《作用及荷载设计》PPT课件

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1、作用与结构设计方法主讲：王俊王俊：博士，副教授，郑州大学博士后流动站结构工程专业博士后；国家注册监理工程师；许昌学院优秀青年骨干教师；许昌学院土木工程专业学术带头人主讲人简介引言★1、土木工程专业的课程设置如何实现与工程应用的链接？知识链一：I-S-O知识体系知识链二：R≤S公式与土木工程的各门课程的关系？★2、“作用与结构设计方法”课程的性质、地位和作用。第一章作用及其作用效应内容提要一、结构上的作用及其分类1、“结构上的作用”的定义2、“结构上的作用”的分类3、荷载的分类二、作用的代表值三、作用效应一、结构上的作用及其分类1、“结构上的作用”的定义施加在

2、结构上的集中或分布荷载，以及引起结构外加变形或约束变形（地震、基础沉降、温度变化、焊接等）的原因的总称施加在结构上的集中或分布荷载直接作用引起结构外加变形或约束变形的原因间接作用2、“结构上的作用”的分类按随时间的变异分类永久作用在结构使用期间，其值不随时间而变化，或其变化值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作用【例如】结构自重，土压力、预加力、基础沉降、焊接、水的浮力、混凝土收缩及徐变作用等可变作用在结构使用期间，其值随时间而变化，且其变化值与平均值相比不可以忽略不计的作用【例如】安装荷载、楼面活荷载、吊车荷载、风

3、荷载、雪荷载、汽车荷载、汽车离心力、汽车制动力、流水压力、冰压力、温度作用等偶然作用在结构使用期间，不一定出现，但一旦出现，其量值很大且持续时间较短的作用【例如】地震作用（地震力和地震加速度等）、爆炸、船舶或漂流物的撞击作用、汽车撞击作用等【思考题】水压力属于何种作用？按随空间位置的变异分类固定作用在结构空间位置上具有固定的分布【例如】工业与民用建筑楼面上的固定设备荷载、结构构件自重等自由作用（可动作用）在结构空间位置上的一定范围内可以任意分布【例如】工业与民用建筑楼面上的人员荷载、吊车荷载等按结构的反应分类静态作用不使结构或结构构件产生加速

4、度，或产生的加速度可以忽略不计【例如】结构自重、住宅与办公楼的楼面活荷载等动态作用使结构或结构构件产生不可忽略的加速度【例如】地震、吊车荷载、设备振动、作用于高耸结构上的风荷载等3、荷载分类按作用时间的长短和性质永久荷载在结构使用期间，其值不随时间而变化，或虽有变化，但变化不大，且其变化值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。恒载可变荷载在结构使用期间，其值随时间而变化，且其变化值与平均值相比不可以忽略不计的荷载。活载偶然荷载在结构使用期间不一定出现，但一旦出现，其值很大，作用时间则较短的荷载。永久荷载（恒载）【例如】

5、结构自重，土压力、预应力等可变荷载（活载）【例如】楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等偶然荷载【例如】爆炸力、撞击力等1.2荷载（作用）的各种代表值荷载代表值—设计中用以验证极限状态所采用的荷载值，包括标准值、组合值、频遇值和准永久值一、标准值(characteristicvalue)~按设计基准期（T=50年）内最大荷载概率分布的某一分位值确定1、恒载标准值Gk~正态分布N(G、G)~相当于永久荷载概率分布（即设计基准期内最大荷载概率分布）的0.5分位值，即正态分布的平均值G~Gk=结构设计规定的尺寸和材料或结构构件单位体积

6、的自重平均值确定对易于超重的钢筋混凝土板类（屋面板、楼板等）的标准值Gk=0.95G即G=1.06Gk（由于存在超重现象，实际的平均值为Gk的1.06倍）对截面较大的梁、柱等承重构件的标准值Gk=1.0G对自重变异性较大的材料和构件（如屋面保温材料、防水材料、找平层以及钢筋混凝土薄板等），为在设计表达式中采用统一的永久荷载分项系数而又能使结构构件具有规定的可靠指标，其标准值应根据对结构的有利或不利状态，分别取其自重的下限值或上限值2、民用建筑楼面活载标准值~极值Ⅰ型Lk=LT+LT办公楼Lk=LT+1.5LTLk=1.5kN/m2分位值

7、p=92.1%住宅Lk=LT+0.7LTLk=1.5kN/m2分位值p=79.1%住宅的活荷载标准值偏低较多考虑到建设工程量比较大的住宅和办公楼的荷载标准值与国外相比显然偏低鉴于国内民用建筑楼面活荷载今后的变化趋势难以预测住宅、办公楼的楼面活荷载标准值规定Lk=2.0kN/m2办公楼Lk=LT+3.16LT住宅Lk=LT+2.38LT3、风荷载标准值wk~极值Ⅰ型不按风向时/wT=1.109wkwk=0.9/wT按风向时wT=0.999wkwk=1.0wT即《规范》(GB50009)规定的风荷载标准值wk接近于设计基准期最大风

8、荷载的平均值wT。4、雪荷载标准值s