《荷载和荷载组合》课件

荷载和荷载组合课程目标认识荷载理解荷载的概念、分类和类型，为后续荷载组合分析奠定基础。理解荷载组合掌握荷载组合的原理、原则和规则，能够正确计算荷载组合作用效应。应用荷载组合规则学习不同使用状态下的荷载组合方法，并能根据具体工程案例进行荷载组合分析。1.认识荷载定义荷载是指作用于结构物上的外力，如建筑材料、设备、人员和风力。分类荷载可分为永久荷载、可变荷载、偶然荷载和特殊荷载。分析荷载分析是结构设计的重要步骤，用于确定结构的承载能力。荷载的定义荷载是指作用于结构物上的外力，包括由于各种因素引起的重量、压力、拉力、扭力等，这些外力会对结构物的安全性和稳定性造成影响。例如，建筑物自身重量、使用过程中的人员、家具、设备等，以及风力、雨雪、地震等自然因素，都属于荷载。为了确保结构物的安全，必须对荷载进行分析和计算，并将荷载的影响考虑在结构设计中。荷载的分类1永久荷载永久荷载是指在结构物使用期间始终存在的荷载，例如自重、固定设备、管道、墙体等。2可变荷载可变荷载是指在结构物使用期间可能发生变化的荷载，例如人员荷载、家具荷载、雪荷载、风荷载、地震荷载等。3特殊荷载特殊荷载是指在结构物使用期间可能出现的特殊荷载，例如爆炸荷载、撞击荷载、施工荷载等。常见荷载类型活荷载活荷载是指由于人们的活动、物品的放置等因素而产生的可变荷载，例如家具、人员、车辆等。雪荷载雪荷载是指积雪对建筑物屋顶产生的荷载，在寒冷地区尤其需要考虑。风荷载风荷载是指风对建筑物产生的荷载，尤其对高层建筑和桥梁影响较大。地震荷载地震荷载是指地震发生时对建筑物产生的荷载，地震荷载是动态荷载。2.理解荷载组合荷载组合的概念荷载组合是指将不同类型的荷载按照一定的规则进行组合，以模拟实际工程中荷载作用的复杂情况。荷载组合的特点荷载组合反映了荷载作用的叠加性和时变性，考虑了不同荷载同时或先后作用于结构的影响。荷载组合的原则荷载组合的原则应保证结构在荷载作用下能够安全可靠地工作，并满足使用功能和耐久性要求。荷载组合的概念荷载组合是指将不同类型的荷载按照一定的规则组合在一起，以模拟实际情况下结构可能承受的荷载情况。荷载组合的目的是为了确保结构在各种使用条件下都能够安全可靠地承受荷载，避免结构失效或发生安全事故。荷载组合的特点荷载组合是对不同荷载作用的综合考虑，综合考虑了不同荷载作用下的影响。荷载组合旨在确保结构在各种荷载组合作用下都能安全可靠地运行，提高结构的安全性和可靠性。荷载组合的目的是合理地考虑各种荷载的可能性和影响，从而避免结构设计过大，节约材料和成本。荷载组合的原则1基本原则荷载组合应考虑所有可能作用于结构的荷载，包括永久荷载、可变荷载和特殊荷载。2不利组合荷载组合应考虑荷载的不利组合，即最不利于结构安全的作用效果。3安全系数荷载组合应考虑安全系数，以确保结构在各种荷载组合作用下仍能安全可靠地工作。4规范要求荷载组合应符合相关规范要求，如中国建筑结构荷载设计规范。3.应用荷载组合规则基本原则荷载组合规则是保证结构安全的基础。它将不同荷载类型及其作用效应进行合理的组合，模拟实际使用状态下结构所受的综合荷载效应。考虑因素在应用荷载组合规则时，需要考虑结构类型、使用功能、荷载大小、时间历程等因素，确保结构在各种荷载作用下均能安全可靠地运行。不同使用状态下的荷载组合1正常使用状态结构承受正常使用荷载2施工状态结构承受施工荷载3地震状态结构承受地震荷载永久荷载组合类别荷载类型描述基本组合恒荷载+永久荷载考虑所有恒荷载和永久荷载同时作用特殊组合恒荷载+永久荷载+特殊荷载针对特定情况，如地震荷载或风荷载等短期荷载组合1.4活荷载1.2风荷载1.0雪荷载1.0地震荷载短期荷载组合通常用于计算结构在短期内承受的荷载效应，例如风荷载、雪荷载、地震荷载等。短期荷载组合的系数通常比永久荷载组合的系数小。特殊荷载组合地震荷载地震作用下的荷载组合，考虑地震力对结构的影响。风荷载风力作用下的荷载组合，考虑风力对结构的冲击。雪荷载积雪作用下的荷载组合，考虑雪荷载对结构的压力。温度荷载温度变化作用下的荷载组合，考虑温度变化对结构的影响。荷载组合的实例分析住宅建筑物住宅建筑物主要考虑长期荷载和短期荷载，如自重、活荷载、雪荷载等。办公楼办公楼需要考虑人员荷载、家具荷载、设备荷载，并根据使用功能的不同进行调整。桥梁桥梁荷载组合包括车辆荷载、行人荷载、风荷载等，需根据桥梁类型进行分类分析。住宅建筑物荷载组合住宅建筑物荷载组合主要考虑常住人口的活动荷载，以及家具、设备等固定荷载。根据《建筑结构荷载设计规范》（GB50009-2012）的规定，住宅建筑物荷载组合应包含以下几种情况：常住人口荷载+家具荷载+设备荷载+屋面荷载+风荷载+雪荷载常住人口荷载+家具荷载+设备荷载+屋面荷载+风荷载+地震荷载常住人口荷载+家具荷载+设备荷载+屋面荷载+地震荷载办公楼荷载组合活荷载办公室人员、家具、设备等产生的荷载，其大小和分布会随着时间而变化。永久荷载建筑物本身的重量，包括墙体、楼板、屋顶等，其大小和分布相对固定。特殊荷载由于特殊用途而产生的荷载，例如空调、电梯、消防设备等，需要根据实际情况考虑。桥梁荷载组合桥梁荷载组合需要考虑桥梁的结构形式、使用条件、交通流量等因素，并根据相关规范进行计算。桥梁荷载组合主要包括永久荷载、活荷载、风荷载、地震荷载、温度荷载等。常见的桥梁荷载组合有永久荷载与活荷载组合、永久荷载与风荷载组合、永久荷载与地震荷载组合等。影响荷载组合的因素1结构形式不同结构形式的建筑物，其荷载传递路径和受力特点会有所不同，因此对荷载组合的影响也不同。2材料特性材料的强度、刚度和耐久性等特性会直接影响结构的承载能力，从而影响荷载组合的应用。3使用条件建筑物的使用功能、使用环境以及使用寿命等因素也会对荷载组合的选择产生影响。结构形式钢筋混凝土结构广泛应用于各种建筑物中，例如住宅、办公楼和桥梁，具有抗压强度高、耐久性好等特点。钢结构以其高强度、轻量化和施工速度快而闻名，常用于大型建筑物，如体育场馆和高层建筑。木结构具有可再生、环保和施工便捷的优点，适合用于小型建筑物和住宅。材料特性强度材料的强度是指材料抵抗外力破坏的能力，是结构安全的重要指标。刚度材料的刚度是指材料抵抗变形的能力，决定了结构的整体稳定性和使用性能。耐久性材料的耐久性是指材料在长期使用过程中抵抗环境因素破坏的能力，保证结构的使用寿命。使用条件建筑类型住宅、办公楼、桥梁等不同类型建筑物的使用条件差异很大，对荷载组合的要求也不同。交通流量桥梁的交通流量直接影响活荷载的大小和分布，进而影响荷载组合。人员密度办公楼和体育场馆等人员密集场所，需要考虑活荷载的集中作用，相应的荷载组合也会有所不同。6.荷载组合的计算方法确定荷载特性值根据规范和实际情况确定不同荷载的特性值，包括永久荷载、可变荷载和特殊荷载等。计算荷载组合作用效应将不同荷载的特性值按照规范规定的组合方式进行组合，计算出组合荷载作用下的结构内力、变形等效应。验算结构承载能力将计算得到的荷载组合作用效应与结构的承载能力进行比较，确保结构能够安全可靠地承受各种荷载组合作用。确定荷载特性值1荷载类型根据结构形式和使用功能确定荷载类型，如永久荷载、可变荷载、风荷载、地震荷载等。2荷载分布确定荷载在结构上的分布形式，如均匀分布、集中荷载、三角形分布等。3荷载大小根据相关规范和经验数据确定荷载的大小，并考虑荷载的变异性。4荷载组合根据荷载类型、荷载分布和荷载大小，确定荷载组合方式，并计算荷载组合作用效应。计算荷载组合作用效应1荷载效应荷载作用于结构产生的内力、变形和位移2组合效应不同荷载组合下的荷载效应3设计效应结构设计时需要考虑的荷载效应计算荷载组合作用效应是结构设计中的重要步骤,它是结构安全评估的关键因素。验算结构承载能力荷载组合作用效应根据荷载组合规则计算结构在不同工况下的作用效应。结构承载能力根据结构材料强度、截面尺寸等参数确定结构的承载能力。比较分析比较荷载组合作用效应与结构承载能力，判断结构是否满足承载力要求。建筑规范中的荷载组合1规范基础建筑规范提供针对不同结构类型、材料和使用条件的荷载组合规则。2安全性保证荷载组合规范确保结构在各种荷载情况下具有足够的承载能力。3统一标准规范的制定是为了确保建筑物的安全性、可靠性和经济性。中国建筑结构荷载设计规范规范名称GB50009-2012规范内容详细阐述了各种建筑结构荷载的类型、计算方法和组合规则，为建筑结构设计提供依据。其他国家及地区的荷载组合标准美国美国采用美国建筑规范(ASCE)，其中包含荷载组合标准，并针对不同类型的结构提供了具体指南。欧洲欧盟国家普遍采用欧洲规范(Eurocodes)，该规范提供了统一的荷载组合标准，并涵盖了各种建筑结构。日本日本采用日本建筑标准法(BuildingStandardLaw)，该法典包含荷载组合标准，并根据日本当地条件进行了调整。总结与思考通过这堂课的学习，我们对荷载和荷载组合有了更深入的理解，能够将其应用于实际工程设计中。本课程小结荷载