荷载的分类及代表值课件.ppt

1、A1A2重重 点点 1、荷载分类；荷载代表值；、荷载分类；荷载代表值； 2、结构的功能；结构功能的极限状态；、结构的功能；结构功能的极限状态； 3、结构上的作用、作用效应和结构抗力。、结构上的作用、作用效应和结构抗力。难难 点点结构上的作用、作用效应和结构抗力。结构上的作用、作用效应和结构抗力。A3 一、设计基准期 我国采用的设计基准期一般为50年 二、设计使用年限 1、定义：在这一规定时期内，房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和维护下，不需要大修就能按其预定目的使用。2.1 设计基准期和设计使用年限设计基准期和设计使用年限A4表2-5结构设计使用年限分类 设计使用年限分类 P10A5一、

2、结构的功能要求一、结构的功能要求 1 1）结构的功能要求）结构的功能要求 功能要求功能要求适用性适用性耐久性耐久性安全性安全性2.2 结构的功能要求、作用和抗力结构的功能要求、作用和抗力A6 安全性安全性结构在正常施工和正常使用的条件下，能结构在正常施工和正常使用的条件下，能承受可能出现的各种作用；在设计规定的偶然事件（如强承受可能出现的各种作用；在设计规定的偶然事件（如强烈地震、爆炸、车辆撞击等）发生时和发生后，仍能保持烈地震、爆炸、车辆撞击等）发生时和发生后，仍能保持必需的整体稳定性，即结构仅产生局部的损坏而不致发生必需的整体稳定性，即结构仅产生局部的损坏而不致发生连续倒塌。连续倒塌。 适

3、用性适用性结构在正常使用时具有良好的工作性能。结构在正常使用时具有良好的工作性能。例如，不会出现影响正常使用的过大变形或振动；不会产例如，不会出现影响正常使用的过大变形或振动；不会产生使使用者感到不安的裂缝宽度等。生使使用者感到不安的裂缝宽度等。A7耐久性耐久性结构在正常维护条件下具有足够的耐久性结构在正常维护条件下具有足够的耐久性能，即在正常维护条件下结构能够正常使用到规定的设能，即在正常维护条件下结构能够正常使用到规定的设计使用年限。例如，结构材料不致出现影响功能的损坏，计使用年限。例如，结构材料不致出现影响功能的损坏，钢筋混凝土构件的钢筋不致因保护层过薄或裂缝过宽而钢筋混凝土构件的钢筋不

4、致因保护层过薄或裂缝过宽而锈蚀等。锈蚀等。A8二、二、 作用和作用效应分类作用和作用效应分类（一）作用、荷载、直接作用、间接作用（一）作用、荷载、直接作用、间接作用1. 作用：使结构或结构构件产生内力和变形的原因。作用：使结构或结构构件产生内力和变形的原因。2. 荷载：施加在结构上的集中力或分布力。荷载：施加在结构上的集中力或分布力。3. 直接作用：荷载属于直接作用。直接作用：荷载属于直接作用。4. 间接作用：除荷载以外的引起结构外加变形或约束间接作用：除荷载以外的引起结构外加变形或约束变形的原因。变形的原因。( (二二) ) 按随时间的变异，结构上的荷载可分为以下三按随时间的变异，结构上的荷

5、载可分为以下三类：类： 1.1.永久荷载永久荷载永久荷载亦称恒荷载，是指在结构使用期间，其值不永久荷载亦称恒荷载，是指在结构使用期间，其值不随时间变化，或者其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。随时间变化，或者其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。如结构自重、土压力、预应力等。如结构自重、土压力、预应力等。 A92.2.可变荷载可变荷载可变荷载也称为活荷载，是指在结构使用期间，其值随可变荷载也称为活荷载，是指在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略的荷载。时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略的荷载。3.3.偶然荷载偶然荷载在结构使用期间不一定出现，而一旦出现，其量值很大在

6、结构使用期间不一定出现，而一旦出现，其量值很大且持续时间很短的荷载称为偶然荷载。且持续时间很短的荷载称为偶然荷载。A10荷载代表值荷载代表值荷载代表值荷载代表值定义：结构设计时，对于定义：结构设计时，对于不同的荷载和不同的设计情况不同的荷载和不同的设计情况，应应赋予荷载不同的量值赋予荷载不同的量值，该量值即荷载代表值。，该量值即荷载代表值。1.1.荷载标准值荷载标准值定义：荷载标准值就是结构在定义：荷载标准值就是结构在设计基准期内设计基准期内具有一定概具有一定概率的最大荷载值率的最大荷载值, ,它是荷载的基本代表值。它是荷载的基本代表值。设计基准期设计基准期为确定可变荷载代表值而选定的时间参为

7、确定可变荷载代表值而选定的时间参数，一般取为数，一般取为5050年。年。A11（1 1）永久荷载标准值）永久荷载标准值永久荷载主要是结构自重及粉刷、装修，固定设备的重永久荷载主要是结构自重及粉刷、装修，固定设备的重量。一般可按结构构件的设计量。一般可按结构构件的设计尺寸尺寸和材料或结构构件和材料或结构构件单位体单位体积（或面积）积（或面积）的自重标准值确定。的自重标准值确定。对于自重变异性较大的材料，在设计中应根据其对结构对于自重变异性较大的材料，在设计中应根据其对结构有利或不利有利或不利的情况，分别取其自重的下限值或上限值。的情况，分别取其自重的下限值或上限值。 例例 取钢筋混凝土单位体积自

8、重标准值为取钢筋混凝土单位体积自重标准值为25 kN/m25 kN/m3 3，则，则截面尺寸为截面尺寸为200200500mm500mm的钢筋混凝土矩形截面梁的自重标准的钢筋混凝土矩形截面梁的自重标准值为值为0.20.20.50.525=2.5kN/m25=2.5kN/m。A12（2 2）可变荷载标准值）可变荷载标准值民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频偶值和民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频偶值和永久值系数按表永久值系数按表2-22-2采用。采用。 2. 2.可变荷载准永久值可变荷载准永久值定义：在设计基准期内经常达到或超过的那部份荷载值定义：在设计基准期内经常达到或超过的那部

9、份荷载值（总的持续时间不低于（总的持续时间不低于2525年），称为可变荷载准永久值。年），称为可变荷载准永久值。可变荷载准永久值可表示为可变荷载准永久值可表示为q qk k ，其中，其中k k为可变荷为可变荷载标准值，载标准值，q q为可变荷载准永久值系数。为可变荷载准永久值系数。q q值见表值见表 2-2 2-2 。A133.3.可变荷载组合值可变荷载组合值定义：定义：两种或两种以上两种或两种以上可变荷载同时作用于结可变荷载同时作用于结构上时，除主导荷载（产生最大效应的荷载）仍可构上时，除主导荷载（产生最大效应的荷载）仍可以其标准值为代表值外，其他伴随荷载均应以小于以其标准值为代表值外，其他

10、伴随荷载均应以小于标准值的荷载值为代表值，此即可变荷载组合值。标准值的荷载值为代表值，此即可变荷载组合值。可变荷载组合值可表示为可变荷载组合值可表示为c ck k 。其中。其中c c 为为可变荷载组合值系数，其值按表可变荷载组合值系数，其值按表 2-2 2-2 查取。查取。A144.4.可变荷载频遇值可变荷载频遇值定义：对可变荷载，在设计基准期内，其定义：对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值（为规定频率的荷载值（总的持续时间不低于总的持续时间不低于5050年年），称为可变荷载频遇值。），称为可变荷载频遇值。

11、可变荷载频遇值可表示为可变荷载频遇值可表示为f fk k。其中。其中f f为可变荷载频遇值系数，其值按表为可变荷载频遇值系数，其值按表 2-2 2-2 查取。查取。A152.3 结构功能的极限状态及结构功能函数结构功能的极限状态及结构功能函数（一）结构功能的极限状态的概念（一）结构功能的极限状态的概念 P10P10整个结构或结构的一部份，超过某一特定状态就不能满整个结构或结构的一部份，超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能（安全性、适用性、耐久性）要求，足设计规定的某一功能（安全性、适用性、耐久性）要求，该特定状态称为该功能的极限状态。该特定状态称为该功能的极限状态。极限状态极限状态承载

12、力极限状态承载力极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态A16承载能力极限状态承载能力极限状态 这种极限状态对应于结构或结这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。承载能力极限状态主要考虑关于承载能力极限状态主要考虑关于结构安全性结构安全性的功能。的功能。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了承当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：载能力极限状态：结构构件或连接因材料强度结构构件或连接因材料强度不够而破坏不够而破坏(疲劳破坏疲劳破坏)；整个结构或衡结构的一部分整个结构或衡结构的一部

13、分作为刚体失去平（如倾覆等）；作为刚体失去平（如倾覆等）；结构转变为机动体系；结构转变为机动体系；结构或结构构件丧失稳定结构或结构构件丧失稳定（如柱子被压曲等）。（如柱子被压曲等）。A17正常使用极限状态正常使用极限状态 正常使用极限状态对应于正常使用极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。这一状态对应于限值。这一状态对应于适用性或耐久性适用性或耐久性的功能。的功能。 当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态：正常使用极限状态： 影响正常使用或外观的变

14、形；影响正常使用或外观的变形； 影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）； 影响正常使用的振动；影响正常使用的振动； 影响正常使用的其他特定状态等。影响正常使用的其他特定状态等。A18（二）结构的功能函数（二）结构的功能函数结构的工作性能可用下列结构功能函数结构的工作性能可用下列结构功能函数Z来描述。来描述。 Z=R-S （2.1） 式中，式中，R-结构构件抗力，它与材料的力学指标及材料用量有关；结构构件抗力，它与材料的力学指标及材料用量有关； S-作用（荷载）效应及其组合，它与作用的性质有关。作用（荷载）效应及其组合，它与作用的性质有关。 R

15、和和S均可视为随机变量，均可视为随机变量，Z为复合随机变量，它们之间的运算规则为复合随机变量，它们之间的运算规则应按概率理论进行。应按概率理论进行。 式（式（2.1）可以用来表示结构的三种工作状态。）可以用来表示结构的三种工作状态。 当当Z0时，结构能完成预定的功能，处于可靠状态；时，结构能完成预定的功能，处于可靠状态； 当当Z0时，结构不能完成预定的功能，处于失效状态；时，结构不能完成预定的功能，处于失效状态； 当当Z=0时，即时，即R=S结构处于临界的极限状态，结构处于临界的极限状态，Z=g(R,S)=R-S=0,称为极限状态方程。称为极限状态方程。A19小小 结：结： 1. 荷载分类、荷载代表值的概念及种类；荷载分类、荷载代表值的概念及种类； 2. 永久荷载、可变荷载的代表值；永久荷载、可变荷载的代表值；