建筑力学-第三讲-荷载及结构计算简

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1、第三讲结构构件上的荷载及结构的计算简图1结构上的荷载目录2静力学基本知识3结构计算简图1结构上的荷载1结构上的荷载(1)按作用时间的长短和性质分按作用时间的长短和性质，荷载可分为三类：永久荷载、可变荷载和偶然荷载。①永久荷载是指在结构设计使用期间，其值不随时间而变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。例如，结构的自重、土压力、预应力等荷载，永久荷载又称恒荷载。1结构上的荷载1.1荷载的分类②可变荷载是指在结构设计使用期内其值随时间而变化，其变化与平均值相比不可忽略的荷载。例如，楼面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等，可变荷载又称活荷载

2、。③偶然荷载是指在结构设计使用期内不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。例如，爆炸力、撞击力等。1结构上的荷载(2)按结构的反应特点分荷载按结构的反应特点分为静态荷载和动态荷载两类。①静态荷载是使结构产生的加速度可以忽略不计的作用，如结构自重、住宅和办公楼的楼面活荷载等。②动态荷载是使结构产生的加速度不可忽略不计的作用，如地震、吊车荷载、设备振动等。1结构上的荷载(3)按作用位置分荷载按作用位置可分为固定荷载和移动荷载两类。①固定荷载是指作用位置不变的荷载，如结构的自重等。②移动荷载是指可以在结构上自由移动的荷载，如车轮压力等。1结构上的荷载(1)材料的重

3、力密度某种材料单位体积的重量（kN/m3），称为材料的重力密度，用γ表示。1.2荷载的分布形式如工程中常用水泥砂浆的重力密度是20kN/m3，石灰砂浆的重力密度是17kN/m3，钢筋混凝土的重力密度是25kN/m3，砖的重力密度是19kN/m3。1结构上的荷载(2)均布面荷载在均匀分布的荷载作用面上，单位面积上的荷载值称为均布面荷载，其单位为kN/m2或N/m2。下页图为板的均布面荷载。【知识链接】一般板上的自重荷载为均布面荷载，其值为重力密度乘以板厚。如一矩形截面板，板厚度为h（m），重力密度为γ（kN/m3）,板的自重在平面上是均匀分布的，单位面积的自重gk=γh（

4、kN/m2）。1结构上的荷载板的均布面荷载梁上的均布线荷载1结构上的荷载(3)均布线荷载沿跨度方向单位长度上均匀分布的荷载称为均布线荷载，其单位为kN/m或N/m，上页图为梁上的均布线荷载。一般梁上的自重荷载为均布线荷载，其值为重力密度乘以横截面面积。如一矩形截面梁,其截面宽度为b（mm），截面高度为h（mm），重力密度为γ（kN/m3）,梁的自重沿跨度方向是均匀分布的，沿梁轴均布线荷载gk=γbh（kN/m）。1结构上的荷载(4)非均布线荷载沿跨度方向单位长度上非均匀分布的荷载称为非均布线荷载，其单位为kN/m或N/m。下图所示的挡土墙的土压力即为非均布线荷载。挡土墙

5、的土压力1结构上的荷载(5)集中荷载（集中力）集中地作用于一点的荷载称为集中荷载（集中力），其单位为kN或N，通常用G或P表示，如右图所示的柱子自重。柱子的自重一般柱子的自重荷载为集中力，其值为重力密度乘以柱子的体积，即G=γbhL。1结构上的荷载板上的荷载传给梁示意图1结构上的荷载在后续进行结构设计时，对荷载应赋予一个规定的量值，该量值即所谓荷载代表值。永久荷载采用标准值为代表值，可变荷载采用标准值、组合值、频遇值或准永久值为代表值。1.3荷载的代表值1结构上的荷载按承载能力极限状态设计时，可变荷载的代表值一般取其标准值或组合值，按正常使用极限状态设计时，可变荷载的代

6、表值一般取其频遇值或准永久值。1荷载的标准值荷载标准值是荷载的基本代表值。荷载标准值为设计基准期内（50年）最大荷载统计分布的特征值，是指其在结构使用期间可能出现的最大荷载值。（1)永久荷载标准值（gk或Gk），是永久荷载的唯一代表值。对于结构自重可以根据结构的设计尺寸和材料的重力密度确定。1结构上的荷载【例3.1】矩形截面钢筋混凝土梁L2，计算跨度为5.1m，截面尺寸为b=250mm，h=500mm，求该梁自重(即永久荷载)标准值。【例3.2】楼面做法为：30mm水磨石地面，120mm钢筋混凝土空心板（折算为80mm实心板），板底石灰砂浆粉刷厚20mm，求楼板自重标准

7、值。计算过程中应注意物理量单位的换算。（各材料的重力密度前面已给出）1结构上的荷载（2)可变荷载标准值(qk，Qk)，由设计使用年限内最大荷载概率分布的某个分位值确定，是可变荷载的最大荷载代表值，由统计所得。我国《建筑结构荷载规范》对于楼(屋)面活荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载等可变荷载标准值，规定了具体的数值，设计时可直接查用。根据《荷载规范》查得案例一中教学楼教室的楼面活荷载标准值为2kN/m2；楼梯上的楼面活荷载标准值为2.5kN/m2。1结构上的荷载2可变荷载组合值（Qc）当结构上同时作用有两种或两种以上可变荷载时，由于各种可变荷