第6讲结构设计方法荷载组合例题课件.ppt
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- 结构设计 方法 荷载 组合 例题 课件
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1、结构设计的原则和结构设计的原则和方法方法(1)由可变荷载效应控制的组合(G=1.2,Q=1.4(1.3)niiiiimjjjSSSS2kQcLQk1Q1L1Q1kGG=1.2第j个永久荷载作用标准值效应=1.4(1.3)考虑考虑设计设计使用使用年限年限的调的调整系整系数数第1个可变荷载标准值效应=1.4(1.3)第i个可变荷载组合值系数第i个可变荷载标准值效应设计使用年限(年)设计使用年限(年)550100L0.911.1楼面或屋面考虑设计使用年限的调整系数楼面或屋面考虑设计使用年限的调整系数 L1.1.承载力能力极限状态承载力能力极限状态 Ultimate Limit Stateniiiii
2、mjjjSSS1kQcLQ1kGG(2)由永久荷载效应控制的组合(G=1.35,Q=1.4)=1.35第j个永久荷载作用标准值效应=1.4(1.3)考虑考虑设计设计使用使用年限年限的调的调整系整系数数第i个可变荷载组合值系数第i个可变荷载标准值效应例例1已知,一屋面板,在各种荷载作用下的跨中弯矩已知,一屋面板,在各种荷载作用下的跨中弯矩标准值如下所示:永久荷载产生的弯矩标准值如下所示:永久荷载产生的弯矩 MG=2.5kNm,上人屋面可变荷载产生的弯矩为上人屋面可变荷载产生的弯矩为MQ=1.5kNm ,风荷风荷载产生的弯矩载产生的弯矩Mw=0.4kNm,雪荷载产生的弯矩为雪荷载产生的弯矩为Ms=
3、0.2kNm。设计使用年限为。设计使用年限为50年。年。其中屋面可变荷载的其中屋面可变荷载的c=0.7;风荷载的风荷载的c=0.6;雪荷载雪荷载的的c=0.7.求在承载能力极限状态下的弯矩设计内力求在承载能力极限状态下的弯矩设计内力值。值。例题例题M1=1.22.5+1.4 1.0 1.5+1.4 0.6 0.4+1.4 0.7 0.2 =5.632kNm M2=1.352.5+1.4 1.0 0.7 1.5+1.4 0.6 0.4+1.4 0.7 0.2=5.377kNm 由于由于M1M2,故而是由可变荷载效应控制的,设计时以故而是由可变荷载效应控制的,设计时以M1作为作用效应作为作用效应S
4、永久荷载效应控制的组合为永久荷载效应控制的组合为可变荷载效应控制的组合为可变荷载效应控制的组合为例题例题32kQcLQk1Q1L1Q11kGG1iiiiijjjSSSM31kQcLQ11kGG2iiiiijjjSSM2 虽然永久荷载产生的弯矩 MG=2.5kNm,超过了可变荷载产生弯矩的总和MQ+Mw+Ms=1.5+0.4+0.2=2.1kNm,但该荷载组合仍旧由可变荷载起控制作用。因此在计算前,判断究竟是由永久荷载效应还是可变荷载效应起控制作用时,不应该不应该凭借永久荷载效应与可变荷载效应何者更大来直接臆断,而应该按照永久荷载效应与可变荷而应该按照永久荷载效应与可变荷载效应分别起控制作用时列
5、式计算荷载效应值,荷载效载效应分别起控制作用时列式计算荷载效应值,荷载效应值较大者对应的组合为起控制作用的组合。应值较大者对应的组合为起控制作用的组合。1 当可变荷载超过一种时,针对由可变荷载起控制作用的组合,通常通常取所给可变荷载效应标准值中最大的那种可变荷载作为第1个可变荷载;由永久荷载起控制作用的组合不存在此问题。例题计算心得:例题计算心得:例例2.已知,一屋面板,在各种荷载作用下的跨中弯矩已知,一屋面板,在各种荷载作用下的跨中弯矩标准值如下所示:永久荷载产生的弯矩标准值如下所示:永久荷载产生的弯矩 MG=2.0kNm,不上人屋面可变荷载产生的弯矩为不上人屋面可变荷载产生的弯矩为MQ=1
6、.1kNm ,积积灰荷载产生的弯矩灰荷载产生的弯矩Mw=0.5kNm,雪荷载产生的弯矩为雪荷载产生的弯矩为Ms=0.2kNm。设计使用年限为。设计使用年限为50年。年。其中屋面可变荷载的其中屋面可变荷载的c=0.7 积灰荷载的积灰荷载的c=0.9;雪荷雪荷载的载的c=0.7,求在承载能力极限状态下的弯矩设计内求在承载能力极限状态下的弯矩设计内力值。力值。例题例题M1=1.22.0+1.4 1.0 1.1+1.4 0.9 0.5+1.4 0.7 0.2 =4.766kNm M2=1.352.0+1.4 1.0 0.7 1.2+1.4 0.9 0.5+1.4 0.7 0.2=4.702kNm 由于
7、由于M1M2,故而是由可变荷载效应控制的,设计时以故而是由可变荷载效应控制的,设计时以M1为准。为准。永久荷载效应控制的组合为永久荷载效应控制的组合为可变荷载效应控制的组合为可变荷载效应控制的组合为例题例题GB 50009-2012 建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范P19第第5.3.3条指出:条指出:不上人的屋面均布活荷载,可不与雪不上人的屋面均布活荷载,可不与雪荷载和风荷载同时组合。荷载和风荷载同时组合。GB 50009-2012 建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范 P21第第5.4.3条指出:条指出:积灰荷载应与雪荷载或不上人的屋面积灰荷载应与雪荷载或不上人的屋面均布活荷载两者中的较大值同时
8、考虑均布活荷载两者中的较大值同时考虑。例题例题例例2.已知,一屋面板,在各种荷载作用下的跨中弯矩已知,一屋面板,在各种荷载作用下的跨中弯矩标准值如下所示:永久荷载产生的弯矩标准值如下所示:永久荷载产生的弯矩 MG=2.0kNm,不上人屋面不上人屋面可变荷载产生的弯矩为可变荷载产生的弯矩为MQ=1.1kNm ,积积灰荷载产生的弯矩灰荷载产生的弯矩Mw=0.5kNm,雪荷载产生的弯矩为雪荷载产生的弯矩为Ms=0.2kNm。设计使用年限为。设计使用年限为50年。年。其中屋面可变荷载的其中屋面可变荷载的c=0.7;积灰荷载的积灰荷载的c=0.9;雪荷雪荷载的载的c=0.7。求在承载能力极限状态下的弯矩
9、设计。求在承载能力极限状态下的弯矩设计内力值。内力值。例题例题M1=1.22.0+1.4 1.0 1.1+1.4 0.9 0.5=4.57kNm M2=1.352.0+1.4 1.0 0.7 1.1+1.4 0.9 0.5=4.408kNm 由于由于M1M2,故而是由可变荷载效应控制的,设计时以故而是由可变荷载效应控制的,设计时以M1为准。为准。永久荷载效应控制的组合为永久荷载效应控制的组合为可变荷载效应控制的组合为可变荷载效应控制的组合为例题例题22kQcLQk1Q1L1Q11kGG1iiiiijjjSSSM21kQcLQ11kGG2iiiiijjjSSM例题计算心得:例题计算心得:当出现当
10、出现不上人屋面可变荷载不上人屋面可变荷载时,该荷载时,该荷载通常不与通常不与雪雪荷载同时考虑。计算时以不上人屋面可变荷载标准荷载同时考虑。计算时以不上人屋面可变荷载标准值与雪荷载标准值中较大者代入计算荷载组合效应值与雪荷载标准值中较大者代入计算荷载组合效应。如题目中给出积灰荷载,积灰荷载与不上人屋面。如题目中给出积灰荷载,积灰荷载与不上人屋面可变荷载或雪荷载中的较大者同时考虑。可变荷载或雪荷载中的较大者同时考虑。三三 正常使用极限状态设计表达式正常使用极限状态设计表达式 按荷载效应的标准组合、频遇组合、准永久组合或标准组合并考虑长期按荷载效应的标准组合、频遇组合、准永久组合或标准组合并考虑长期
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