中南大学《工程结构可靠度设计原理》课件第二章 重力

1、第二章 重力,2.1 结构自重 2.2 土的的自重应力 2.3 雪荷载 2.4 车辆荷载 2.5 楼面活荷载 2.6 人群荷载,恒载,活载,某钢砼框架结构平面示意图，底层层高4.2m，基础顶面标高-1.2米，房屋开间4.2米（3.3米）进深6.6米，走廊2.1米。标准层3.3m，共6层，如何确定结构计算简图？如何计算竖向荷载?,竖向荷载下框架结构计算简图（示意图）,左图仅为示意图， 不全面！,屋面恒载 SBS防水卷材 +铝箔保护层 0.4kN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层 20kN/m30.02m0.4kN/m2 50mm苯板保温层 0.5kN/m2 1：10水泥珍珠岩找坡层（3） 1/21

2、5.3m31/211kN/m31.26kN/m2 隔气层 0.1kN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层 0.4kN/m2 100mm现浇楼板 25kN/m30.1m2.5kN/m2 15mm天棚抹灰 17kN/m30.015m0.26kN/m2 5.82kN/m2 梁自重ql=0.3m(0.60.1)m25kN/m30.02m20.50m17kN/m3 4.09kN/m 线荷载q1 5.82kN/m24.2m4.09kN/m28.53kN/m,楼面恒载 12mm大理石地面 28kN/m30.012mm0.34kN/m2 30mm细石混凝土 24kN/m30.03mm0.72kN/m2 100mm

3、现浇楼板 25kN/m30.1m2.5kN/m2 15mm天棚抹灰 17kN/m30.015m0.26kN/m2 3.86kN/m2 q23.864.24.0920.30kN/m,土的自重应力,土的自重 ：参见地基基础教材,活荷载,对于建筑结构，通常指楼屋面活荷载； 对于桥梁结构，指车辆和行人荷载。 楼面活荷载是指人群、家具、物品（民用建筑）和机器、设备、堆料等产生的分布重力荷载； 屋面活荷载是指检修人员及维修工具等产生的分布重力荷载；有大量排灰的工业建筑及其附近建筑，往往有积灰荷载，有些建筑的屋面还设置屋顶花园或直升机停机坪。,雪荷载,雪荷载,莫斯科市中心的鲍曼市场发生屋顶坍塌事件,雪压：单

4、位面积地面上积雪的自重,基本雪压：当地空旷平坦地面上根据气象记录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。 雪的深度、温度、风速、海拔高度都会对基本雪压大小产生影响。,雪重度随雪深的变化,雪重度随时间的变化,基本雪压一般根据年最大雪压进行统计分析确定,最大雪深与最大雪压两者并不一定同时出现,一般山上积雪比附近平原地区积雪大，且随海拔高度增大而增大。,屋面雪压的影响因素：风、屋面形式（坡度）、屋面散热,雪荷载,1、风的影响（漂积作用）,滑移,屋面雪压的影响因素：风、屋面形式（坡度）、屋面散热,雪荷载,2、屋面坡度的影响 原因：风的作用和雪滑移,爬坡风,风的作用除了使总的屋面积雪减少外，

5、还会引起屋面的不平衡积雪荷载。,分布系数屋面雪载与地面雪载之比,双坡屋面一侧融化产生的非对称荷载。,使雪滑移更易发生,屋面雪压的影响因素：风、屋面形式（坡度）、屋面散热,雪荷载,3、屋面温度的影响 采暖房屋的积雪小； 不连续加热的可能危害； 冰棱及冰坝形成附加荷载。,雪荷载,s0基本雪压 mr屋面积雪分布系数 基本雪压是以一般空旷平坦地面上统计得50年一遇的最大积雪自重给出的。北京s0 0.45kN/m2 对雪荷载敏感的结构，基本雪压应适当提高,楼面活荷载（live load）房屋中生活或工作的人群、家具、用品、设施等产生的荷载。,实际结构中，楼面及屋面上的活荷载分布是不均匀或不连续，为简化计

6、算起见，在结构设计时，一般用等效均布荷载代替。 等效均布荷载是指其在结构上所产生的荷载效应与实际荷载产生的荷载效应保持一致的均布荷载。,等效均布荷载,等效均布荷载,单向板上局部荷载的等效均布荷载,Mmax：单向板在局部荷载下最大弯矩 b：板上局部荷载的,楼面荷载标准值的折减 楼面荷载标准值是楼面局部区域按等效均布荷载方法得到的，但实际上楼面活荷载的量值和作用位置都在经常变动，不可能以标准值的大小同时布满所有的楼面。,当楼面梁的从属面积超过一定值时(对于不同的使用功能分别取25m2或50m2），计算楼面梁内力时活荷载应乘以折减系数0.9。,楼面荷载标准值的折减 对于多、高层建筑，设计墙、柱和基础

7、时还应根据计算构件的位置乘以楼层折减系数见下表：,车辆荷载,车辆荷载： 公路桥：汽车、挂车、履带车等 铁路桥：列车 车列荷载：集中荷载(尺寸及车的排列方式） 车道荷载 ：均布荷载和一个作用在任意位置的集中荷载。 静活载：不包括冲击效应的车辆荷载。,公路车辆荷载,公路-级 公路-级 桥梁结构的整体计算车道荷载； 桥梁的局部加载，对于涵洞、桥台和挡土墙压力车辆荷载,注：1、二级公路作为干线公路且重型车辆较多时，其桥涵设计可采用公路级汽车荷载。 2、四级公路重型车辆少时，其桥涵设计可采用公路级车道荷载效应的0.8倍，车辆荷载效应可采用0.7倍。,车辆荷载的主要技术指标,横向折减系数,纵向折减系数,列车荷载,中活载（中华人民共和国铁路标准活载） 普通活载 220（kN）1.5 220 （kN） 1.5 220 （kN） 1.5 220 （kN） 1.5 220 （kN） 1.5 92 （kN/m） 30 80 （kN/m） 特种活载（小桥） 250（kN）1.5 250 （kN） 1.5 250 （kN）,人群荷载,公路桥梁设计： 3kN/m2(密集区3.5）/1.2kN/块 人行扶手：水平0.75kN/m 竖向1kN/m 城市桥梁 5kN/m2(大跨结构2.4）/1.2kN/块,思考题,荷