2-2查取。3.可变荷载组合值324.可变荷载频遇值 定义：对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值（总的持续时间不低于50年），称为可变荷载频遇值。可变荷载频遇值可表示为ψfＱk。其中ψf为可变荷载频遇值系数，其值按表2-2查取。4.可变荷载频遇值 33§2.3结构功能的极限状态及结构功能函数（一）结构功能的极限状态的概念

P10整个结构或结构的一部份，超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能（安全性、适用性、耐久性）要求，该特定状态称为该功能的极限状态。极限状态承载力极限状态正常使用极限状态§2.3结构功能的极限状态及结构功能函数（一）结构功能的34承载能力极限状态——这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。承载能力极限状态主要考虑关于结构安全性的功能。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：●结构构件或连接因材料强度不够而破坏(疲劳破坏)；●整个结构或衡结构的一部分作为刚体失去平（如倾覆等）；●结构转变为机动体系；●结构或结构构件丧失稳定（如柱子被压曲等）。承载能力极限状态——这种极限状态对应于结构或结构构件达到35正常使用极限状态——正常使用极限状态对应于结构