1建筑結構荷載,本章講述了建筑結構承受的各種作用，包括直接作用和間接作用。主要講述了建筑結構荷載規(guī)范（GB500092001）中的各種荷載。討論了荷載的分類，荷載代表值，各類荷載標準值的確定。,本章提要,本章內容,1.1荷載的分類1.2荷載代表值1.3永久荷載標準值1.4樓面和屋面活荷載1.5雪荷載1.6風荷載,1.1荷載的分類,在結構使用期間，其值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計，或其變化是單調的并能趨于限值的荷載。例如結構自重、土壓力、預應力等。永久荷載不隨時間變化，長期作用在結構上，在結構上的作用位置也不變。,1.1.1永久荷載,1.1.2可變荷載,在結構使用期間，其值隨時間變化，且變化與平均值相比不可以忽略不計的荷載。例如樓面活荷載、屋面活荷載和積灰荷載、吊車荷載、風荷載、雪荷載等。可變荷載的大小隨時間而變，作用位置可變，且像風荷載、吊車荷載等能引起結構振動，使結構產生加速度。,1.1.3偶然荷載,在結構使用期間不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間很短的荷載。例如爆炸力、撞擊力等。,1.2荷載代表值,荷載規(guī)范規(guī)定：對永久荷載應采用標準值作為代表值。對可變荷載應根據(jù)設計要求采用標準值、組合值、頻遇值或準永久值作為代表值。對偶然荷載應按建筑結構使用的特點確定其代表值。,1.2.1荷載標準值,荷載標準值是荷載的基本代表值，指結構在使用期間可能出現(xiàn)的最大荷載值。荷載標準值統(tǒng)一由設計基準期（50年）最大荷載概率分布的某個分位值來確定，有永久荷載標準值（Gk)和可變荷載標準值（Qk）。,1.2.2可變荷載組合值,當結構同時承受兩種或兩種以上的可變荷載時，考慮到荷載同時達到最大值的可能性較小，因此除主導荷載（產生最大荷載效應的荷載）仍以其標準值為代表值外，對其它伴隨荷載，可以將它們的標準值乘以一個小于或等于1的荷載組合系數(shù)作為代表值，稱為可變荷載組合值，即,1.2.3可變荷載頻遇值,在設計基準期內，其超越的總時間為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值。它相當于在結構上時而或多次出現(xiàn)的較大荷載，但總是小于荷載的標準值。其值等于可變荷載標準值乘以可變荷載頻遇值系數(shù)：,1.2.4可變荷載準永久值,在設計基準期內，其超越的總時間約為設計基準值一半（可以理解為總持續(xù)時間不低于25年）的荷載值，也就是經(jīng)常作用于結構上的可變荷載。其值等于可變荷載標準值乘以可變荷載準永久值系數(shù)：,1.3永久荷載標準值,永久荷載主要包括構件的自重、構造層的自重等。恒荷載的變異性不大，故其標準值可根據(jù)構件或構造層的設計尺寸和材料或構件的單位自重確定。常見材料和構件的單位自重見附表1。對于自重變異較大的材料和構件（如現(xiàn)場制作的保溫材料、混凝土薄壁構件等），自重的標準值應根據(jù)對結構的不利狀態(tài)，取上限值或下限值。,1.4樓面和屋面活荷載,樓面活荷載是指作用在樓面上的人員、家具、設備等荷載。按樓面等效均布活荷載的確定方法，將實際荷載換算成為等效均布活荷載，再經(jīng)統(tǒng)計分析后，確定活荷載的標準值。民用建筑樓面均布活荷載的標準值及其組合值、頻遇值和準永久值系數(shù)見表1.1。設計墻、柱及基礎時應對各層樓面的樓面活荷載標準值進行折減。樓面活荷載折減系數(shù)見表1.2、表1.3,1.4.1民用建筑樓面均布活荷載,表1.1民用建筑樓面均布活荷載標準值及其組合值、頻遇值和準永久值系數(shù),表1.2樓面活荷載折減系數(shù),表1.3活荷載按樓層數(shù)的折減系數(shù),1.4.2屋面均布活荷載,屋面上的活荷載因“上人”和“不上人”而不同。上人的屋面承受人群和施工檢修等荷載；不上人的屋面只承受施工檢修時施工、檢修人員以及堆料等重力。屋面均布活荷載見表1.4。,表1.4屋面均布活荷載,1.4.3施工和檢修荷載及欄桿水平荷載,設計屋面板、檁條，鋼筋混凝土挑檐、雨篷和預制小梁時，施工或檢修集中荷載（人和小工具的自重）應取1.0kN，并應在最不利位置處進行驗算。（1）對于輕型構件或較寬構件，當施工荷載超過上述值時，應按實際情況驗算，或采用加墊板、支撐等臨時設施承受。（2）當計算挑檐、雨篷承載力時，應沿板寬每隔1.0m取一個集中荷載；在驗算挑檐、雨篷傾覆時，應沿板寬每隔2.53.0m取一個集中荷載。,（3）樓梯、看臺、陽臺和上人屋面等的欄桿頂部水平荷載，應按下列規(guī)定采用：住宅、宿舍、辦公樓、旅館、醫(yī)院、托兒所、幼兒園，應取0.5kN/m；學校、食堂、劇場、電影院、車站、禮堂、展覽館或體育場，應取1.0kN/m。當采用荷載準永久組合時，可不考慮施工和檢修荷載及欄桿水平荷載。,1.4.4荷載動力系數(shù),結構受動力作用時，應將荷載增大，這個增大系數(shù)就叫荷載動力系數(shù)。建筑結構設計的動力計算，在有充分依據(jù)時，可將重物或設備的自重乘以動力系數(shù)后，按靜力計算進行設計。搬運和裝卸重物以及車輛起動和剎車時的動力系數(shù)，可采用表1.11.3，其動力荷載只傳至樓板和梁。,1.5雪荷載,雪荷載是指房屋上由積雪而產生的荷載。雪荷載是作用在屋面上的。荷載規(guī)范規(guī)定，屋面水平投影面上的雪荷載標準值，應按下式計算：基本雪壓是雪荷載的基準壓力，一般按當?shù)乜諘缙教沟孛嫔戏e雪自重的觀測數(shù)據(jù)，經(jīng)概率統(tǒng)計得出50年一遇最大值確定。,屋面上的雪荷載標準值不等于基本雪壓，而應將基本雪壓乘以屋面積雪分布系數(shù)r。屋面積雪分布系數(shù)r的意義是基本雪壓換算為屋面水平投影面上的雪荷載的換算系數(shù)。具體數(shù)值見表1.5。設計建筑結構及屋面的承重構件時，可按下列規(guī)定考慮積雪的分布情況：屋面板和檁條按積雪不均勻分布的最不利情況考慮；屋架可分別按積雪全跨和半跨均勻分布的情況考慮；,框架和柱可按積雪全跨均勻分布情況考慮。雪荷載的組合值系數(shù)可取0.7；頻遇值系數(shù)可取0.6；準永久值系數(shù)應按雪荷載分區(qū)、和的不同，分別取0.5、0.2、0；雪荷載分區(qū)應按規(guī)范中的規(guī)定采用。,表1.5屋面積雪分布系數(shù)r,風荷載的大小與基本風壓、風壓高度變化系數(shù)、風荷載體型系數(shù)和風振系數(shù)有關。荷載規(guī)范規(guī)定，垂直于建筑物表面上的風荷載標準值，應按下述公式計算：（1）當計算主要承重結構時（2）當計算圍護結構時,1.6風荷載,1.6.1基本風壓,基本風壓是風荷載的基準壓力，一般按當?shù)乜諘缙教沟孛嫔?0m高度處10min平均的風速觀測數(shù)據(jù)，經(jīng)概率統(tǒng)計得出50年一遇最大值確定的風速，再考慮相應的空氣密度，按公式w0=1/2pv02確定的風壓值。基本風壓可從荷載規(guī)范附錄中查得。風荷載的組合值、頻遇值和準永久值系數(shù)可分別取0.6、0.4、0。,1.6.2風壓高度變化系數(shù),風速是隨距地面的高度增加而增加的，故風壓也是隨離地面高度增加而增加的。風速隨高度的變化規(guī)律主要取決于地面的粗糙程度。但當離地面450m以上時，風速即不受地面粗糙程度的影響，風壓高度變化系數(shù)為常數(shù)。地面粗糙度是指風在到達結構物以前吹越過2km范圍內的地面時，描述該地面上不規(guī)則障礙物分布狀況的等級。規(guī)范將地面粗糙度分為A、B、C、D四類。,A類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；B類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)；C類指有密集建筑群的城市市區(qū)；D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。,1.6.3風荷載體型系數(shù),風荷載體型系數(shù)是指風作用在建筑物表面上所引起的實際壓力（或吸力）與來流風壓的比值，它描述的是建筑物表面在穩(wěn)定風壓作用下的靜態(tài)壓力的分布規(guī)律，主要與建筑物的體型和尺度有關，也與周圍環(huán)境和地面粗糙度有關。幾種常見體型建筑物的風荷載體型系數(shù)見表1.6。,表1.6常見建筑物的風荷載體型系數(shù)s,1.6.4風振系數(shù),荷載規(guī)范