T建筑结构荷载讲义

1建筑结构荷载本章讲述了建筑结构承受的各种作用，包括直接作用和间接作用。主要讲述了《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001）中的各种荷载。讨论了荷载的分类，荷载代表值，各类荷载标准值的确定。

本章提要本章内容1.1

荷载的分类1.2

荷载代表值1.3

永久荷载标准值1.4

楼面和屋面活荷载1.5

雪荷载1.6

风荷载1.1荷载的分类在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。例如结构自重、土压力、预应力等。永久荷载不随时间变化，长期作用在结构上，在结构上的作用位置也不变。1.1.1永久荷载1.1.2可变荷载在结构使用期间，其值随时间变化，且变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载。例如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。可变荷载的大小随时间而变，作用位置可变，且像风荷载、吊车荷载等能引起结构振动，使结构产生加速度。1.1.3偶然荷载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。例如爆炸力、撞击力等。1.2荷载代表值

《荷载规范》规定：对永久荷载应采用标准值作为代表值。对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。1.2.1荷载标准值

荷载标准值是荷载的基本代表值，指结构在使用期间可能出现的最大荷载值。荷载标准值统一由设计基准期（50年）最大荷载概率分布的某个分位值来确定，有永久荷载标准值（Gk)和可变荷载标准值（Qk）。1.2.2可变荷载组合值当结构同时承受两种或两种以上的可变荷载时，考虑到荷载同时达到最大值的可能性较小，因此除主导荷载（产生最大荷载效应的荷载）仍以其标准值为代表值外，对其它伴随荷载，可以将它们的标准值乘以一个小于或等于1的荷载组合系数作为代表值，称为可变荷载组合值，即1.2.3可变荷载频遇值

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。它相当于在结构上时而或多次出现的较大荷载，但总是小于荷载的标准值。其值等于可变荷载标准值乘以可变荷载频遇值系数：1.2.4可变荷载准永久值在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准值一半（可以理解为总持续时间不低于25年）的荷载值，也就是经常作用于结构上的可变荷载。其值等于可变荷载标准值乘以可变荷载准永久值系数：1.3永久荷载标准准值永久荷载主要包括构件的自重、构造层的自重重等。恒荷载的变异异性不大，故故其标准值可可根据构件或或构造层的设设计尺寸和材材料或构件的的单位自重确确定。常见材材料和构件的的单位自重见见附表1。对于自重变异异较大的材料料和构件（如如现场制作的的保温材料、、混凝土薄壁壁构件等），，自重的标准准值应根据对对结构的不利利状态，取上上限值或下限限值。1.4楼面和屋面活活荷载楼面活荷载是指作用在楼楼面上的人员员、家具、设设备等荷载。。按楼面等效均均布活荷载的的确定方法，，将实际荷载载换算成为等等效均布活荷荷载，再经统统计分析后，，确定活荷载载的标准值。。民用建筑楼面面均布活荷载载的标准值及及其组合值、、频遇值和准准永久值系数数见表1.1。设计墙、柱及及基础时应对对各层楼面的的楼面活荷载载标准值进行行折减。楼面面活荷载折减减系数见表1.2、表1.31.4.1民用建筑楼面面均布活荷载载表1.1民用建筑楼面面均布活荷载载标准值及其其组合值、频频遇值和准永永久值系数表1.2楼面活荷载折折减系数表1.3活荷载按楼层层数的折减系系数墙、柱、基础计算截面以上的层数12~34~56~89~20＞20计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数1.00(0.900.850.700.650.600.551.4.2屋面均布活荷荷载屋面上的活荷荷载因“上人人”和“不上上人”而不同同。上人的屋屋面承受人群群和施工检修修等荷载；不不上人的屋面面只承受施工工检修时施工工、检修人员员以及堆料等等重力。屋面均布活荷荷载见表1.4。表1.4屋面均布活荷荷载项次类别标准值(kN/m2)组合值系数ψc频遇值系数ψf准永久值系数ψq1不上人的屋面0.50.70.502上人的屋面2.00.70.50.43屋顶花园3.00.70.60.51.4.3施工和检修荷荷载及栏杆水水平荷载设计屋面板、、檩条，钢筋筋混凝土挑檐檐、雨篷和预预制小梁时，，施工或检修修集中荷载（（人和小工具具的自重）应应取1.0kN，并应在最不不利位置处进进行验算。（1）对于轻型构件件或较宽构件件，当施工荷荷载超过上述述值时，应按按实际情况验验算，或采用用加垫板、支支撑等临时设设施承受。（2）当计算挑檐、、雨篷承载力力时，应沿板板宽每隔1.0m取一个集中荷荷载；在验算算挑檐、雨篷篷倾覆时，应应沿板宽每隔隔2.5~3.0m取一个集中荷荷载。（3）楼梯、看台、、阳台和上人人屋面等的栏栏杆顶部水平平荷载，应按按下列规定采采用：①住宅、宿舍、、办公楼、旅旅馆、医院、、托儿所、幼幼儿园，应取取0.5kN/m；②学校、食堂、、剧场、电影影院、车站、、礼堂、展览览馆或体育场场，应取1.0kN/m。当采用荷载准准永久组合时时，可不考虑虑施工和检修修荷载及栏杆杆水平荷载。。1.4.4荷载动力系数数结构受动力作作用时，应将将荷载增大，，这个增大系系数就叫荷载动力系数数。建筑结构设计计的动力计算算，在有充分分依据时，可可将重物或设设备的自重乘乘以动力系数数后，按静力力计算进行设设计。搬运和装卸重重物以及车辆辆起动和刹车车时的动力系系数，可采用用表1.1~1.3，其动力荷载载只传至楼板板和梁。1.5雪荷载雪荷载是指房屋上由由积雪而产生生的荷载。雪荷荷载载是是作作用用在在屋屋面面上上的的。。《荷载载规规范范》规定定，，屋屋面面水水平平投投影影面面上上的的雪雪荷荷载载标标准准值值，，应应按按下下式式计计算算：：基本本雪雪压压是雪雪荷荷载载的的基基准准压压力力，，一一般般按按当当地地空空旷旷平平坦坦地地面面上上积积雪雪自自重重的的观观测测数数据据，，经经概概率率统统计计得得出出50年一一遇遇最最大大值值确确定定。。屋面面上上的的雪雪荷荷载载标标准准值值不不等等于于基基本本雪雪压压，，而而应应将将基基本本雪雪压压乘乘以以屋屋面面积积雪雪分分布布系系数数μr。屋面面积积雪雪分分布布系系数数μr的意意义义是基基本本雪雪压压换换算算为为屋屋面面水水平平投投影影面面上上的的雪雪荷荷载载的的换换算算系系数数。。具具体体数数值值见表表1.5。设计计建建筑筑结结构构及及屋屋面面的的承承重重构构件件时时，，可按按下下列列规规定定考考虑虑积积雪雪的的分分布布情情况况：：①屋面面板板和和檩檩条条按按积积雪雪不不均均匀匀分分布布的的最最不不利利情情况况考考虑虑；；②屋架架可可分分别别按按积积雪雪全全跨跨和和半半跨跨均均匀匀分分布布的的情情况况考考虑虑；；③框架架和和柱柱可可按按积积雪雪全全跨跨均均匀匀分分布布情情况况考考虑虑。。雪荷荷载载的的组组合合值值系系数数可可取取0.7；频频遇遇值值系系数数可可取取0.6；准准永永久久值值系系数数应应按按雪雪荷荷载载分分区区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的不不同同，，分分别别取取0.5、0.2、0；雪雪荷荷载载分分区区应应按按规规范范中中的的规规定定采采用用。。表1.5屋面面积积雪雪分分布布系系数数μr风荷荷载载的的大大小小与与基本本风风压压、、风风压压高高度度变变化化系系数数、、风风荷荷载载体体型型系系数数和和风风振振系系数数有关关。。《荷载载规规范范》规定定，，垂垂直直于于建建筑筑物物表表面面上上的的风风荷荷载载标标准准值值，，应应按按下下述述公公式式计计算算：：（1）当计计算算主主要要承承重重结结构构时时（2）当计计算算围围护护结结构构时时1.6风荷荷载载1.6.1基本本风风压压基本本风风压压是风风荷荷载载的的基基准准压压力力，，一一般般按按当当地地空空旷旷平平坦坦地地面面上上10m高度度处处10min平均均的的风风速速观观测测数数据据，，经经概概率率统统计计得得出出50年一一遇遇最最大大值值确确定定的的风风速速，，再再考考虑虑相相应应的的空空气气密密度度，，按按公公式式w0=1/2pv02确定定的的风风压压值值。。基本本风风压压可可从从《荷载载规规范范》附录录中中查查得得。。风荷荷载载的的组组合合值值、、频频遇遇值值和和准准永永久久值值系系数数可可分分别别取取0.6、0.4、0。1.6.2风压压高高度度变变化化系系数数风速速是是随随距距地地面面的的高高度度增增加加而而增增加加的的，，故故风风压压也也是是随随离离地地面面高高度度增增加加而而增增加加的的。。风风速速随随高高度度的的变变化化规规律律主主要要取取决决于于地地面面的的粗粗糙糙程程度度。。但但当当离离地地面面450m以上上时时，，风风速速即即不不受受地地面面粗粗糙糙程程度度的的影影响响，，风风压压高高度度变变化化系系数数为为常常数数。。地面面粗粗糙糙度度是指指风风在在到到达达结结构构物物以以前前吹吹越越过过2km范围围内内的的地地面面时时，，描描述述该该地地面面上上不不规规则则障障碍碍物物分分布布状状况况的的等等级级。。规规范范将将地地面面粗粗糙糙度度分分为为A、B、C、D四类类。。A类———指近近海海海海面面和和海海岛岛、、海海岸岸、、湖湖岸岸及及沙沙漠漠地地区区；；B类———指田田野野、、乡乡村村、、丛丛林林、、丘丘陵陵以以及及房房屋屋比比较较稀稀疏疏的的乡乡镇镇和和城城市市郊郊区区；；C类——指有密密集建建筑群群的城城市市市区；；D类——指有密密集建建筑群群且房房屋较较高的的城市市市区区。1.6.3风荷载载体型型系数数风荷载载体型型系数数是指风风作用