鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)建筑結(jié)構(gòu)荷載課件

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》主講：張揚(yáng)認(rèn)識(shí)建筑結(jié)構(gòu)荷載《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》建筑物在其生命周期內(nèi)，要承受各種各樣的力，如果一一去預(yù)測、分析、計(jì)算，設(shè)計(jì)工作將無法進(jìn)行。因此，我們需要將建筑物上的力進(jìn)行歸納、分類，以一種便與統(tǒng)計(jì)和計(jì)算的方式，嵌入到計(jì)算模型當(dāng)中。

認(rèn)識(shí)建筑結(jié)構(gòu)荷載《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》一、建筑結(jié)構(gòu)上的作用1、建筑結(jié)構(gòu)上的作用隨時(shí)間變化，可以分為（1）永久作用；

設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)一定出現(xiàn)，且力的三要素不變

（2）可變作用；

設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)一定出現(xiàn)，且力的三要素變化

（3）偶然作用。設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)有一定幾率出現(xiàn)，且一旦出現(xiàn)，其破壞性不能忽略不計(jì)提示：汽車撞建筑物不算偶然作用，為什么？

認(rèn)識(shí)建筑結(jié)構(gòu)荷載《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》一、建筑結(jié)構(gòu)上的作用2、建筑結(jié)構(gòu)上的作用隨空間變化，可以分為（1）固定作用；

設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)作用位置不變化

（2）自由作用；設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)作用位置變化

思考：人群重力對(duì)建筑物的作用算哪一種？吊車重力對(duì)建筑物的作用算哪一種？

認(rèn)識(shí)建筑結(jié)構(gòu)荷載《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》二、建筑結(jié)構(gòu)荷載1、作用與荷載的概念區(qū)別

作用分為直接作用和間接作用,直接作用也叫荷載。

間接作用包含熱脹冷縮作用、地基沉降作用等等。

認(rèn)識(shí)建筑結(jié)構(gòu)荷載《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》二、建筑結(jié)構(gòu)荷載2、永久荷載（概念）

在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)始終存在且其量值變化與平均值相比可以忽略不計(jì)的作用，或其變化是單調(diào)的并趨于某個(gè)限值的作用。比較常見的是建筑結(jié)構(gòu)的自重。永久作用可采用隨機(jī)變量的概率模型。

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認(rèn)識(shí)建筑結(jié)構(gòu)荷載二、建筑結(jié)構(gòu)荷載3、可變荷載（概念）

在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)其量值隨時(shí)間變化，且其變化與平均值相比不可忽略不計(jì)的作用。比較常見的是樓面荷載，樓面荷載包含樓面上可以移動(dòng)的家具和人等移動(dòng)物體的重量，在作用組合中可采用簡化的隨機(jī)過程概率模型。在確定可變作用的代表值時(shí)可采用將設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大值作為隨機(jī)變量的概率模型。

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認(rèn)識(shí)建筑結(jié)構(gòu)荷載二、建筑結(jié)構(gòu)荷載4、偶然荷載（概念）

在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)其量值很大，且持續(xù)期很短的作用。常見的偶然作用就是地震作用。地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)地震作用的重現(xiàn)期確定。地震作用的重現(xiàn)期根據(jù)建筑抗震設(shè)防目標(biāo)，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的專門規(guī)定確定。

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認(rèn)識(shí)建筑結(jié)構(gòu)荷載三、建筑結(jié)構(gòu)荷載的代表值《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》規(guī)定：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)不同荷載采用不同的代表值。（1）對(duì)永久荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值；（2）對(duì)可變荷載應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值或準(zhǔn)永久值作為代表值；

（3）對(duì)偶然荷載應(yīng)按建筑結(jié)構(gòu)使用的特點(diǎn)確定其代表值。

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認(rèn)識(shí)建筑結(jié)構(gòu)荷載三、建筑結(jié)構(gòu)荷載的代表值

承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)或正常使用極限狀態(tài)按標(biāo)準(zhǔn)組合設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)可變荷載應(yīng)按規(guī)定的荷載組合采用荷載的組合值或標(biāo)準(zhǔn)值作為其荷載代表值?？勺兒奢d的組合值，應(yīng)為可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載組合值系數(shù)。正常使用極限狀態(tài)按頻遇組合設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用可變荷載的頻遇值或準(zhǔn)永久值作為其荷載代表值；按準(zhǔn)永久組合設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用可變荷載的準(zhǔn)永久值作為其荷載代表值?？勺兒奢d的頻遇值，應(yīng)為可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以頻遇值系數(shù)?？勺兒奢d準(zhǔn)永久值，應(yīng)為可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以準(zhǔn)永久值系數(shù)。

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認(rèn)識(shí)建筑結(jié)構(gòu)荷載四、常見建筑結(jié)構(gòu)荷載

1.結(jié)構(gòu)自重荷載。建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件自身的重量，手工設(shè)計(jì)時(shí)一般用其體積乘以容重,采用軟件設(shè)計(jì)時(shí)一般可以自由選擇是否可由軟件自動(dòng)計(jì)算。

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2.恒荷載。建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件以外的固定物，如填充墻、樓面裝修、屋面保溫防水等，在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)重量及位置不發(fā)生變化的建筑構(gòu)件的重量，一般用其體積乘以容重來計(jì)算。值得注意的是，一棟房屋即使重新裝修，只要其裝修的重量不超過設(shè)計(jì)重量，該裝修仍被認(rèn)為是恒荷載。

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3.活荷載。建筑物中經(jīng)常發(fā)生變化的重量，如人、家具等，在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)重量或位置會(huì)發(fā)生變化。活荷載由國家專門機(jī)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和發(fā)布，除個(gè)別特殊用途的房間以外，大部分樓面、屋面的活荷載應(yīng)當(dāng)按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》取值。

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4.風(fēng)荷載。在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，建筑結(jié)構(gòu)一定會(huì)受到風(fēng)力的作用，風(fēng)作用在建筑結(jié)構(gòu)上，可能是壓力，也可能使吸力，風(fēng)力的大小不僅與當(dāng)?shù)氐臍夂?，與建筑物周圍的地形地貌、建筑物本身的形狀及高度也有一定的關(guān)系。

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4.雪荷載。我國絕大部分地區(qū)都有過降雪的記錄，被雪壓塌的建筑物也不少見，《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》規(guī)定，我國僅廣東、廣西、四川、云南、海南的部分地區(qū)可以不考慮雪荷載的作用，其他地區(qū)均應(yīng)當(dāng)考慮雪的壓力作用。

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5.吊車荷載。在大多數(shù)工業(yè)廠房中，吊車（桁車）是必不可少的機(jī)械之一，其起重量從1-50噸不等，自重也可能達(dá)到數(shù)十噸，有的廠房還可能同時(shí)有多臺(tái)桁車同時(shí)運(yùn)行，因此，我們有必要掌握桁車的荷載取值方法。

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6.等效均布荷載。有些工程中，樓面上可能會(huì)有一些局部集中荷載，如不固定位置的隔墻、重量比較大的機(jī)械等，為方便計(jì)算，我們還需要將其轉(zhuǎn)化為均布荷載，該荷載稱之為“等效均布荷載”。

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7.土壓力。在地下室、擋土墻設(shè)計(jì)中，我們還需要考慮土對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的壓力，該壓力既有可能是自上而下的，也有可能使水平的，還有可能是傾斜的。由于其壓力較大，不能忽略不計(jì)，土壓力的計(jì)算方法可以參考《土力學(xué)》課程或《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》。

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8.某些埋深較大的地下室、水池等結(jié)構(gòu)，可能會(huì)受到地下水的浮力作用，屋頂游泳池也存在水壓力作用。9.除了上述建筑結(jié)構(gòu)荷載之外，不均勻地基沉降、熱脹冷縮、地震等都可能在建筑結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生力的作用，我們常常也會(huì)將其稱為沉降荷載、溫度荷載、地震荷載。

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認(rèn)識(shí)建筑結(jié)構(gòu)荷載五、常用術(shù)語

容重（bulkdensity）：容重也稱為重度。指單位容積內(nèi)物體的重量，如單位體積土體的重量。其常用單位是：kN/m3。

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期

（designreferenceperiod）：

為確定可變荷載代表值而選用的時(shí)間參數(shù)，我國民用建筑設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期統(tǒng)一為50年。

標(biāo)準(zhǔn)值

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