《设计荷载》课件

设计荷载课程大纲1什么是荷载？定义，类型，作用2荷载的分类永久荷载，可变荷载，偶发荷载3设计荷载的概念荷载组合，作用效应，安全系数4常用荷载组合方法基本荷载组合，偶然荷载组合，特殊荷载组合什么是荷载？荷载是指作用于结构物上的外力或外力的组合，包括自身重量、使用中产生的力，以及风、雪、地震等自然环境因素引起的力。荷载是结构设计的重要参数，它决定了结构物的强度、刚度和稳定性。荷载的分类永久荷载建筑物自重、基础及墙体等结构构件的重量可变荷载使用过程中产生的荷载，如人员、家具、设备等偶发荷载短期或偶然出现的荷载，如风荷载、雪荷载、地震荷载等永久荷载建筑物本身的重量，例如：墙体、楼板、屋顶、柱子、梁、基础等。固定在建筑物上的各种设备，例如：管道、电线、暖气设备等。建筑物内固定水体，例如：水池、蓄水池等。可变荷载定义可变荷载指的是随时间变化的荷载，例如人员、家具、货物等。可变荷载的大小、方向和作用位置都可能随时间变化。分类可变荷载可分为短期荷载和长期荷载。短期荷载是指作用时间较短的荷载，例如人员荷载、家具荷载等。长期荷载是指作用时间较长的荷载，例如设备荷载、吊车荷载等。特点可变荷载的特点是变化性，其大小、方向和作用位置都可能随时间变化。因此，在进行结构设计时，需要考虑可变荷载的各种变化情况，并进行相应的安全系数调整。偶发荷载施工荷载在建筑施工过程中产生的荷载，例如施工机械、材料和人员的重量。救灾荷载在发生自然灾害或事故时，为了进行救援和重建而产生的荷载。设计荷载的概念设计荷载是指结构设计中采用的荷载值，是将各种荷载作用进行组合，并考虑各种安全系数后得到的。它代表了结构在正常使用情况下可能承受的最大荷载。设计荷载是保证结构安全的重要依据，它直接影响着结构的强度、刚度和稳定性。因此，设计荷载的确定必须科学准确，以确保建筑物的安全性和可靠性。设计荷载的确定1荷载标准参考相关规范和标准，如《建筑结构荷载规范》GB50009-2012。2现场勘察了解建筑物类型、功能、使用环境等，进行现场调查和数据收集。3荷载计算根据建筑物的实际情况，计算各种荷载的大小和分布情况。4荷载组合将各种荷载进行合理的组合，确定结构设计所采用的荷载值。作用组合荷载叠加考虑不同荷载同时作用的情况，例如，屋面上的雪荷载和风荷载。不利组合选择对结构不利的最不利荷载组合，确保结构安全。常用荷载组合方法基本组合:常用于房屋建筑结构的设计，考虑最不利情况下的永久荷载和可变荷载共同作用。偶然组合:考虑偶然荷载和结构自重等永久荷载共同作用，主要用于特殊情况下的结构设计。特殊组合:用于特殊结构或特殊荷载情况下的设计，需根据具体情况进行组合。工程设计中的荷载选取1规范要求符合国家规范和行业标准2结构类型不同的结构类型，荷载类型不同3功能需求建筑物功能决定荷载大小4环境因素考虑风、雪、地震等影响永久荷载的确定1结构自重结构材料自身的重量，如钢筋混凝土、钢结构等。2固定设备长期固定在建筑物内的设备重量，如电梯、水箱等。3填土重量建筑物基础周围的填土重量，如地下室、室外地坪等。可变荷载的确定1用途根据建筑物的用途确定主要可变荷载类型，例如住宅、办公楼、商场等。2规范参考相关的国家标准和规范，确定可变荷载的取值范围。3经验结合工程经验，进行适当调整和修正。偶发荷载的确定类型确定方法示例地震荷载抗震设计规范地震烈度风荷载风荷载规范风速雪荷载雪荷载规范雪深屋面荷载雪荷载在寒冷地区，屋顶需要承受积雪的重量，这会对建筑物的结构稳定性造成影响。风荷载风力对屋顶的冲击力会产生巨大的压力，需要考虑屋顶的抗风性能。使用荷载屋顶上的使用荷载，例如人员维修、设备安装等，也会产生一定的影响。墙体荷载自重墙体自身的重量，由材料密度和体积计算得出。附加荷载墙体上可能出现的额外荷载，例如装饰、管道等。地震荷载地震作用下的墙体荷载，根据地震烈度和建筑物类别确定。楼面荷载住宅楼面荷载住宅楼面荷载主要包括：人员荷载、家具荷载、生活用品荷载等。公共建筑楼面荷载公共建筑楼面荷载除住宅楼面荷载外，还包括：使用功能相关的特殊荷载，如商场货架荷载、办公桌椅荷载等。楼梯荷载人员荷载楼梯设计需考虑人员密集时的荷载，例如上下楼梯时的拥挤情况。结构荷载楼梯本身的重量以及扶手、栏杆等构件的重量也需要纳入计算。可变荷载楼梯上可能放置的家具、物品等可变荷载也需要考虑，例如搬运物品时的荷载。车库荷载车辆荷载考虑车辆重量、车轮荷载分布和行驶路线。人员荷载考虑人员数量、活动范围和荷载集中程度。设备荷载考虑维修设备、工具、材料和存放物品的荷载。雪荷载降雪覆盖在屋顶上的重量。与地理位置、海拔高度和气象条件有关。屋顶形状、坡度、朝向也会影响雪荷载的大小。风荷载定义风力作用在建筑物或构筑物上的力，称为风荷载。影响因素风速建筑物形状建筑物高度计算方法根据风速、建筑物形状和高度，通过相关规范进行计算。地震荷载地震力地震时产生的水平和垂直加速度，对建筑物造成破坏。地震烈度地震的破坏程度，用地震烈度表示。地震反应谱描述地震作用下结构的动力响应，用于计算地震荷载。吊车荷载定义吊车荷载是指起重机在工作时对建筑物或构筑物产生的荷载。类型包括静荷载和动荷载两种，静荷载指吊车静止时对建筑物的荷载，动荷载指吊车运行时对建筑物的荷载。影响因素吊车荷载的大小受吊车类型、起重量、工作半径、运行速度等因素的影响。设备荷载固定设备指的是安装在建筑物内，且在使用过程中不会移动的设备，例如电梯、锅炉、空调等。移动设备指的是可以移动的设备，例如叉车、起重机等。设备荷载类型根据设备的类型、重量、安装方式等因素，设备荷载可以分为静荷载、动荷载、冲击荷载等。人员荷载定义人员荷载是指建筑物内人员所产生的荷载，包括静止状态下的自重和活动状态下的冲击力。影响因素人员荷载的大小受建筑物类型、使用功能、人员密度和活动方式等因素的影响。计算方法人员荷载通常根据建筑物使用功能和容积率进行估算，并考虑安全系数。建筑物类型与荷载建筑物类型会直接影响设计荷载的确定。不同类型的建筑物，其荷载类型、荷载值以及荷载分布都存在较大差异。住宅建筑：主要荷载为永久荷载和可变荷载，包括人员荷载、家具荷载、生活用品荷载等。工业厂房：除人员荷载外，还需考虑设备荷载、吊车荷载等，荷载值相对较大。公共建筑：公共建筑的荷载种类更加复杂，包括人员荷载、家具荷载、设备荷载、消防设施荷载等，需要根据不同的使用功能进行确定。结构设计中的荷载组合荷载叠加不同荷载类型同时作用于结构时，需要进行荷载叠加。组合系数根据荷载性质和结构类型，采用不同的组合系数进行荷载组合。设计荷载荷载组合后得到的荷载值称为