第02章结构上的荷载及其取值

2/3/20231第2章结构上的荷载

及其取值2.1建筑结构设计基本规定2.2建筑结构荷载及其分类2.3永久荷载代表值2.4可变荷载代表值2/3/202322.1建筑结构设计基本规定2.1.1结构的安全等级

安全等级一级破坏后果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2/3/20233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。2/3/202342.1.2结构设计基准期结构设计基准期荷载统计分析的时间参数建筑结构设计基准期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2/3/202352.1.3结构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年标志性建筑和特别重要的建筑结构普通房屋，结构设计基准期和使用年限都是50年。2/3/202362.2建筑结构荷载及其分类作用Action使结构产生效应（内力、变形、裂缝）的各种原因。直接施加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2/3/202372.2.1按随时间的变异分类荷载永久荷载可变荷载偶然荷载2/3/20238永久荷载（permanentload）定义在结构使用期间，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。类型

结构自重=恒荷载（恒载）土压力，预应力水位不变时水压力水的浮力统计参数与时间无关2/3/20239可变荷载（variableload）定义在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化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2/3/202310偶然荷载（accidentalload）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特点设计基准期内可能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地震是间接作用=偶然作用偶然荷载2/3/2023112.2.2按空间位置的变异分类荷载固定荷载自由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2/3/2023122.2.3按结构的反应特点分类荷载静态荷载动态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2/3/2023132.3永久荷载代表值永久荷载对结构不利取上限平均值最大值（上限）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验算极限状态所采用的量值2/3/202314自重线荷载标准值gk=单位体积自重截面面积gk=单位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单位面积自重见表2-32/3/202315例题2-1楼面做法为：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=3.05kN/m2

2/3/202316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抹灰、20mm厚，求梁自重线荷载标准值gk。解gk=250.30.6+12(0.3+0.62+0.022)0.02=4.5+0.37=4.87kN/m2/3/2023172.4可变荷载代表值2.4.1可变荷载代表值的概念可变荷载与时间参数有关，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2/3/202318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）对于资料不充分的可变荷载，根据工程经验确定。2/3/202319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2/3/202320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，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。取值可变荷载频遇值=频遇值系数f标准值2/3/202321可变荷载准永久值定义在设计基准期内，其超越的总时间约为设计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2/3/2023222.4.2可变荷载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、宿舍、旅馆、医院、办公楼2.0教室、食堂、餐厅、一般资料室2.5礼堂、剧院、公共洗衣房3.0商店、展览厅、车站、机场大厅3.5健身房、舞台、舞厅、运动场4.0组合值系数、频遇值系数、准永久值系数见表2-4活荷载可按楼层折减2/3/202323屋面活荷载屋面分类不上人屋面上人屋面屋顶花园屋顶运动场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屋顶运动场：4.0组合值系数、频遇值系数、准永久值系数见表2-62/3/202324吊车荷载吊车竖向荷载标准值：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、频遇值和准永久值系数见表2-72/3/202325雪荷载雪荷载标准值按屋面水平投影面积计算单位面积上的雪荷载标准值（kN/m2）为基本雪压s0空旷地带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0.50雪荷载的其他代表值组合值系数0.7频遇值系数0.6准永久值系数，与分区有关0.5、0.2、0屋面积雪分布系数雪荷载与屋面活荷载不同时出现！2/3/202326风荷载风荷载标准值wk（kN/m2）垂直于建筑物表面迎面压力，背风面吸力（方向与风向同）动力荷载静力法处理基本风压w0空