建筑结构荷载讲义幻灯片

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永久荷载标准值

永久荷载主要包括构件的自重、构造层的自重等。恒荷载的变异性不大，故其标准值可根据构件或构造层的设计尺寸和材料或构件的单位自重确定。常见材料和构件的单位自重见附表1。对于自重变异较大的材料和构件（如现场制作的保温材料、混凝土薄壁构件等），自重的标准值应根据对结构的不利状态，取上限值或下限值。1.4楼面和屋面活荷载

楼面活荷载是指作用在楼面上的人员、家具、设备等荷载。按楼面等效均布活荷载的确定方法，将实际荷载换算成为等效均布活荷载，再经统计分析后，确定活荷载的标准值。民用建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数见表1.1。设计墙、柱及基础时应对各层楼面的楼面活荷载标准值进行折减。楼面活荷载折减系数见表1.2、表1.31.4.1民用建筑楼面均布活荷载表1.1民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数表1.2楼面活荷载折减系数表1.3活荷载按楼层数的折减系数墙、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屋面均布活荷载屋面上的活荷载因“上人”和“不上人”而不同。上人的屋面承受人群和施工检修等荷载；不上人的屋面只承受施工检修时施工、检修人员以及堆料等重力。屋面均布活荷载见表1.4。表1.4屋面均布活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施工和检修荷载及栏杆水平荷载设计屋面板、檩条，钢筋混凝土挑檐、雨篷和预制小梁时，施工或检修集中荷载（人和小工具的自重）应取1.0kN，并应在最不利位置处进行验算。

（1）对于轻型构件或较宽构件，当施工荷载超过上述值时，应按实际情况验算，或采用加垫板、支撑等临时设施承受。

（2）当计算挑檐、雨篷承载力时，应沿板宽每隔1.0m取一个集中荷载；在验算挑檐、雨篷倾覆时，应沿板宽每隔2.5~3.0m取一个集中荷载。

（3）楼梯、看台、阳台和上人屋面等的栏杆顶部水平荷载，应按下列规定采用：

①住宅、宿舍、办公楼、旅馆、医院、托儿所、幼儿园，应取0.5kN/m；

②学校、食堂、剧场、电影院、车站、礼堂、展览馆或体育场，应取1.0kN/m。当采用荷载准永久组合时，可不考虑施工和检修荷载及栏杆水平荷载。1.4.拐4荷载动撞力系数结构受各动力作恭用时，三应将荷限载增大甲，这个宜增大系兔数就叫荷载动腔力系数。建筑结末构设计滴的动力触计算，偿在有充土分依据宗时，可浙将重物围或设备宫的自重思乘以动辣力系数滥后，按著静力计罩算进行糖设计。窄搬运和乔装卸重酬物以及芝车辆起政动和刹码车时的条动力系霜数，可覆采用表1.1~悼1.3，其动力卖荷载只传泄至楼板和改梁。1.5雪荷载雪荷载是指房屋点上由积雪律而产生的封荷载。雪荷载是惯作用在屋治面上的。《荷载规惯范》规定，雅屋面水仿平投影准面上的免雪荷载腊标准值增，应按搅下式计饰算：基本雪压是雪荷载围的基准压估力，一般脏按当地空寨旷平坦地咳面上积雪湖自重的观柱测数据，乐经概率统搂计得出50年一遇最蠢大值确定壶。屋面上的销雪荷载标蹦准值不等志于基本雪慎压，而应拨将基本雪针压乘以屋矮面积雪分烫布系数μr。屋面积雪述分布系数μr的意义是基本雪忍压换算为苹屋面水平住投影面上巴的雪荷载泉的换算系少数。具体膨数值见表1.5。设计建凡筑结构娇及屋面爹的承重距构件时郊，可按下驰列规定悄考虑积绘雪的分凯布情况弦：①屋面板和猎檩条按积屯雪不均匀陪分布的最剂不利情况但考虑；②屋架可分辽别按积雪饺全跨和半刚跨均匀分厚布的情况愉考虑；③框架和确柱可按海积雪全灯跨均匀渣分布情礼况考虑殃。雪荷载的灵组合值系术数可取0.7；频遇值桶系数可取0.6；准永久只值系数应佣按雪荷载停分区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的不同技，分别满取0.5、0.2、0；雪荷犯载分区拼应按规奴范中的嚼规定采译用。表1.5屋面积徒雪分布虫系数μr风荷载伤的大小约与基本风宿压、风架压高度螺变化系腰数、风贡荷载体嘱型系数赔和风振增系数有关。《荷载规范》规定，垂钻直于建筑炉物表面上纪的风荷载炸标准值，仿应按下述送公式计算赌：（1）当计算主样要承重结罢构时（2）当计算饲围护结钻构时1.6风荷载1.6.蹄1基本风钳压基本风爹压是风荷载释的基准压卧力，一般追按当地空温旷平坦地级面上10m高度处10mi彼n平均的热风速观烟测数据雷，经概沉率统计舞得出50年一遇礼最大值爽确定的比风速，辉再考虑烛相应的怨空气密吵度，按腔公式w0=1/2凤pv02确定的风检压值。基本风压封可从《荷载规范》附录中浑查得。风荷载夕的组合妈值、频游遇值和梢准永久为值系数小可分别槐取0.6、0.4、0。1.6础.2风压高度倘变化系数风速是随值距地面的找高度增加昌而增加的煤，故风压队也是随离旺地面高度义增加而增怖加的。风汪速随高度想的变化规旁律主要取烈决于地面散的粗糙程更度。但当着离地面450扎m以上时律，风速趣即不受赠地面粗汇糙程度敲的影响柳，风压她高度变鼻化系数日为常数蔽。地面粗糙盼度是指风租在到达驰结构物饼以前吹抽越过2km范围内挤的地面狸时，描爸述该地贱面上不蒸规则障掘碍物分替布状况监的等级饶。规范裹将地面碎粗糙度命分为A、B、C、D四类。A类——指近海传海面和伙海岛、独海岸、蔽湖岸及差沙漠地冰区；B类——指田野、奖乡村、丛傍林、丘陵有以及房屋世比较稀疏商的乡镇和造城市郊区戚；C类——指有密集羽建筑群的斤城市市区况；D类——指有密毕集建筑仆群且房光屋较高锹的城市堤市区。1.6.乓3风荷载体鉴型系数风荷载日体型系上数是指风孝作用在鼓建筑物帆表面上苏所引起雀的实际杜压力（饱或吸力担）与来层流风压柱的比值诉，它描祖述的是惭建筑物衡表面在勒稳定风嫌压作用阶下的静徐态压力速的分布倒规律，楚主要与暂建筑物醉的体型智和尺度畜有关，匹也与周滚围环境鄙和地面武粗糙度脾有关。几种常秘见体型扎建筑物摩的风荷恨载体型棵系数见表1.6。表1.6常见建障筑物的算风荷载胡体型系象数μs1.6阴.4风振系飘数《荷载规泡范》规定，以沈风振系数βz来描述头动力反驴应的影挤响。规定对帮于高度大于30m