钢结构设计认识建筑结构荷载课件

《钢结构设计》主讲：张扬认识建筑结构荷载《钢结构设计》建筑物在其生命周期内，要承受各种各样的力，如果一一去预测、分析、计算，设计工作将无法进行。因此，我们需要将建筑物上的力进行归纳、分类，以一种便与统计和计算的方式，嵌入到计算模型当中。

认识建筑结构荷载《钢结构设计》一、建筑结构上的作用1、建筑结构上的作用随时间变化，可以分为（1）永久作用；

设计使用年限内一定出现，且力的三要素不变

（2）可变作用；

设计使用年限内一定出现，且力的三要素变化

（3）偶然作用。设计使用年限内有一定几率出现，且一旦出现，其破坏性不能忽略不计提示：汽车撞建筑物不算偶然作用，为什么？

认识建筑结构荷载《钢结构设计》一、建筑结构上的作用2、建筑结构上的作用随空间变化，可以分为（1）固定作用；

设计使用年限内作用位置不变化

（2）自由作用；设计使用年限内作用位置变化

思考：人群重力对建筑物的作用算哪一种？吊车重力对建筑物的作用算哪一种？

认识建筑结构荷载《钢结构设计》二、建筑结构荷载1、作用与荷载的概念区别

作用分为直接作用和间接作用,直接作用也叫荷载。

间接作用包含热胀冷缩作用、地基沉降作用等等。

认识建筑结构荷载《钢结构设计》二、建筑结构荷载2、永久荷载（概念）

在设计使用年限内始终存在且其量值变化与平均值相比可以忽略不计的作用，或其变化是单调的并趋于某个限值的作用。比较常见的是建筑结构的自重。永久作用可采用随机变量的概率模型。

认识建筑结构荷载《钢结构设计》

认识建筑结构荷载二、建筑结构荷载3、可变荷载（概念）

在设计使用年限内其量值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略不计的作用。比较常见的是楼面荷载，楼面荷载包含楼面上可以移动的家具和人等移动物体的重量，在作用组合中可采用简化的随机过程概率模型。在确定可变作用的代表值时可采用将设计基准期内最大值作为随机变量的概率模型。

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认识建筑结构荷载二、建筑结构荷载4、偶然荷载（概念）

在设计使用年限内不一定出现，而一旦出现其量值很大，且持续期很短的作用。常见的偶然作用就是地震作用。地震作用的标准值应根据地震作用的重现期确定。地震作用的重现期根据建筑抗震设防目标，按有关标准的专门规定确定。

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认识建筑结构荷载三、建筑结构荷载的代表值《建筑结构荷载规范》规定：建筑结构设计时，对不同荷载采用不同的代表值。（1）对永久荷载应采用标准值作为代表值；（2）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；

（3）对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。

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认识建筑结构荷载三、建筑结构荷载的代表值

承载能力极限状态设计或正常使用极限状态按标准组合设计时，对可变荷载应按规定的荷载组合采用荷载的组合值或标准值作为其荷载代表值。可变荷载的组合值，应为可变荷载的标准值乘以荷载组合值系数。正常使用极限状态按频遇组合设计时，应采用可变荷载的频遇值或准永久值作为其荷载代表值；按准永久组合设计时，应采用可变荷载的准永久值作为其荷载代表值。可变荷载的频遇值，应为可变荷载标准值乘以频遇值系数。可变荷载准永久值，应为可变荷载标准值乘以准永久值系数。

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认识建筑结构荷载四、常见建筑结构荷载

1.结构自重荷载。建筑结构构件自身的重量，手工设计时一般用其体积乘以容重,采用软件设计时一般可以自由选择是否可由软件自动计算。

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认识建筑结构荷载四、常见建筑结构荷载

2.恒荷载。建筑结构构件以外的固定物，如填充墙、楼面装修、屋面保温防水等，在设计使用年限内重量及位置不发生变化的建筑构件的重量，一般用其体积乘以容重来计算。值得注意的是，一栋房屋即使重新装修，只要其装修的重量不超过设计重量，该装修仍被认为是恒荷载。

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认识建筑结构荷载四、常见建筑结构荷载

3.活荷载。建筑物中经常发生变化的重量，如人、家具等，在设计使用年限内重量或位置会发生变化。活荷载由国家专门机构进行统计和发布，除个别特殊用途的房间以外，大部分楼面、屋面的活荷载应当按照《建筑结构荷载规范》取值。

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认识建筑结构荷载四、常见建筑结构荷载

4.风荷载。在设计使用年限内，建筑结构一定会受到风力的作用，风作用在建筑结构上，可能是压力，也可能使吸力，风力的大小不仅与当地的气候，与建筑物周围的地形地貌、建筑物本身的形状及高度也有一定的关系。

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认识建筑结构荷载四、常见建筑结构荷载

4.雪荷载。我国绝大部分地区都有过降雪的记录，被雪压塌的建筑物也不少见，《建筑结构荷载规范》规定，我国仅广东、广西、四川、云南、海南的部分地区可以不考虑雪荷载的作用，其他地区均应当考虑雪的压力作用。

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认识建筑结构荷载四、常见建筑结构荷载

5.吊车荷载。在大多数工业厂房中，吊车（桁车）是必不可少的机械之一，其起重量从1-50吨不等，自重也可能达到数十吨，有的厂房还可能同时有多台桁车同时运行，因此，我们有必要掌握桁车的荷载取值方法。

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认识建筑结构荷载四、常见建筑结构荷载

6.等效均布荷载。有些工程中，楼面上可能会有一些局部集中荷载，如不固定位置的隔墙、重量比较大的机械等，为方便计算，我们还需要将其转化为均布荷载，该荷载称之为“等效均布荷载”。

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认识建筑结构荷载四、常见建筑结构荷载

7.土压力。在地下室、挡土墙设计中，我们还需要考虑土对建筑结构的压力，该压力既有可能是自上而下的，也有可能使水平的，还有可能是倾斜的。由于其压力较大，不能忽略不计，土压力的计算方法可以参考《土力学》课程或《建筑地基基础设计规范》。

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认识建筑结构荷载四、常见建筑结构荷载

8.某些埋深较大的地下室、水池等结构，可能会受到地下水的浮力作用，屋顶游泳池也存在水压力作用。9.除了上述建筑结构荷载之外，不均匀地基沉降、热胀冷缩、地震等都可能在建筑结构中产生力的作用，我们常常也会将其称为沉降荷载、温度荷载、地震荷载。

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认识建筑结构荷载五、常用术语

容重（bulkdensity）：容重也称为重度。指单位容积内物体的重量，如单位体积土体的重量。其常用单位是：kN/m³。

设计基准期

（designreferenceperiod）：

为确定可变荷载代表值而选用的时间参数，我国民用建筑设计基准期统一为50年。

标准值

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